Научные химические школы в России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Химический факультет

Специальность Фундаментальная и прикладная химия

Специализация Органическая химия

Кафедра органической, биоорганической и медицинской химии

Реферативная работа

Научные химические школы в России

Самара 2017

Содержание

Введение

1. Начало фундаментальных исследований по химии

1.1 Первая научная школа химиков-неоргаников

1.2 Первая научная школа химиков-органиков Н.Н. Зинина

2. Основные научные центры

2.1 Казанский научный центр

2.2 Петербургский научный центр

2.2.1 Теория химического строения А.М. Бутлерова и его ученики

2.2.2 Дмитрий Иваночич Менделеев и научные направления

2.2.3 Физико-химические исследования Д.П. Коновалова и его научная школа

2.3 Московский научный центр

Заключение

Список использованных источников

Введение

химия менделеев научный школа

Истоки отечественной химической науки восходят к XVIII в., когда была основана Петербургская Академия наук. Уже с первых лет существования Академии наук с ней были связаны все научные достижения в России. В ее стенах работали такие известные ученые, как Иоганн и Даниил Бернулли, Л. Эйлер, С.П. Крашенинников, П.С. Паллас, И.И. Лепехин, Н.Я. Озерецковский, Я.Д. Захаров и др.

Начало занятиям химией в Академии наук было положено в 1731 г. избранием в академики Иоганна Георга Гмелина (1709-1755). Гмелину принадлежит первое химическое исследование, опубликованное в «Записках Петербургской академии наук», статья «Об увеличении веса некоторых тел при обжигании».

В течение XVIII в. химией в академии занимались Иоганн Готлоб Леман (1719-1767), Эрик Густав (Кирилл Густавович) Лаксман (1737-1796), Тобиас Иоганн (Товий Егорович) Ловиц (1757-1804), Василий Михайлович Севергин (1765-1826), Апполос Апполосович Мусин-Пушкин (1760-1805) и др. Однако основные достижения этого столетия в области химии связаны с именем Михаила Васильевича Ломоносова (1711-1765).

В течение всего XVIII в. развитие химических знаний получало действенную поддержку со стороны руководства Академии наук, будь то ее первый президент Л.Л. Блюментрост (1725-1733) или первая женщина-директор Е.Р. Дашкова (1783-1796).

В период конца XVIII - начала XIX столетий наибольший вклад в развитие химической науки внесли академики В.М. Севергин и Т.Е. Ловиц. [1]

Перед русскими университетами в первые десятилетия их существования стояла основная задача: популяризация и пропаганда естественнонаучных знаний с целью привлечь молодежь к естествознанию, и в частности, к химии, которая уже твердо вставала на путь самостоятельного развития. Создание кислородной теории Лавуазье в конце XVIII в., разработка атомно-молекулярного учения Дальтоном и Авогадро в начале XIX в., начавшийся процесс дифференциации химии (аналитическая, неорганическая, органическая), - вот основные события, на фоне которых развертывалась деятельность профессоров русских университетов 1810-1830-х годов. Они главным образом читали лекции, произносили речи о пользе химии, сообщали об открытиях в химии и других естественных науках.

В начале XIX в. в различных городах России открываются новые университеты и создаются научные общества. В 1802-1803 гг. восстанавливаются университеты в Дерпте и Вильнюсе. В последующие годы были открыты университеты в Казани (1804), Харькове (1805), Петербурге (1819). Петербургскому университету, в отличие от Московского (1755), Казанского и Харьковского университетов, которые готовили преподавателей для гимназий и других школ, было поручено готовить профессоров и научных работников.

С открытием университетов начинается новый период в развитии химии в России - период университетской науки, характерный появлением русской профессуры, русских учебников и журналов по химии, химических лабораторий. В университетах начали зарождаться русские научные школы.

1. Начало фундаментальных исследований по химии

В 1810-1830 гг. русскими химиками была проделана огромная работа по созданию учебно-методических основ преподавания химии, написанию отечественных руководств по химии. Так, в 1808 г. А.И. Шерер (1772-1825), профессор Петербургской медико-хирургической академии, Главного педагогического института и Горного кадетского корпуса, а с 1815 г. - академик Петербургской академии наук издал первый русский учебник - «Руководство к преподаванию химии» (в двух частях). В «Предуведомлении» он писал о своем стремлении прежде всего к тому, чтобы преподавание химии было «практическим и основательным».

