Дослідження на початку ХХ століття (1901-1917)
До третьої вікової категорії російських хіміків відносяться ті, хтонародився в 1870-х рр.. Як правило, всі вони отримували хімічна освіта в
Росії, свої перші кроки в науці здійснювали під керівництвом вітчизнянихколег. Тому їх роботи переважно знаходилися в руслі напрямків,традиційних для російської хімії. Вони вже встигли заявити про себе в кінці
XIX ст., Але розквіт їх діяльності настав пізніше.
Основний об'єкт досліджень А.Є. Чичибабіна (1871-1945) - хіміягетероциклічних азотовмісних сполук, в першу чергу піридину. У
1906р. він відкрив що отримала його ім'я реакцію ціклоконденсаціі альдегідів заміаком, що веде до утворення гомологів піридину. Пізніше (1914)розробив метод синтезу-амінопірідіна дією Аміда натрію напіридин. Одночасно він вивчав проблему важливого теоретичного значення:існування вуглецю в тривалентне стані. Чичибабін вважав, щовуглець у бензолі та етилену може розглядатися як тривалентні; цесуперечило усталеним поглядам. Однак існування гексафенілетана
( "вуглеводню Гомберга") певною мірою підтверджувало припущення
Чичибабіна. Йому вдалося показати, що це з'єднання за певнихумов здатне розпадатися на два залишку - тріфенілметіли. Тим самимвчений впритул стикнувся з проблемою вільних радикалів, яка лишепочинала по-справжньому вивчатися. У 1907р. він синтезував "бірадікальний"вуглеводень, пізніше названий "вуглеводнем Чичибабіна". Це з'єднаннястало важливим об'єктом досліджень в теоретичній органічної хімії.
Особливе місце в галереї вітчизняних творців хімічної науки займає
М. С. Колір (1872-1919), який за фахом був ботаніком і фізіологом.
Тим не менш, він став автором хроматографічного адсорбційного аналізу,який згодом виявився досить ефективним і плідним методомдослідження. У 1903р. Колір встановив, що виробляючи адсорбцію з розчинівна твердих речовинах, можна в звичайних умовах розділяти дуже близькі завластивостях з'єднання. Багато років по тому вчені дали таку оцінку відкриттю
Кольори: "Він створив вражаюче яскраве уявлення про тих основнихпроцесах, на яких заснована сучасна хроматографія ".
Видним фахівцем в галузі кінетики був М. А. Шилов (1872-1930). Йогоперші роботи присвячувалися сполученим хімічних реакцій окислення. Їхтеорію він запропонував у 1905р. За уявленнями вченого, "пару"реакцій відбувається за наявності проміжного речовини, яка служить
"сполучною ланкою первинного та вторинного процесів і обумовлює їхзагальна течія ". Найважливішим завданням при цьому є вивчення природипроміжного речовини. Шилов ввів у науковий обіг такі поняття як
"хімічна індукція", "самоіндукції", "індуктори" і "акцептори".
Фундаментальні роботи Л. А. Чугаева (1873-1922) з хіміїкоординаційних з'єднань отримали світове визнання. Його дослідженнядоповнювали теорію А. Вернера. Вивчаючи закономірності властивостей сполукплатини і платиноїдів, Чугаев прагнув виявляти індивідуальні особливостікожного платинового металу. Він встановив правило: найбільш стійкі зкомплексних сполук містять у внутрішній сфері п'яти-або Шестичленніцикли (правило Чугаева). У 1905р. відкрив чутливі аналітичніреакції на нікель (діметілгліоксім) і осмій. ЧУГАЄВА належить зауваження,що в комплексних сполуках "мінеральна хімія як би зближається з хімієюорганічної ". В 1913р. вчений опублікував книгу" Періодична системахімічних елементів "- першу фундаментальну роботу, присвяченустаном вчення про періодичність напередодні його фізичного обгрунтування.
Вивчаючи на рубежі століть перекисні з'єднання, Л. В. Писаржевський
(1874-1938) на початку ХХст. переніс центр ваги своїх робіт в областьхімічної кінетики і термодинаміки. Однак особливою його заслугою сталоте, що він першим у Росії ввів електронні подання в хімію, а самев теорію окислювально-відновних реакцій і в теорію каталізу.
Висловлені ним ідеї стали своєрідною предтечею багатьох наступнихвітчизняних робіт у хімічної фізики. У 1916р. Писаржевський запропонуваворигінальну теорію гальванічного елемента, що враховує термодинамічноїрівновагу між іонами та електронами в металах і між іонами в металахі їх сольватамі в розчинах. Ця теорія, зокрема, пояснювалапоходження електродних потенціалів.
