Станислао Конниццаро

Размещено на http://www.allbest.ru/

Канниццаро - итальянский химик, один из основателей атомно-молекулярной теории. Станислао Канниццаро родился в городе Палермо (о. Сицилия) в семье королевского судьи Мариано Канниццаро. Его отец, принадлежа к элите неаполитанской королевской администрации, до самой своей смерти в 1836 года успешно продвигался по карьерной лестнице: судья, начальник полиции Сицилии, председатель контрольной палаты в Палермо. Одна из сестер Станислао после своего замужества стала невесткой премьер-министра королевского правительства. Мальчик рос и воспитывался в состоятельной, респектабельной семье, одним из ценностных жизненных ориентиров которой, вопреки общепринятым в то время нормам, было получение хорошего образования.

В 1836 году мальчика направили для обучения в привилегированную школу-пансионат "Garolino calasanzio". Школа славилась преподаванием наук гуманитарного направления (философия, риторика, поэзия и пр.), меньшее значение придавалось, к сожалению, изучению естественных наук. Возможно, поэтому, решив все-таки поближе познакомиться с естественными дисциплинами, по окончании школы (1841) Канниццаро поступил на медицинский факультет Палермского университета.

Уже на первом курсе, не без влияния известного в научном мире профессора физиологии Микеле Фодера, Канниццаро увлекся проблемами общей физиологии, и в частности физиологической химии. Он много занимался под руководством профессора не только в университетской лаборатории, но и в домашней лаборатории своего учителя. В результате в 1845 году молодой ученый выступил на физиологической секции Седьмого конгресса итальянских естествоиспытателей в Неаполе с тремя сообщениями, вызвавшими оживленный интерес ученой аудитории. Эти исследования, а также интересные лекции профессора химии Казорио способствовали увлечению Канниццаро химией.

В своих "Автобиографических заметках" по этому поводу он высказался следующим образом: "Побуждаемый изучением физиологии, я попытался у себя дома приобрести навыки в химических манипуляциях, поскольку в Палермском университете не было никакой химической лаборатории для учащихся и имелось лишь самое необходимое для простейших демонстрационных опытов на лекциях, которые очень хорошо читал профессор Казорио, приобретший известность некоторыми небольшими аналитическими работами". Однако успешно начавшиеся занятия химией пришлось неожиданно прервать в связи с конфликтной ситуацией, возникшей в стенах университета (столкновения юноши с одним из преподавателей), из-за чего Канниццаро пришлось покинуть Палермский университет. Но покровительство профессора Фодера позволило Канниццаро продолжить свое образование, причем наилучшим образом.

Фодера представил юношу известному в то время физику Мачедонио Меллони. Последний принял его в свою лабораторию в Неаполе, где Канниццаро приступил к исследованиям в области тепловых явлений. В свою очередь Меллони тесно сотрудничал с учеными Пизанского университета. Одним из его коллег в Пизе был химик Рафаэле Пириа, постоянно привлекавший в свою лабораторию для участия в исследованиях талантливую молодежь. После соответствующей рекомендации Меллони Канниццаро был зачислен в ассистенты Пириа (1846), у которого он одновременно обучался и работал: Канниццаро слушал лекции и посещал занятия Пириа по органической и неорганической химии, во время лекций ассистировал профессору при демонстрации опытов.

Занятия химией занимали все свободное время Канниццаро. Но, несмотря на свою поглощенность наукой, молодой ученый находил время для участия в политических акциях либерального движения Сицилии. Под влиянием своего учителя Микеле Фодера, сторонника теории утопического социализма, молодой человек постепенно становится убежденным борцом против неаполитанской монархии. Особенно накаленная в политическом отношении обстановка в Сицилии сложилась в январе 1848 г. В течение одной январской недели в ряде городов Сицилии начались восстания народных демократических сил против королевской власти Бурбонов. Повстанцами была создана единая антибурбонская коалиция во главе с несколькими временными комитетами, возглавляемыми либералами. Восставшими был захвачен королевский дворец, свергнута власть монархии. В феврале Генеральный комитет Палермо взял на себя функции временного правительства Сицилии. В марте состоялось первое заседание парламента, которым было сформировано правительство нового сицилийского государства. Во всех политических изменениях, происходивших в Сицилии, Канниццаро принял самое активное участие: был командиром артиллерийской батареи во время вооруженного восстания, представителем одной из местностей в палате общин парламента. В течение лета обстановка на острове продолжала оставаться нестабильной. Королевская семья не уступала своих позиций. В конце августа 1848 г. Бурбоны направили в Сицилию большой экспедиционный корпус солдат.