В 1813-1817 гг. было издано пятитомное энциклопедическое руководство «Всеобщая химия для учащих и учащихся» профессора химии Харьковского университета Ф.И. Гизе (1784-1821). Это уникальное издание впервые ознакомило русского читателя с новейшими теориями и открытиями в химии: представлениями К. Бертолле о химическом сродстве, законами Пруста, Рихтера, электрохимическими представлениями Г. Дэви и Я. Берцелиуса и др.

Однако для начинавших изучать химию его руководство было слишком объемистым. Поэтому, начиная с 1820 г., профессора русских учебных заведений издают ряд новых руководств по химии.

Первой книгой, достаточно полно отражавшей последние достижения науки и излагавшей факты и теории химии в компактной и доступной форме, стал учебник Г.И. Гесса «Основание чистой химии» (1831), который вплоть до выхода в свет «Основ химии» Д.И. Менделеева (1869) был принят в учебных заведениях России в качестве основного руководства по химии.

В своих термохимических исследованиях Г.И. Гесс значительно раньше Х.П. Томсена и П.Э. Бертло выдвинул (1840) положение, согласно которому величины тепловых эффектов реакции могут служить мерой химического сродства. Открыл (1840) основной закон термохимии - закон постоянства количества тепла, доказал (1842) правило термонейтральности [1].

1.1 Первая научная школа химиков-неоргаников

Одним из первых ученых, кто стал настойчиво говорить о необходимости изменения программы и методов химического образования в России был Герман Иванович Гесс. Он представлял собой новый тип ученого, гармонично сочетавшего исследовательскую работу с педагогической. Гесс и создаёт первую национальную русскую школу химиков, сыгравшую исключительную роль в развитии отечественной химии. Фундаментальные термохимические исследования Г.И. Гесса могли бы стать основой большой исследовательской программы его научной школы. Однако Гесс сознавал, что для России в тот период требовались специалисты не по термохимии, а по горному делу, металлургии и аналитической химии. Его школа была воспитана в нескольких научных учреждениях: в Петербургском горном институте, в Михайловском артиллерийском училище, в Главном педагогическом институте.

В октябре 1832 г. Г. И. Гесс стал профессором Горного института, где он организовал систематические лабораторные занятие по аналитической химии. Под его руководством в Горном институте выросла научная школа русских химиков, выполнивших ряд ценных работ, посвященных изучению минералов и некоторых продуктов русской горнозаводской промышленности. Прикладной характер именно этих работ принес большую пользу в деле изучения естественных богатств нашей страны, в развитии металлургической и горной промышленности России, особенно Урала.

По инициативе Г. И. Гесса организуются систематические лабораторные занятия студентов по аналитической химии. Программа этих занятий заключалась в следующем: 1) изучение качественного, 2) количественного анализа и 3) самостоятельные экспериментальные работы по различным вопросам химии.

Среди его учеников такие крупные химики, как П.И. Евреинов (1812-1849), снискавший известность своими работами в области гальванопластики, с 1841 г. - управляющий лабораторией Департамента горных и соляных дел; П.П. Шубин (1817-1843), выполнивший ряд работ в области анализа различных руд, глин, минералов и определивший в 1842 г. атомный вес лантана; И.В. Авдеев (1818-1865), успешно занимавшийся химией бериллия и его соединений; И.П. Илимов (1820-1891), крупный специалист в области переработки жиров; Н.А. Иванов (1816-1883), талантливый аналитик, выполнивший точные анализы многих минералов, руд и различных изделий металлургических заводов, в частности первые анализы донецких каменных углей; А.А. Фадеев (1810-1898), выполнивший ряд исследований по химии взрывчатых веществ и в 1844 г. впервые в мире получивший в большом количестве чистый пироксилин; Л.И. Шишков (1830-1908), создавший в Михайловском артиллерийском училище в Петербурге одну из лучших в России химических лабораторий и выполнивший в ней ряд оригинальных исследований.