Фізико-хімік Е. В. Бірон (1874-1919) нічим не прославився якекспериментатор. Але його ім'я міцно увійшло в історію, оскільки в 1915р. вінввів дуже важливе поняття про вторинної періодичності. "У підгрупахперіодичної системи елементів багато властивостей елементів і їх з'єднаньзмінюються при послідовному збільшенні атомної ваги елемента непослідовно теж, а періодично. Цю своєрідну періодичність, якб накладаються на основну періодичність елементів Д. І. Менделєєва, япропоную назвати вторинної періодичністю ", - писав Бірон. В данийчас очевидно, що в її основі лежать глибокі закономірності, пов'язані зібудовою атомів і особливостями реальної схеми формування їх електроннихконфігурацій.
У перші роки ХХ ст. почалася творча діяльність А. Е. Арбузова
(1877-1968), одного з найбільших вітчизняних хіміків-органіків. Головненапрямок роботи вченого - синтез і вивчення фосфорорганічнихз'єднань. В 1914р. він відкрив найважливішу реакцію, що отримала назву
"перегрупування Арбузова" (каталітична ізомеризація ефірів фосфористоїкислоти в ефіри алкіл-фосфорних кислот) - універсальну реакцію синтезуорганічних похідних фосфору. Через багато років А. Н. Несмеянов говорив:
"Сучасна хімія фосфорорганічних речовин в значній мірі, яквизнано в усьому світі, - арбузовская хімія ".
Відкриття явища радіоактивності (1896) А. Беккерелем і радіоактивнихелементів - полонію і радію - П. і М. Кюрі (1898) поклали початоквиникнення нової хімічної дисципліни - радіохімії. Вона отрималаінтенсивний розвиток вже в перші роки ХХ ст. завдяки роботам вчених
Франції, Німеччини, Англії та Канади.
У Росії дослідження радіоактивності були нечисленними і, восновному, зводилися до вимірювань радіоактивних випромінювань і оцінки їхдії на різні речовини. В країні фактично не були виявленіродовища уранових руд (крім Туя-Муюнского поблизу Фергани). Власнірадіоактивні препарати були відсутні; в незначних кількостях воникупувалися за кордоном, або надходили як дарунок від зарубіжнихвчених.
Однак на відміну від багатьох інших країн Російське суспільство виявилосяпідготовленим до сприйняття відкриття явища радіоактивності і результатівйого досліджень. Статті, присвячені цим проблемам, реферуватися насторінках "Журналу Російського фізико-хімічного товариства". Нові відкриттявисвітлювалися в науково-популярних виданнях і публічних лекціях. Особливоїзгадки заслуговує робота професора Петербурзького технологічногоінституту Ю. С. Залькінда, який з 1902 по 1914гг. регулярно публікував у
ЖРФХО докладні огляди всіх робіт по радіоактивності за період
1896-1913гг. Найбільші російські вчені бачили у радіоактивних процесу непросто нове фізичне явище, але надавали йому набагато більш широкезначення. До них належали Д. І. Менделєєв, на схилі років кардинальнозмінив своє колишнє обережне ставлення до радіоактивності, Н. Н. Бекетові особливо В. І. Вернадський. У своїй промові на річних зборах Академії наук
29 грудня 1910р. Вернадський, зокрема, говорив: "Перед нами відкриваютьсяв явищах радіоактивності джерела атомної енергії, в мільйони разівперевищують всі ті джерела сил, які малювалися людськомууяві ... Жодна держава і суспільство не можуть ставитисябайдуже, як, яким шляхом і де будуть використані що знаходяться в йоговолодінні джерела променевої енергії. Бо володіння великими запасами радіюдає власникам його силу і владу, перед якими може збліднути томогутність, що отримують власники золота, землі, капіталу ... Для насзовсім не байдуже, як Радієвий руди будуть вивчені. Вони повинні бутидосліджені нами, російськими вченими ... Вивчення властивостей і запасіврадіоактивних мінералів Російської імперії не повинно далі відкладатися ".
Фактично Вернадський перший в країні усвідомив гостру необхідністьотримання вітчизняних препаратів радію, однак вирішена ця проблема булавже після революції.
Поки ж ентузіасти-"радіологи" Росії могли розраховувати на отриманнявагомих результатів, лише працюючи в лабораторіях найбільших зарубіжнихвчених. До таких дослідникам ставилися В. А. Бородовскій (1878-1914),
Г. Н. Антонов (1880-1942) і Л.С.Коловрат-Червінський (1882-1921). Перший зних стажувався в лабораторіях Дж. Томсона і Е. Резерфорда в Англії.
