Август Кекуле
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2015 г. ) |
Август Кекуле | |
|---|---|
 | |
| Рожденный | Фридрих Август Кекуле 7 сентября 1829 г. |
| Умер | 13 июля 1896 г. (66 лет) |
| Национальность | немецкий |
| Альма-матер | Университет Гиссена |
| Известный | Теория химического строения Четырехвалентность углерода Структура бензола |
| Награды | За заслуги (1893) Медаль Копли (1885 г.) ФорМемРС (1875 г.) |
| Научная карьера | |
| Учреждения | Гейдельбергский университет Гентский университет Боннский университет |
| Диссертация | Об амилоксисерной кислоте и некоторых ее солях (1852 г.) |
| Научные консультанты | Юстус фон Либих |
| Докторанты | Якобус Хенрикус ван 'т Хофф Герман Эмиль Фишер Адольф фон Байер Ричард Аншютц |
Фридрих Август Кекуле , позже Фридрих Август Кекуле фон Страдониц ( / ˈ k eɪ k əl eɪ / KAY -kə-lay , [1] Немецкий: [ˈfʁiːdʁɪç ˈʔaʊɡʊst ˈkeːkuleː fɔn ʃtʁaˈdoːnɪts] ; 7 сентября 1829 — 13 июля 1896) — немецкий химик-органик . С 1850-х годов и до своей смерти Кекуле был одним из самых выдающихся химиков Европы, особенно в области теоретической химии . Он был основным основоположником теории химического строения и, в частности, Кекуле бензола структуры .
Имя
[ редактировать ]Кекуле никогда не использовал свое имя; всю жизнь он был известен как Август Кекуле. После того как он был удостоен дворянства кайзером в 1895 году, он принял имя Август Кекуле фон Страдониц, без французского острого акцента над второй буквой «е». Французский акцент, очевидно, был добавлен к имени отцом Кекуле во время наполеоновской оккупации Гессена Францией, чтобы франкоязычные люди произносили третий слог. [2]
Ранние годы
[ редактировать ]Сын государственного служащего, Кекуле родился в Дармштадте , столице Великого герцогства Гессен . Окончив среднюю школу (Великогерцогскую гимназию в Дармштадте), осенью 1847 года поступил в Гиссенский университет , с намерением изучать архитектуру. [3] Прослушав в первом семестре лекции Юстуса фон Либиха , он решил изучать химию. [3] После четырех лет обучения в Гиссене и краткой обязательной военной службы он получил временные должности ассистентов в Париже (1851–52), в Куре , Швейцария (1852–53), и в Лондоне (1853–55), где на него оказали решающее влияние. Александр Уильямсон . Его докторская степень в Гиссене была присуждена летом 1852 года.
Теория химического строения
[ редактировать ]В 1856 году Кекуле стал приват-доцентом университета Гейдельбергского . В 1858 году он был принят на должность профессора Гентского университета , затем в 1867 году его призвали в Бонн , где он оставался до конца своей карьеры. Основываясь на идеях своих предшественников, таких как Уильямсон, Чарльз Герхардт , Эдвард Франкланд , Уильям Одлинг , Огюст Лоран , Шарль-Адольф Вюрц и других, Кекуле был основным создателем теории химического строения (1857–58). Эта теория исходит из идеи атомной валентности, особенно четырехвалентности углерода (о которой Кекуле объявил в конце 1857 года). [4] и способность атомов углерода связываться друг с другом (объявлено в статье, опубликованной в мае 1858 г.), [5] к определению порядка связи всех атомов в молекуле. Арчибальд Скотт Купер независимо пришел к идее самосвязывания атомов углерода (его статья появилась в июне 1858 г.), [6] и предоставил первые молекулярные формулы, в которых линии символизируют связи, соединяющие атомы. Для химиков-органиков теория структуры дала совершенно новую ясность понимания и стала надежным руководством как для аналитической, так и особенно для синтетической работы. Как следствие, с этого момента область органической химии получила взрывное развитие. Среди тех, кто наиболее активно проводил ранние структурные исследования, помимо Кекуле и Купера, были Франкланд , Вюрц , Александр Крам Браун , Эмиль Эрленмейер и Александр Бутлеров . [7]
Идея Кекуле о том, чтобы отнести определенные атомы к определенным положениям внутри молекулы и схематически соединить их, используя то, что он назвал «Verwandtschaftseinheiten» («единицы сродства», теперь называемые « валентностями » или «связями»), была основана в основном на данных химических реакций. , а не с помощью инструментальных методов, которые могли бы заглянуть непосредственно в молекулу, таких как рентгеновская кристаллография . Такие физические методы структурного определения еще не были разработаны, поэтому химикам времен Кекуле приходилось почти полностью полагаться на так называемую «мокрую» химию. Некоторые химики, особенно Герман Кольбе , резко критиковали использование структурных формул, предложенных, как он считал, без доказательств. Однако большинство химиков последовали примеру Кекуле в исследовании и развитии того, что некоторые называют «классической» структурной теорией, которая была модифицирована после открытия электронов (1897 г.) и развития квантовой механики (в 1920-х гг.).