21 июня 1831 г. Министерство финансов назначило Г. И. Гесса инспектором классов при Петербургском практическом технологическом институте, основанном в 1828 г. По учебному плану, составленном ученым, студенты Института должны были изучать прикладную химию, прикладную механику, а также общий курс технологии. Под руководством Гесса была построена химическая лаборатория Института. Для чтения лекций по химии Гесс приглашает в Институт горного инженера Евреипова, который с 1848 г. Начинает читать также публичные лекции по химии. Из стен Технологического института вышло много специалистов, труды которых содействовали развитию отечественной химии и химической промышленности.

В 1837 г. В Михайловском артиллерийском училище открывается химическая лаборатория, руководителем которой с 1835 г. Становится Г. И. Гесс. Учеником и помощником Гесса был Александр Александрович Фадеев. Под руководством Гесса Фадеев выполнил исследования в области взрывчатых веществ. Лекции по химии в училище Гесс читал до 1849 г. В 1845 г. в училище поступил Леон Николаевич Шишков, который после обучения занял видное место среди русских химиков, выполнивших оригинальные химические исследования.

В Главном педагогическом институте, основанном в 1829 г., Г. И. Гесс преподавал химию с 1832 по 1847 г. Первым учеником Г.И. Гесса по институту был один из наиболее ярких педагогов-химиков XIX столетия, «дедушка русской химии» Александр Абрамович Воскресенский (1809-1880). Его деятельности Россия обязана подготовкой целой плеяды химиков. Воскресенский разработал методы получения хинной кислоты из солей и установил её состав. Окисляя хинную кислоту осторожным нагреванием с двуокисью марганца и разбавленной серной кислотой, он получил
п-бензохинон. Воскресенский первый в России начал исследования алкалоидов.

Из научной школы Воскресенского вышли такие известные ученые, как Д.И. Менделеев, Н.Н. Бекетов, П.А. Ильенков, М.В. Скобликов, Н.Н. Соколов, П.П. Алексеев, А.Р. Шуляченко, П.А. Лачинов, Н.К. Яцукович, Н.П. Лавров, И.А. Тютчев, Э.Ф. Радлов, Ф.Р. Вреден, В. Савич и многие другие [2].

1.2 Первая научная школа химиков-органиков н. Н. Зинина

Казанский университет стал центром развития не только химии платиновых металлов, но и органической химии, история которой самым тесным образом связана с именем Н. Н. Зинина. Он закончил Казанский университет в 1833 г. В сентябре 1837 г. молодой адъюнкт был направлен на два года за границу для усовершенствования. Около года Зинин работал в химической лаборатории Ю. Либиха в Гиссене.

В своей лаборатории Зинин осуществил синтез бензоина из бензальдегида. Также ученый получил б-нафтиламин при действии сероводородв на спиртовой раствор б-нитронафтилина. Н. Н. Зинин далее разрабатывал методы восстановления ароматических нитросоединений в аминосоединения. Он открыл замечательный метод получения аминопроизводных из нитропроизводных. Эти исследования легли в основу промышленности синтетических анилиновых красителей. Зинин впервые наблюдал превращения азосоединений в гидразосоединение.

Научная и педагогическая деятельность Н. Н. Зинина началась, когда в России были ещё очень редки случаи самостоятельной разработки химических проблем. В университетах и специальных высших учебных заведениях химию преподавали чисто теоретическую науку, без всяких лабораторных, практических и тем более самостоятельных работ, прививающих учащимся исследовательский подход к науке. Исключение составила школа Г. И. Гесса. Зинин также ввел обязательные лабораторные занятия по различным разделам химии, в том числе и органической химии.

В скромной химической лаборатории Казанского университета Н.Н. Зинина работал обычно вместе со своими учениками, на глазах у всех. Он периодически знакомил студентов с ходом своих собственных работ, приучал тщательно проверять опыта других исследователей.