Проведені їм експерименти (поглинання-променів радію різнимирозчинами) високо оцінив Е. Резерфорд. Після повернення до Росії Бородовскійна прохання Вернадського провів хімічний аналіз туя-муюнскіх руд і впершевстановив вміст у них радію, а також запропонував технологічну схемувиділення цього елемента. Рання смерть обірвала його роботу. Учнем
Резерфорда був і Г. М. Антонов. У 1911р. він відкрив радіоелементів уран-У (якз'ясувалося згодом, дочірній продукт розпаду урану-235). Однак усічні 1917р. він назавжди залишив Росію. У роки війни він читав у
Петроградському університеті курс лекцій з радіоактивних речовин.
Л.С.Коловрат-Червінський працював в паризькій лабораторії М. Кюрі і в1910г.склав фактично першою зведену "Таблицю констант радіоактивнихречовин ", включила всі відомі на той час радіоелементи. У Росіївін займався дослідженнями під керівництвом В. І. Вернадського, аналізуючирадіоактивні мінерали. У некролозі колеги відзначали: "Це був найбільший в
Росії і один з небагатьох у світі знавців радіоактивного справи ".
склалася доля названих вчених по-іншому, вітчизняна радіохіміязуміла б раніше надолужити згаяне. Насправді її справжнєстановлення відбулося в середині 20-хгг. завдяки, головним чином,
І. Я. Башилова і В. Г. Хлопіна.
Прогресу хімічних досліджень у перші роки ХХст. сприявзростання обміну інформацією. Це було пов'язано не тільки з помітним збільшеннямпублікацій (у тому числі і в закордонних журналах), але і з проведеннямпредставницьких зборів вітчизняних вчених, якими були
Менделєєвськая з'їзди.
На початку століття вітчизняна хімія втратила багатьох видатнихвчених - В. В. Марковникова, М.І. Коновалова, А. Л. Потиліціна, Є. Є. Вагнера,
Ф. Ф. Бейльштейна. У січні 1907р. майже одночасно пішли з життя
Д. І. Менделєєв і Н. А. Меншуткина. Особливо гостро відчувалася втрата Менделєєва,протягом багатьох років очолював "російську хімічну дружину".
Російське фізико-хімічне товариство у березні 1907р. вирішив скликатиспеціальний менделєєвськая з'їзд, присвячений пам'яті вченого. З'їздвідбувся в Петербурзі в останній декаді грудня. На ньомуголовував найстаріший вітчизняний хімік 80-річний М. М. Бекетов.
Мабуть, вперше багатогранна діяльність Менделєєва отримала настількишироке висвітлення. Його друг і колега В. Е. Тищенко розповів про життєвийшляху вченого (до речі, Тищенко разом з М. М. Младенцевим написали йогобіографію, друга частина якої була видана лише в 1993р.). Бекетовзробив грунтовну доповідь "Значення періодичної системи
Д. І. Менделєєва ". Інші делегати з'їзду висвітлювали його внесок у вивченнярозчинів, праці з промислово-економічним проблемам, діяльність в
Головною Палаті мір і ваг. На з'їзді працювали секції з хімії, фізики,агрохімії, біології. Цим як би підкреслювалася широта інтересів
Менделєєва. Велику увагу привернула доповідь "Еволюції речовини в природі",зроблений Н. А. Морозовим, який зустрічався з Менделєєвим за кілька днівдо його смерті.
Н. Д. Зелінський, Л. А. Чугаев та І. А. Каблуков внесли пропозицію заснуватиспеціальний інститут у пам'ять Менделєєва. За їх задумом, інститут повиненбув стати центром досліджень в галузі природничих наук, в першучергу, хімії та фізики. Хімічну і фізичну лабораторії передбачалосяоснастити на сучасному рівні. Крім того, при інституті намічалосястворити музей з історії вітчизняної хімії та фізики і, зокрема,зібрати в ньому прилади, якими користувався Менделєєв, його публікації,рукописи та епістолярна спадщина вченого. Можливо, ця ідея реалізуваласяб (вже почався активний збір пожертв), але цьому перешкодила Першасвітова війна. Проте вдалося створити музей "Кабінет Д. І. Менделєєва"
(майбутній Музей-архів вченого, який нині розташовується в Петербурзькомууніверситеті).
Кабінет було відкрито у грудні 1911р. напередодні II менделєєвськая з'їзду.
На ньому були присутні понад 1000 делегатів з 80 міст. Такийпредставницький хімічний форум ще ніколи не збирався в Росії. Алеоскільки на ньому широко обговорювалися і фізичні проблеми, то З'їзд можнабуло вважати і всеросійським зборами фізиків. На пленарному засіданнівиступили видатний фізик і філософ М. О. Умов з доповіддю "Характерні рисита завдання сучасної природно-наукової думки "та Н. А. Морозов -" Еволюціясвітів з сучасною астрофізичної та геофізичної точок зору ". Секціїфізики і хімії проводили об'єднані засідання. Тим самим підкреслюваласятісний зв'язок фізичних і хімічних наук, яка була одним з основнихлейтмотивів творчої діяльності Менделєєва.