Идея о том, что число валентностей данного элемента инвариантно, была ключевым компонентом версии структурной химии Кекуле. Это обобщение страдало от многих исключений и впоследствии было заменено предположением, что валентности фиксированы при определенных степенях окисления . Например, периодическая кислота согласно теории структуры Кекулеана может быть представлена цепной структурой IOOOOH. Напротив, современная структура (мета)периодной кислоты имеет все четыре атома кислорода, окружающие йод, в тетраэдрической геометрии. [ нужна ссылка ]
Бензол
[ редактировать ]
Самая известная работа Кекуле была посвящена строению бензола . [3] В 1865 году Кекуле опубликовал на французском языке статью (поскольку он тогда еще находился в Бельгии), в которой предположил, что структура содержит шестичленное кольцо атомов углерода с чередующимися одинарными и двойными связями. [8] В следующем году он опубликовал гораздо более длинную статью на немецком языке по той же теме. [9]
Эмпирическая формула бензола была известна давно, но определить ее крайне ненасыщенную структуру было непросто. Арчибальд Скотт Купер в 1858 году и Джозеф Лошмидт в 1861 году предположили возможные структуры, содержащие несколько двойных связей или несколько колец, но изучение ароматических соединений только начиналось, и тогда было доступно слишком мало доказательств, чтобы помочь химикам принять решение о какой-либо конкретной структуре.
К 1865 году было доступно больше доказательств, особенно относительно взаимоотношений ароматических изомеров . Кекуле аргументировал свою предложенную структуру, учитывая количество изомеров, наблюдаемых в производных бензола. Для каждого монопроизводного бензола (C 6 H 5 X, где X = Cl, OH, CH 3 , NH 2 и т. д.) когда-либо был обнаружен только один изомер, а это означает, что все шесть атомов углерода эквивалентны, так что замещение любого углерода дает только один возможный продукт. Для дипроизводных, таких как толуидины , C 6 H 4 (NH 2 )(CH 3 ), наблюдались три изомера, для которых Кекуле предложил структуры с двумя замещенными атомами углерода, разделенными одной, двумя и тремя углерод-углеродными связями, позже названные орто-, мета- и пара -изомеры соответственно. [10]
Однако подсчет возможных изомеров дипроизводных подвергся критике со стороны Альберта Ладенбурга , бывшего ученика Кекуле, который утверждал, что структура Кекуле 1865 года подразумевает две различные «орто» структуры, в зависимости от того, разделены ли замещенные атомы углерода одинарным или двойным атомом углерода. связь. [11] Поскольку орто-производные бензола никогда не были обнаружены более чем в одной изомерной форме, Кекуле в 1872 году модифицировал свое предложение и предположил, что молекула бензола колеблется между двумя эквивалентными структурами таким образом, что одинарные и двойные связи постоянно меняют местами. [12] [13] Это означает, что все шесть углерод-углеродных связей эквивалентны, поскольку каждая из них в половине случаев одинарна, а в половине случаев двойна. Более прочное теоретическое обоснование подобной идеи было позже предложено в 1928 году Лайнусом Полингом , который заменил колебание Кекуле концепцией резонанса между квантово-механическими структурами. [14]
Мечта Кекуле
[ редактировать ]
Новое понимание бензола, а, следовательно, и всех ароматических соединений, после 1865 года оказалось настолько важным как для чистой, так и для прикладной химии, что в 1890 году Немецкое химическое общество организовало в честь Кекуле тщательно организованное мероприятие, отмечающее двадцать пятую годовщину его первого открытия. бензольная бумага. Здесь Кекуле говорил о создании теории. Он сказал, что обнаружил кольцевую форму молекулы бензола после того, как ему приснилась змея, схватившая свой собственный хвост (это древний символ, известный как уроборос ). [15]
Еще одно изображение бензола появилось в 1886 году в « Отчетах Жаждущего химического общества» (Журнал Жаждущего химического общества), пародия на « Отчеты Немецкого химического общества» , только в пародии шесть обезьян, хватающих друг друга в кругу, скорее чем одна змея, как в анекдоте Кекуле. [16] Некоторые историки предполагают, что пародия была пародией на анекдот о змее, возможно, уже хорошо известный в устной передаче, даже если он еще не появился в печати. [17] Другие предполагали, что история Кекуле 1890 года была повторной пародией на пародию на обезьяну и была простым изобретением, а не воспоминанием о событии из его жизни.