В 1844 г. в Казанский университет поступил Александр Михайлович Бутлеров. К химическим занятиям Бутлерова привлек Зинин, который читал курс органической химии и под руководством которого проводились практические занятия в химической лаборатории. Но в конце 1847 г. Зинин переехал в Петербург, и Бутлеров остался без руководителя. В 1851 г. А. М. Бутлеров защитил в Казанском университете магистерскую диссертацию «Об окислении органических соединений», а в 1854 г. в Московском университете - докторскую диссертацию «Об эфирных маслах». После защиты он приехал к Н. Н. Зинину, который указал на учения Лорана и Жерара.

17 февраля 1858 г. на заседании Парижского химического общества А. М. Бутлеров выступил с докладом «О конституции тел вообще», который был встречен с большим интересом и вниманием. В 1859 - 1861 гг. в химической лаборатории Казанского университета Бутлеров выполнил ряд первоклассных экспериментальных исследований. Он открывает полимер формальдегида, который с аммиаком образует гексаметилентетрамин, или уротропин. Изучение производных метилена привело Бутлерова к каталитическому синтезу «метиленитана», сахара из группы гексоз, что было высоко оценено крупными органиками-синтетиками. Указанные синтезы Бутлеров осуществил еще до создания теории химического строения.

Когда Зинин переехал в Петербург, его избрали ординарным профессором Петербургской медико-химической академии по кафедре химии и физики. Зинин считал, что важной частью обучения являются практические работы. А в то время химическая лаборатория была крайне неблагоустроена. Из-за отсутствия вытяжных шкафов некоторые занятия приходилось проводить во дворе. И об организации практических занятий в этих условиях не могло и быть речи. Через несколько лет Зинин добился постройки новой химической лаборатории, отвечающей требованиям современной науки.

В 1863 г. открылся Естественно-научный институт, где студенты и врачи под руководством Н. Н. Зинина начали практические занятия по аналитической и физиологической химии во вновь устроенных лабораториях.

Еще в стенах старой химической лаборатории Медико-хирургической академии под руководством Зинина были выполнены первые оригинальные работы Н. Н. Бекетова, А. Н. Энгелькардта и А. П. Бородина. Магистерская диссертация Бекетова, защищенная им 17 мая 1853 г. в Петербургском университете, носит название «О некоторых новых случаях химического сочетания и общие замечания об этих явлениях». Тема эта была выбрана под влиянием Зинина.

Под руководством и тоже не без влияния Н. Н. Зинина выполнил в 1855-1859 гг. свои исследования А. Н. Энгельгардт. Они были посвящены изучению производных анилина и бензальдегида.

В 1853 г. студент третьего курса Александр Бородин обратился к Зинину с просьбой предоставить ему возможность работать в профессорской лаборатории под его руководством и профессор согласился удовлетворить его просьбу. В 1856 г. А. П. Бородин окончил Академию с похвальным листом. Через два года ему была присуждена ученая степень доктора медицины.

А. П. Бородин впервые получил фторсодержащее органическое соединение (фтористый бензоил), первым описал реакцию бромирования серебряных солей жирных кислот и получения соответствующих алкилгалогенидов. Наибольшее значение среди работ Бородина имеют исследования, посвященные изучению продуктов конденсации альдегидов. Он первый начал изучать продукты взаимодействия альдегидов и щелочных металлов. Из валерианового альдегида были получены валериановая кислота и амиловый спирт. Это был первый случай, показавший возможность одновременного восстановления и окисления альдегидной группы соединений жирного ряда [3].

4 мая 1872 г. на заседании Русского физико-химического общества Бородин сделал сразу три сообщения о результатах своей многолетней работы по конденсации альдегидов. Он изучил конденсацию уксусного, валерианового и энантового альдегидов. Исследуя действие на альдегиды щелочей, соляной кислоты, фосфорного ангидрида, пятихлористого фосфора, хлористого цинка и др., Бородин нашел, что при этих реакциях образуются те же продукты конденсации, что и при действии едкого натра (с выделением воды). Изучая реакцию конденсации ацетальдегида, он открыл новое химическое соединение, известное в органической химии под названием альдоль.

Одновременно с А. П. Бородиным изучением ацетальальдоля занимался известный французский химик А. Вюрц. Бородин, узнав о работах Вюрца, выступил с короткой статьей и не стал развивать далее свои исследования, посвященные альдолю.