Королевские войска теснили повстанцев. Тяжелая ситуация сложилась на подступах к ряду городов. В частности, долгую оборону выдерживал город Таормин, комиссаром правительства которого был назначен Канниццаро. Кровопролития вызвали негативную реакцию многих европейских государств. Пресса призывала королевскую семью прекратить военные действия. Благодаря посредничеству дипломатических представительств Англии и Франции осенью на острове было объявлено перемирие. Но оно, увы, продолжалось недолго. В марте 1849 года перемирие было отменено. Бурбоны возобновили военные действия. В ожесточенных боях перед превосходящими силами королевских войск один за другим сдались в апреле города восточного побережья Сицилии: сначала Таормин, затем Катания, Аугусти и пр.

Возглавляемое Канниццаро воинское подразделение в Таормине в этих боях сражалось особенно стойко. Овладев самым укрепленным восточным побережьем, королевские войска смогли беспрепятственно занять уже всю территорию острова. В конце апреля 1849 года сицилийское правительство вынуждено было передать свою власть муниципалитету Палермо и вместе с другими деятелями революционного движения отбыло на корабле во Францию. Среди пассажиров этого корабля находился 22-летний Канниццаро. Через непродолжительное время всем участникам революции была объявлена амнистия, из них лишь 12 "зачинщиков" были приговорены к смертной казни. Согласно королевскому указу они никогда не должны были быть помилованы. В этом списке значилось имя Канниццаро.

На французской земле, распростившись со своей революционной деятельностью, Канниццаро вновь вспомнил о позабытой в военных сражениях страсти - химической науке. Первоначально его взор обратился к химическим производствам. Все лето 1849 года он посещал химические заводы Марселя, Арля, Авиньона, Лиона и других городов. Его интересовали технологические схемы производства, организация их аналитических служб. Однако, посетив Париж и познакомившись с местной академической публикой (А.А. Каур, Ж.-Б. Дюма, М. Шеврёль, Ф. Клоэз и др.), он неожиданно увлекся препаративной органической химией. В результате Канниццаро два года проработал в лаборатории Шеврёля в Музее естественной истории, занимаясь цианистыми соединениями совместно с Клоэзом. Одновременно он повышал свой образовательный уровень, посещая лекции и занятия известных французских профессоров в Коллеж де Франс. Результатом его совместных с Клоэзом исследований было открытие цианамида.

В 1851 году ученый был приглашен на должность профессора химии, физики и механики в Технический университет г. Алессандрии (Северная Италия). Канниццаро долго колебался, принимать ли это предложение. Как выяснилось, химическая лаборатория этого университета была совсем не приспособлена для исследовательской работы. К тому же не хватало необходимых для исследований и преподавания химических препаратов; в распоряжение профессора предоставлялся всего один сотрудник (фармацевт по специальности). Все это невозможно было сопоставить с хорошо поставленной экспериментальной работой в лаборатории Шеврёля. Однако конец раздумьям положило письмо Пириа, советовавшего согласиться на это предложение. "Я настоятельно прошу Вас принять это предложение, - писал Пириа, - поскольку эта посредственная должность лишь временная. Вы смогли бы впоследствии получить кафедру в Турине или Генуе. Кроме того, некоторое внимание должно быть уделено также этой несчастной стране, которой можно служить ретортой так же, как и ружьем.". Прибытие Канниццаро в Алессандрию было восторженно встречено его жителями. Ученого восприняли как героя революции и всех призывали посетить его лекции. В Алессандрии Канниццаро проявил себя как талантливый педагог, сумев наладить работу кафедры химии практически с нуля. Одновременно он много занимался исследовательской работой по теме "реакции альдегидов", предложенной Пириа. В процессе этих работ он открыл бензиловый спирт, из которого были получены его производные: дибензиловый эфир, бензилацетат и бензоат, а также бензилхлорид. Но прежде всего им была открыта очень важная реакция одновременного окисления и восстановления бензилового альдегида до бензилового спирта и бензойной кислоты (впоследствии именная реакция Канниццаро).