Речь Кекуле 1890 года: [18] в котором появились эти анекдоты, был переведен на английский язык. [19] Если принять этот анекдот как точное воспоминание о реальном событии, то обстоятельства, упомянутые в рассказе, позволяют предположить, что оно произошло в начале 1862 года. [20]
В той же речи 1890 года он рассказал еще один автобиографический анекдот о более раннем видении танцующих атомов и молекул, которое привело к его теории структуры, опубликованной в мае 1858 года. Это произошло, как он утверждал, когда он ехал на верхней палубе лошади . -притянутый омнибус в Лондоне. Опять же, если принять анекдот как точное воспоминание о реальном событии, то обстоятельства, изложенные в анекдоте, позволяют предположить, что оно должно было произойти в конце лета 1855 года. [21]
Работает
[ редактировать ]- Учебник органической химии (на немецком языке). Том 1. Эрланген: Энке. 1859–1861.
- Учебник органической химии (на немецком языке). Том 2. Эрланген: Энке. 1862–1866.
- Учебник органической химии (на немецком языке). Том 3. Эрланген: Энке. 1867.
- Учебник органической химии (на немецком языке). Том 4. Штутгарт: Энке. 1880.
- Учебник органической химии (на немецком языке). Том 5. Штутгарт: Энке. 1881.
- Учебник органической химии (на немецком языке). Том 6. Штутгарт: Энке. 1882.
- Учебник органической химии (на немецком языке). Том 7. Штутгарт: Энке. 1887.
Почести
[ редактировать ]
В 1895 году Кекуле был пожалован дворянством кайзером Германии Вильгельмом II , что дало ему право добавить к своему имени слово «фон Страдониц», имея в виду владения его предков по отцовской линии в Страдоницах , Богемия. Таким образом, его имя стало Фридрих Август Кекуле фон Страдониц, без французского акцента на последней букве «е» его имени, и именно эту форму имени используют некоторые библиотеки. Этот титул унаследовал его сын, специалист по генеалогии Стефан Кекуле фон Страдониц . Из первых пяти Нобелевских премий по химии бывшие ученики Кекуле выиграли три: Ван т Хофф в 1901 году, Фишер в 1902 году и Байер в 1905 году.
Огромный памятник Кекуле, открытый в 1903 году, расположен перед бывшим Химическим институтом (завершенным в 1868 году) Боннского университета . Его статую часто юмористически украшают студенты, например, на День святого Валентина или Хэллоуин .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Формула Кекуле» . Полный словарь Random House Webster .
- ^ Никон, Алекс; Сильверсмит, Эрнест Ф. (22 октября 2013 г.). Органическая химия: игра в имена: современные термины и их происхождение . Эльзевир. ISBN 978-1-4831-4523-5 .
- ^ Jump up to: а б с Чисхолм, Хью , изд. (1911). . Британская энциклопедия . Том. 15 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 717–718.
- ^ Август Кекуле (1857 г.). «О так называемых парных соединениях и теории многоатомных радикалов» . Анналы химии и фармации . 104 (2): 129–150. дои : 10.1002/jlac.18571040202 .
- ^ Август Кекуле (1858 г.). «О строении и превращениях химических соединений и о химической природе углерода» . Анналы химии и фармации . 106 (2): 129–159. дои : 10.1002/jlac.18581060202 .
- ^ А. С. Кат (1858). «О новой химической теории» . Анналы химии и физики . 53 : 488–489.