Ученик Бородина А, П. Дианин изучал превращения фенолов и дифенолов путем окисления. Эти исследования послужили темой магистерской диссертации, которую он защитил в 1880 г. в Харьковском университете. В этом же университете он защитил докторскую диссертацию «О продуктах конденсации кетонов с фенолами». До Дианина конденсация фенолов с кетонами не изучалась. Исследования продуктов конденсации фенолов с кетонами привели впоследствии к изучению синтетических смол, которые нашли широкое применение в промышленности.

Научная деятельность А. М. Бутлерова, А. П. Бородина и других учеников Н. Н. Зинина высоко подняла авторитет отечественной химии.

Роль Николая Николаевича Зинина как основателя первой русской школы химиков-органиков трудно переоценить. Большинство русских химиков - ученики Зинина или ученики его учеников [4].

2. Основные научные центры

2.1 Казанский научный центр

В конце 1850-х - начале 1860-х Казанский университет прославился благодаря научной деятельности А.М. Бутлерова. Здесь им была создана теория химического строения.

Бутлеров выдвинул принципиально новое положение о «распределении действий» химической силы, «вследствие, которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу» и образуют неравноценные межатомные связи.

Бутлеров объяснял, что органические соединения, вступая в реакцию, имеют разную химическую активность. Теория этого ученого несла в себе самое важное для практического преобразования вещества: представление о «порядке связей» в молекулах.

А.М. Бутлеров выпускает свой научный труд «Введение к полному изучению органической химии» в 1864 г. Эта книга стала первым руководством по органической химии, где материал рассматривался на основе теории химического строения, в мире.

В 1861-1871 гг. Бутлеров направляет все силы на подтверждение новой теории химического строения. Ученому удалось получить множество спиртов, кислот и других кислородных соединений. Например, он впервые осуществил синтез триметилкарбинола (1864).

Теория химического строения, вскоре после своего появления, была применена для решения проблем, таких как изомерия, таутомерия, полимеризация, строение непредельных углеводородов. Проблема изомерии долгое время оставалось загадкой.

Правильное объяснение изомерии смог дать только А.М. Бутлеров, с помощью теории химического строения. Он предсказал ряд случаев изомерии, подтвердив свои догадки экспериментами. Если вещества имеют одинаковый состав, но разные свойства, то они должны иметь разное строение. С 1864 г. синтез теоретически предсказанных изомеров явился лучшим доказательством справедливости теории химического строения.

В 1868 г. Бутлеров получил Ломоносовскую премию, которую присуждают за «труды, существенно обогащающие науку или приводящие к особенно полезным, важным и новым практическим применениям».

С момента создания теории химического строения начинается новый этап развития органической химии. Эмпиризм, слабое знание сущности химических реакций, сменяется сознательным, активным отношением к синтезу нового соединения согласно плану, разработанного теорией.

Исследования учеников А. М. Бутлерова по Казанскому университету: В. В. Марковникова, А. Н. Попова, А. М. Зайцева - были направлены на развитие основных положений теории химического строения.

В 1860 г. Казанский университет окончил В. В. Марковников. В 1865 г. он защитил магистерскую диссертацию «Об изомерии органических соединений», в которой он доказал изомерию масляных кислот, предсказанную теорией химического строения. В последующих своих исследованиях В, В. Марковников развил учение о взаимном влиянии атомов - главной составной части теории химического строения. Это учение и вытекающие из него представления о различной реакционной способности химических связей нашли наиболее полное выражение в докторской диссертации «Материалы по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях». Рассмотрев большой фактический материал, главным образом в области реакций окислительного расщепления и замещения, А. М. Бутлеров и В. В. Марковников смогли конкретно показать, что результатом взаимного влияния атомов являются своеобразные переливы сил сродства со связи на связь, т. е. изменения энергии химических связей.

Одним из ближайших учеников Бутлерова был А. Н. Попов. Уже его первая работа «По поводу сродства углеродного пая» (1865) имела важное значение для утверждения теории химического строения. Последующие исследования Попова, направленные на изучение окисления кетонов, легли в основу его магистерской диссертации «Об окислении кетонов одноатомных» (1869). Этой же теме посвящены и его докторская диссертация. Закономерности, открытые А. Н. Поповым при изучении окисления кетонов, кислот, спиртов, а также непредельных и ароматических углеводородов, были применены при обосновании теории взаимного влияния атомов.