В 1855 году Канниццаро был приглашен на должность заведующего кафедрой химии в Генуэзском университете. Исходя из задач своей педагогической практики, летом 1856 года ученый занялся изложением проблем фундаментальной химии для своего лекционного курса. Основными вопросами, на которые он пытался ответить в своих лекциях для лучшего усвоения и понимания материала студентами, были определения понятий атома и молекулы. Как известно, к концу первой половины XIX в. химики еще смешивали понятия атома и молекулы простых тел. Известный химик Й. Берцелиус в своих работах отождествлял понятия "атом" и "молекула". Многие исследователи, путаясь в терминах, использовали такие понятия, как "сложный атом", "составные молекулы" и т.п. Кроме того, не существовало надежных критериев для определения молекулярного веса, а значит, не было способов установления формул химических соединений, даже если бы химики и располагали таблицами достоверных значений атомных весов.

В этой обстановке противоречий и разночтений в области теоретической химии необходимо было разработать платформу для унификации основных химических понятий. "Состояние путаницы и двойственности, - писал Канниццаро, - . было для меня источником такого импульса в том году, когда я возобновил свои лекции. Я поставил себя на место моих слушателей. чтобы вспомнить и понять, почему я сам при изучении химии много лет назад не до конца понимал химические формулы".

В 1840-1850-х гг. большую известность приобрело учение французских исследователей Ш. Жерара и О. Лорана о молекуле как единой целостной системе атомов (унитарная система). Многих ученых-естествоиспытателей привлекали сформулированные ими идеи о двухатомности молекул простых газов и паров, подтвержденные также и другими исследователями экспериментально. К последователям унитарной теории Жерара примкнул и Канниццаро. Изучив работы А. Авогадро и А. Ампера, касающиеся проблем определения веса молекул3, выполненные ими на основе "приложения термодинамики к конституции воздухообразных флюидов", Канниццаро "посчитал тогда момент подходящим, чтобы привести систему Жерара в полное соответствие с физической теорией конституции упругих флюидов".

Исходя из гипотезы Авогадро и пользуясь при определении молекулярных весов простых тел методом плотности пара, Канниццаро пришел к выводу о существовании молекул простых тел, состоящих из различного числа атомов. Сходные идеи, как было сказано выше, выдвигали уже упомянутые Лоран и Жерар, но в их интерпретации получалось, что "протоокиси" металлов (оксиды их низших степеней окисления) обязательно должны были иметь конституцию воды, а хлористые соединения металлов - конституцию хлорида ртути, что по многим параметрам не соответствовало экспериментальным данным.

канниццаре итальянский химик атом

Согласившись со взглядами Жерара и Лорана на двухатомное строение молекул элементарных газов (N2, O2, Сl2 и пр.), Канниццаро "доработал" систему Жерара, пересмотрев в первую очередь атомные веса многих металлов, предлагаемые системой последнего. Определяющим критерием установления атомных весов была теория Авогадро. Полученные данные должны были согласовываться с законом Дюлонга и Пти (1819 г., закон теплоемкости твердых тел) и законом изоморфизма. Основываясь на определениях плотности паров ртути и ее соединений, а также на данных по удельной теплоемкости, он в соответствии с законом изоморфизма предложил удвоить атомный вес ртути по сравнению с принятым Жераром. Одновременно с учетом собственных экспериментальных результатов по определению плотности паров органических и металлорганических соединений других металлов Канниццаро пришел к выводу о необходимости удвоить атомные веса большинства других металлов (медь, цинк, олово, хром и др.) в системе Жерара. При этом он подчеркивал, что полученные им новые атомные веса соответствовали законам теплоемкости, изоморфизма и химической аналогии. Он писал: "Приняв эти атомные веса, мы избавились полностью от диссонанса в системе Жерара и остаемся верны основе этой системы, а именно тому, что молекулярные веса всегда пропорциональны плотности веществ в газообразном состоянии, если не происходит их разложения". Канниццаро предложил также и общее правило определения атомных весов (правило иногда называют "законом атомов" Канниццаро): "Различные количества одного и того же элемента, содержащиеся в различных молекулах, являются целыми кратными одной и той же величины, которая входит неделимо в эти соединения и по праву называется атомом". Все это Канниццаро изложил в опубликованном в 1858 году.