- ^ Алан Дж. Рок (2010). Образ и реальность: Кекуле, Копп и научное воображение . Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-72332-7 .
- ^ август Кекуле (1865 г.). «О строении ароматических веществ». Бюллетень Парижского химического общества . 3 (2): 98–110.
- ^ Август Кекуле (1866 г.). «Исследования ароматических соединений» . Анналы химии и фармации . 137 (2): 129–196. дои : 10.1002/jlac.18661370202 .
- ^ «Фридрих Август Кекуле фон Страдониц – изобретатель структуры бензола – Мир химикатов» . worldofchemicals.com . 28 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 10 ноября 2022 г. Проверено 2 марта 2018 г.
- ^ Ладенбург, Альберт (1869) «Наблюдения по ароматической теории», Отчеты Немецкого химического общества , 2 : 140–142.
- ^ Кекуле, август (1872 г.). «О некоторых продуктах конденсации альдегидов» . Анналы химии и фармации (на немецком языке). 162 (2-3). Уайли: 309–320. дои : 10.1002/jlac.18721620211 . ISSN 0075-4617 .
- ^ Пьер Ласло (апрель 2004 г.). «Рецензия на книгу: Джером А. Берсон: Химическое открытие и программа логиков. Проблемное соединение, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2003» . Международный журнал философии химии . 10 (1). Хайл. ISSN 1433-5158 . Проверено 6 июля 2013 г.
- ^ Полинг, Лайнус (1 апреля 1928 г.). «Химическая связь с общим электроном» (PDF) . Труды Национальной академии наук . 14 (4): 359–362. Бибкод : 1928PNAS...14..359P . дои : 10.1073/pnas.14.4.359 . ПМЦ 1085493 . ПМИД 16587350 . Архивировано (PDF) из оригинала 11 марта 2020 г. Проверено 29 ноября 2020 г. .
- ^ Прочтите, Джон (1957). От алхимии к химии . Курьерская корпорация. стр. 179–180. ISBN 978-0-486-28690-7 .
- ^ Переведено на английский Д. Уилкоксом и Ф. Гринбаумом, Журнал химического образования , 42 (1965), 266–67.
- ^ Эй Джей Рок (1985). «Гипотеза и эксперимент в теории бензола Кекуле». Анналы науки . 42 (4): 355–81. дои : 10.1080/00033798500200411 .
- ^ Август Кекуле (1890). «Бензольный фестиваль: Выступление» . Отчеты Немецкого химического общества . 23 (1): 1302–11. дои : 10.1002/cber.189002301204 .
- ^ ОТ Бенфей (1958). «Август Кекуле и рождение структурной теории органической химии в 1858 году». Журнал химического образования . 35 (1): 21–23. Бибкод : 1958ЖЧЭд..35...21Б . дои : 10.1021/ed035p21 .
- ^ Джин Гиллис (1966). «Огюст Кекуле и его работы, созданные в Генте с 1858 по 1867 год». Мемуары Королевской академии Бельгии . 37 (1): 1–40.
- ^ Алан Дж. Рок (2010). Образ и реальность: Кекуле, Копп и научное воображение . Издательство Чикагского университета. стр. 60–66. ISBN 978-0-226-72332-7 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бенфей, О. Теодор. «Август Кекуле и рождение структурной теории органической химии в 1858 году». Журнал химического образования . Том 35, № 1, январь 1958 г. с. 21–23. - Включает английский перевод речи Кекуле 1890 года, в которой он рассказал о своем развитии теории структуры и теории бензола.
- Рок, А.Дж., Образ и реальность: Кекуле, Копп и научное воображение (University of Chicago Press, 2010).
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Kekulés Traum (мечта Кекуле, на немецком языке)
- Кекуле: учёный и мечтатель
- . Новая международная энциклопедия . 1905.
- 1829 рождений
- 1896 смертей
- Немецкие химики XIX века
- Ученые из Дармштадта
- Люди из Великого герцогства Гессен
- Немецкие химики-органики
- Немецкое безымянное дворянство
- Выпускники Гиссенского университета
- Академический состав Боннского университета
- Обладатели медали Копли
- Иностранные члены Королевского общества
- Иностранные сотрудники Национальной академии наук
- Члены-корреспонденты Санкт-Петербургской Академии наук.
- Лауреаты Pour le Mérite (гражданский класс)