В феврале 1869 г. в Казанском университете создается вторая кафедра по химии, руководителем которой стал А. М. Зайцев. Синтез диаллилкарбинола, осуществленный А. М. Зайцевым в 1876 г., послужил началом длинной серии синтезов вторичных и третичных непредельных спиртов. Многочисленные исследования Зайцева, посвященные разработке методов получения спиртов различных классов, подтвердили выводы, вытекающие из теории химического строения.

В течение большой научной и педагогической деятельности А. М. Зайцев создал научную школу химиков - преемницу бутлеровской школы. Учениками Зайцева являются такие известные химики, как С. Н. Реформатский, А. Н. Реформатский, Е. Е. Вагнер, А. Альбицкий, А. Е. Арбузов и многие другие [4].

2.2 Петербургский научный центр

2.2.1 Теория химического строения А.М. Бутлерова и его ученики

В 1868 г. А.М. Бутлеров был избран на кафедру органической химии в Петербургский университет и занимал её до 1885 г. 19 января 1870 г. Бутлерова избрали адъютантом Академии наук, 3 декабря 1871 г. - экстраординарным, а 18 января 1874 г. - ординарным академиком.

Начиная с 1812 г. Бутлеров изучал процессы уплотнения этиленовых углеводородов, изобутилена и изоамилена. К этим работам ученый привлёк своих учеников, который очень любили и уважали своего учителя. Многие из них выбрали химию в качестве своей специальности, а некоторые стали выдающимися учеными.

В 1874-1880 гг. в бутлеровской лаборатории работал талантливый химик А.Н. Вышнеградский. Он изобрел метод восстановления органических веществ действием на них металлического натрия в абсолютном спирте. Вышнеградский высказал фундаментальный факт, что многие алкалоиды - производные пиридина и хинолина.

За время работы Бутлерова в Петербургском университете в его лаборатории проводили исследования многочисленные практиканты, которые впоследствии стали видными учеными (В. Е. Тищенко, Ф. М. Флавицкий, Е. Е. Вагнер, Д. П. Коновалов, И. А. Коновалов, А. И. Горбов и др.). Большую помощь Бутлерову в работе с практикантами оказывал его талантливый ассистент М. Д. Львов.

Фаворский - яркий представитель школы А. М. Бутлерова и М. Д. Львова. Открытие Фаворским правила изомеризации имели большое значение для установления структуры ацетиленовых углеводородов. Открытая А. Е. Фаворским реакция присоединения спиртов по месту тройной связи в присутствии щелочи относится к крупнейшим достижениям в области химии ацетилена. Работу Фаворского продолжил В. Н. Ипатьев. В 1897 г. Ипатьев и Витторф опубликовал работу, в которой сообщил о синтезе изопрена.

В 1906 - 1909 гг. Лебедев, ученик Фаворского, провел серию исследований по изучению полимеризации непредельных соединений. В
1913 г. С. В. Лебедев опубликовал магистерскую диссертацию, в которой были обобщены результатами предыдущих работ и сформулированы общие положения о характере, скорости и механизме процессов полимеризации [5].

В 1896 г. в университетской лаборатории А. Е. Фаворского начал свои исследования Живоин Ильич Иоцич. Иоцичу принадлежат пионерские работы по изучению непредельных магнийорганических соединений. Также в бутлеровском направлении были выполнены исследования В. Е. Тищенко. Наибольший интерес представляет его докторская диссертация «О действии алкоголятов алюминия на альдегиды. Сложноэфирная конденсация как новый вид уплотнения альдегидов» (1906).

2.2.2 Дмитрий Иваночич Менделеев и научные направления

Огромный вклад в развитие химии внес Дмитрий Иванович Менделеев. В 50-е годы 19 века Менделеев последовательно проводил идеи молекулярного учения. По Менделееву, молекула - «наименьшее количество тел, вступающее в химические реакции», а атомы - наименьшие количества или неделимые химические массы элементов, образующие молекулы простых и сложных тел.