В системе Жерара атом выступал наименьшей частицей, входящей в состав молекулы. Определив верно атомные веса металлов, Канниццаро смог окончательно различить понятия "атом" и "молекула" на конкретных примерах. Им был предложен метод определения атомных весов, исходя из определения молекулярных весов летучих соединений элементов. Канниццаро показал, что однородные молекулы простых веществ могут быть одно-, двух - и многоатомными. Своими исследованиями ученый также придал завершение системе эквивалентов для всех веществ, основы которой были разработаны Жераром.

Работа ученого "Краткий очерк курса химической философии" не сразу получила признание. По-видимому, недостаточная известность недавно основанного журнала, а также языковый барьер (итальянский язык) стали причиной того, что она была по достоинству оценена научным сообществом лишь Шотландия. Дивизион 1 Дамбартон - Коуденбит П1 Венгрия. Отп банк лига Уйпеш - Пакш П1во время проведения Международного конгресса химиков в Карлсруэ (1860). Именно на этом конгрессе Канниццаро подробно обосновал свои основные выводы в дискуссиях с Ф.А. Кекуле и Ж.Б. Дюма и раздал химикам оттиски своей работы. С этого времени благодаря осуществленной им реформе атомно-молекулярного учения в химии были устранены разночтения в терминологии, четко сформулированы и определены основные химические понятия.

После выступления на конгрессе в Карлсруэ Канниццаро приобрел авторитет в научном мире. Сформулированные им идеи постепенно вошли в учебные пособия. Для того чтобы их обсудить, к нему в Геную наведывались коллеги. Так, А.П. Бородин в своем отчете о заграничной командировке в 1861 года писал: "В октябре в вакационное время я поехал снова в Италию и в этот раз исключительно для Канниццаро, идеи работы которого произвели громадную реформу в химии развитием молекулярной теории и установлением точного понятия о весе химической частицы". Уже в начале 1860-х гг. английские химики Э. Франкланд и У. Одлинг стали широко использовать во многих своих работах метод определения атомных и молекулярных весов, предложенный Канниццаро. Известный немецкий химик-органик Л. Мейер сразу же после конгресса в своих письмах к коллегам рекомендовал активно внедрять взгляды Канниццаро в теоретические публикации по химии. Спустя четыре года Мейер развил концепции Канниццаро в своей книге "Современные теории химии".

В 1860 году Канниццаро, примкнув к движению Гарибальди, наконец-то после 11 лет политического изгнания смог приехать на родину, в Палермо. В июне 1860 года между Гарибальди и Бурбонами после очередного народного восстания было заключено соглашение, согласно которому королевская семья теряла Палермо. Гарибальдийское правительство пригласило ученого занять кафедру органической химии в местном университете. Но предложение было принято Канниццаро лишь осенью 1861 года, когда последовало приглашение и от университета Палермо.

В 1865 году ученый был избран ректором Палермского университета. Во время вспышки холеры в 1867 года Канниццаро много сил отдал борьбе с эпидемией, занимая пост уполномоченного городского отдела здравоохранения. В 1871 году завершилось создание объединенной Италии со столицей в Риме, где был открыт новый университет, кафедру химии которого правительство предложило занять Канниццаро. Воодушевленный открывшимися возможностями, Канниццаро охотно принял это предложение и в том же году переехал в Рим. Здесь ученый получил прекрасные возможности для исследований. Старый женский монастырь Сан-Лоренцо был реконструирован правительством и переоборудован в первый в Италии Институт химии, который он и возглавил. Одновременно в Риме ученый укрепил и свои позиции на политическом поприще, став членом сената Итальянского королевства.

В Риме Канниццаро занялся химией сантонина. О работе ученого в этой области писал Л.А. Чугаев в 1910 году: "Вторую, большую часть своей научной деятельности (с 1873 г.) Канниццаро вместе со своими учениками посвятил разработке одного частного вопроса, или, точнее, изучению одной группы органических соединений - производных сантонина.

Умер Канниццаро в Риме 10 мая 1910.

Размещено на Allbest.ru