З чисто хімічних доповідей потрібно відзначити виступ М. С. Кольори,присвячене сучасному стану хімії хлорофілу і методу адсорбційногохроматографічного аналізу.
У своєму заключному слові Умов підкреслював плідність
"періодичного скликання фахівців з хімії, фізики та близьким їм галузейприродознавства ", оскільки" широкий кругозір з працею досягається впоодинці і незрівнянно легше - колективною роботою ". По суті, майжевсі наступні менделєєвськая з'їзди (третій відбувся вже після революціїв 1922р.) в тій чи іншій мірі виходили за рамки однієї тільки хімії.
На менделєєвськая з'їздах обговорювалися і питання викладання хімії. Алеособливо визначною подією став I Всеросійський з'їзд викладачівфізики, хімії та космографії, що відбувся в січні 1914р. Подібного родузборів у Росії ні раніше, ні згодом не проводилося. Доповідачамиз хімії були видатні вчені, серед них М. С. Курнаков і А. І. Горбов. Вониобговорювали найважливіші методологічні та понятійні аспекти хімічної науки,зокрема, визначення понять "хімія" і "хімічне перетворення".
Поширена формулювання "хімія є наука про речовини та їхперетвореннях ", на думку виступаючих, не цілком відповідала предмету ізавданням хімії. Курнаков трактував сутність хімічних перетворень, спираючисьна принципи методу фізико-хімічного аналізу. Горбов вважав, щозагальноприйняте визначення терміна "хімія" відсутня і пропонував наступне:
"В даний час вважаються" хімічними перетвореннями "або становлятьобласть "власне хімії" ті зміни стану матерії, якіхарактеризуються появою фаз, що володіють новими фізичними властивостями,причому ці фази, окремо зібрані, не перетворюються без остачі в будь-яку з фазвихідної системи. У цьому полягає якісна відмінність "хімічних"перетворень від "фізичних" ". Незважаючи на деяку ускладненість,Горбовського визначення дозволяло звернути увагу на деякіістотні моменти, що стосуються більш глибокого розуміння "змісту"хімії на основі подання про фази.
Перша світова війна істотно вплинула на розвиток науковихдосліджень у воюючих країнах. Багатьом, навіть найбільш видатним вченимдовелося покинути свої лабораторії і взяти участь в роботах, що знаходятьсяу веденні військових відомств. Не минула така доля і вітчизнянихдослідників.
Велика відповідальність лягла на російських хіміків. Багато хімічніпродукти, такі необхідні для армії (вибухові речовини, ліки,деякі види палива), колись у Росії або взагалі не було, абовироблялися в недостатніх кількостях. Усунення дефіциту вимагалоневідкладних і рішучих заходів.
З цією метою був заснований (2 жовтня 1915р.) спеціальний Військово -хімічний комітет, щоб "об'єднати зусилля російських хіміків для спільноїі планомірної роботи з питань, пов'язаних з потребами державноїоборони ". Його головаем став Н. С. Курнаков, а до складу увійшли таківидатні вчені, як В. Н. Іпатов, Л. А. Чугаев, А. Е. Фаворський, В. Е. Тищенко іряд інших. Організаційна діяльність комітету виявилася плідною, ірік по тому Курнаков міг із задоволенням зазначити: "Сила хімічногоопору країни ... значно зросла ".
Було організовано також (у квітні 1916р.) Хімічний комітет при головномуартилерійському управлінні на чолі з Іпатьєву. Про масштаби діяльності
Комітету говорили назви його відділів: вибухових речовин, задушливихкоштів, запальних засобів та вогнеметів, кислотний і протигазових.
Кожен з членів Комітету відповідав за певне коло проблем. Так,
Іпатов контролював виробництво вибухових речовин і паливно-мастильнихматеріалів. Чичибабін відав отриманням алкалоїдів і аміносполуки,необхідних для виготовлення лікарських препаратів. Е. І. Орлов курирувавпромислове виробництво формальдегіду з деревного спирту. А. А. Яковкінзаймався приготуванням деяких неорганічних речовин (кислот і солей).
Одним з найважливіших досягнень стало створення військового протигаза.
Зразок його сконструювали Н. Д. Зелінський і А. Кумант. Особливістюпротигазу було те, що в ньому використовувався активоване вугілля вяк поглинача. Зелінський організував його промислове виробництво,що дозволило виготовляти протигази (у той час вони були кращими в світі)у великих кількостях.
У роки війни вітчизняні хіміки активно працювали на заводах,поставляли все необхідне діючої армії, в тому числі таківибухові речовини, як тротил, нітрогліцерин та Тетра.