В 1860 г. Менделеев открыл температуру, при которой исчезает сцепление жидкости и жидкость превращается в пар, независимо от давления и объема. Ещё ученый обнаружил, что «абсолютною температурою кипения должно считать ту температуру: 1) при которой сцепление жидкости = 0; 2) скрытая теплота выпаривания также = 0; 3) при которой жидкость превращается в пар, несмотря ни на давление, ни на объем».

В середине 1860-х годов Д.И. Менделеев перешёл к изучению растворов. Эти исследования привели учёного к разработке химической теории растворов. Установив в них обратимость процессов диссоциации и ассоциации, Дмитрий Иванович раскрыл динамическую природу растворов.

«Раствор есть среда, в которой находится ассоциация частиц, образуемых системой растворителя и растворенного тела».

Дмитрий Иванович решил, что сходство атомных весов хлора и калия позволяет сблизить, несмотря на сильные различия между этими двумя химическими элементами. В этом революционном шаге содержалась предпосылка к созданию периодического закона.

17 февраля 1869 г. Менделеев записал атомные веса и важнейшие свойства тогда известных 63 элементов и расположил их в порядке возрастания атомных весов. Составленная система чётко выявила периодическую зависимость свойств элементов от величины их атомных весов. В следующей работе Менделеев установил, что высшая валентность элемента в солеобразующем оксиде тоже периодическая функция атомного веса.

В 1870-1871 гг. ученый обосновал понятие о месте элемента в системе, как в узле, где сходятся и пересекаются закономерные ряды свойств по горизонтали (период, ряд) и по вертикали (группа).

В 1870 г. структура периодической системы приобрела наиболее совершенный вид, с этого момента она становится мощным инструментом в предсказании еще неоткрытых элементов.

Английский химик Т. Троп говорил о Менделееве: "Ни один русский не оказал более важного, более длительного влияния на развитие физических знаний, чем Менделеев. Способ работы и мышления у него настолько самобытен, его методы преподавания и чтения лекций так оригинальны, а успех великого обобщения, с которым связаны его имя и слава, так поразительно полон, что в глазах ученого мира Европы и Америки он стал для России тем же, чем был Берцелиус для Швеции, Либих для Германии, Дюма для Франции" [6].

2.2.3 Физико-химические исследования Д.П. Коновалова и его научная школа

Многое для Петербургского университета сделал Дмитрий Петрович Коновалов. Он вложил много сил в развитие физико-химического направления. Этот учёный положил начало объединению «физической» и «химической» концепции в учении о растворах. Д. П. Коновалов - не только просто сторонник и не только ученый, следующий менделеевскому учению о растворах. Это виднейший ученый, который и в Экспериментальных работах, и в решении общего вопроса о природе растворов, и в частных выводах пошел дальше Д. И. Менделеева.

Изучая зависимости, существующие между составами жидких растворов и упругостями паров, Коновалов установил ряд закономерностей, которые выявляют особенности растворов. Ему принадлежат законы, определяющие переход растворов из жидкости в газ. Из законов следует, что в точке максимальной упругости состав раствора и состав пара тождественны. Эти исследования позволяют правильно и рационально организовать процессы, связанные с перегонкой [7].

Содержание законов Коновалова заключается в следующем: 1) в двойной жидкой системе пар относительно богаче тем компонентом, который в чистом виде обладает более низкой температурой кипения; 2) максимуму или минимуму давления пара двойного жидкой системы соответствуют жидкость и пар одинакового качественного и количественного состава. Согласно законам Коновалова, в точке максимальной упругости состав раствора и состав пара тождественны.

Д. П. Коновалов выступил как первый в истории физико-химического анализа исследователь, применивший метод электропроводности для изучения взаимодействия компонентов в двойных жидкостных системах. Наряду с электропроводностью Д. П. Коновалов изучал (1893) тепловые явления, происходящие при смешеннии аминов (анилина и диметиланилина) с кислотами (уксусной, пропионовой п масляной).

Историю отечественной химии Д. П. Коновалов вошел не только как оригинальный исследователь, но и как основоположник большой школы русских физико-химиков. Курс лекций по физической химии Д. П. Коновалов начал читать в Петербургском университете в 1884 г. В них Коновалов излагал основные законы термодинамики в приложении к диссоциации и к учению о растворах.

Под руководством Д. П. Коновалова велась работа в Маленьком химическом обществе, организованном в 1898 г. при Петербургском университете. Именно здесь начала формироваться научная школа Коновалова. К его ученикам принадлежат такие известные ученые, как Е. В. Бирон, М. С. Вревский, А. А. Байков, Г. Н. Антонов и др [5].

2.3 Московский научный центр

В 1885 году в Московском университете началось преподавание физической химии. Лекции читал приват-доцент И.А. Каблуков. Курс включал в себя учение об элементах, методы определения атомных весов и периодическую систему элементов.

В 1889 г. в Университете была открыта специальная термохимическая лаборатория и начались систематические исследования по термохимии.

В развитие этой науки внёс огромный вклад В.Ф. Лугинин. В своих работах, которые он выполнил в 1872-1880 гг., ученый показал, что изменения количества теплоты, выделяющейся при нейтрализации замещенных оснований или кислот, связаны с изменением реакционной способности этих соединений.

Многие работы Лугинина были посвящены проблеме изомерии. В Московском университете он организовал термическую лабораторию. Здесь ученый выполнил серию работ по определению теплот горения некоторых изомерных спиртов жирного ряда.

В 1903 г. Термохимическая лаборатория была размещена в новом здании Физического института с названием «Термохимическая лаборатория имени профессора В.Ф. Лугинина». В этой лаборатории ученики и последователи учёного сделали много для дальнейшего развития науки.

Для рационального внедрения в промышленность экономически выгодных электролитических методов необходимо было знать механизм электролиза, как в водных, так и в неводных растворах. Также нужно было изучить влияние среды и физико-химических условий электролиза в неводных системах. И.А. Каблуков сыграл важную роль в решении этих проблем.

Ученый исследовал электропроводность неводных растворов, а также электропроводность хлористого водорода в различных растворах. При определении молекулярной электропроводности растворов хлористого водорода в эфире, Каблуков обнаружил, что она очень незначительна и уменьшается с разведением.

Это открытие показало, что недостаточно только физической трактовки раствора и что процесс взаимодействия растворенного вещества и растворителя определяют физико-химический свойства растворов.

В 1876 г. Лаборатория Университета была разделена на лабораторию неорганической химии и лабораторию аналитической и органической химии, заведующим которой стал В.В Морковников.

Среди учеников этого выдающегося учёного был М.И. Коновалов. Он исследовал нитрирующее действие азотной кислоты на углеводороды предельного характера. В основу исследований лег открытый учёным метод окисления предельных углеводородов азотной кислотой [5].

Заключение

Химическая наука развивалась в России на протяжении долгих лет. Развитие это шло далеко не в идеальных условиях. На протяжении всей истории ученым приходилось бороться за свои открытия. Можно сделать вывод, что основоположниками университетской химической науки в России являются такие ученые, как Г. И. Гесс, Н. Н. Зинин, А. М. Бутлеров, Д. П. Коновалов, Д. М. Менделеев, И.А. Каблуков, В. Ф. Лугинин и другие. В первой половине XIX века в России были выполнены крупные исследования, имеющие большое значение для дальнейшего значения науки. Именно в это время начался подъем химии, приведший ее к расцвету.

Список использованных источников

1. http://www.portal-slovo.ru/impressionism/42019.php

2. С. Г. Сибриков. История химии: учебное пособие. Ярославль: ЯрГУ, 2012. - 128 с.

3. Г. В. Быков . История органической химии. - М., 1976. - 360 с.

4. Ю. И. Соловьев. История химии в России: Научные центры и основные направления исследований. - М.: Наука, 1985. - 416 с.

5. Н. А. Фигуровский. История химии. - М.: Просвещение, 1979. - 311 с.

6. О. Ю. Охлобыстин. Жизнь и смерть химических идей. - М.: Наука, 1989. - 192 с.

7. Айзек Азимов. Краткая история химии. Под ред. А. Н. Шамина. - М.: Мир, 1983. - 46 с.

Размещено на Allbest.ru

...