Бутлеров Александр - биография, факты из жизни, фотографии, справочная информация. Александр Бутлеров: биография кратко

, Химик

Бутлеров Александр Михайлович (1828–1886), русский химик, создатель теории химического строения, основатель знаменитой казанской («бутлеровской») школы химиков-органиков.

Родился 3 сентября 1828 в Чистополе Казанской губернии в семье помещика, офицера в отставке. Рано лишившись матери, воспитывался в одном из частных пансионов в Казани, затем учился в Казанской гимназии. В возрасте 16 лет поступил на физико-математическое отделение Казанского университета, который в то время был центром естественнонаучных исследований в России.

Как из ряда слов составляется речь, а из совокупности теней - определенные образы, так из массы постигнутых фактов, состоящих в связи друг с другом, рождается знание в его возвышенном, лучшем смысле.

Бутлеров Александр Михайлович

В первые годы студенчества увлекался ботаникой и зоологией, а затем под влиянием лекций К.К.Клауса и Н.Н.Зинина заинтересовался химией и решил посвятить себя этой науке. В 1849 Бутлеров окончил университет и по представлению Клауса был оставлен на кафедре в качестве преподавателя. В 1851 защитил магистерскую диссертацию, а в 1854 – в Московском университете – докторскую. В том же году стал экстраординарным профессором химии Казанского университета, в 1857 – ординарным профессором.

Во время заграничной поездки в 1857–1858 сблизился со многими ведущими химиками Европы (Ф.Кекуле, Э.Эрленмейером), участвовал в заседаниях только что организованного Парижского химического общества. Здесь же, в лаборатории Ш.Вюрца, начал первые исследования, послужившие основой теории химического строения. Ее главные положения он сформулировал в докладе О химическом строении вещества, прочитанном на Съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (сентябрь 1861). В 1868 по представлению Д.И.Менделеева Бутлеров был избран ординарным профессором Петербургского университета, где и работал до конца жизни. В 1870 стал экстраординарным, а в 1874 – ординарным академиком Петербургской академии наук.

Попытки создать учение о химическом строении органических соединений предпринимались и до Бутлерова. Этому вопросу были посвящены многочисленные работы крупнейших химиков-органиков того времени – Ф.Кекуле, А.Кольбе, Ш.Вюрца и др. Так, Кекуле, придя к выводу о четырехвалентности углерода, считал, что для одного и того же соединения может существовать несколько «развернутых рациональных формул» в зависимости от того, какое химическое превращение рассматривается. Формулы, полагал он, «никоим образом не могут выражать конструкцию, т.е. расположение атомов в соединении». Кольбе счел принципиально невозможным выяснение химического строения молекул.

Факт, сегодня кажущийся мелочным, одиночным и не имеющим значения, завтра в связи с новыми открытиями, может сделаться зерном новой плодотворной отрасли знания.

Бутлеров Александр Михайлович

Бутлеров пришел к убеждению, что структурные формулы не могут быть просто условным изображением молекул, а должны отражать их реальное строение.

При этом он подчеркивал, что каждая молекула имеет вполне определенную структуру и не может совмещать несколько таких структур. Основы своей теории Бутлеров сформулировал следующим образом: «Исходя из мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует определенным количеством принадлежащей ему силы (сродства), я называю химическим строением распределение этой силы, вследствие которого атомы... соединяются в частицу». Ученый указывал, что химическое строение определяет «все свойства и взаимные отношения веществ».

Таким образом, Бутлеров впервые в истории органической химии высказал идею, что, изучая химические свойства веществ, можно установить их химическое строение и, наоборот, по структурной формуле вещества можно судить о его свойствах. Бутлеров наметил пути определения химического строения и сформулировал правила, которыми следует руководствоваться. Мощным орудием для выяснения и доказательства структуры молекул он считал органический синтез, особенно проводимый в «умеренных условиях» («невозвышенных температурах»), когда участвующие в реакциях «радикалы» сохраняют свое строение.

Факты, не объясняемые существующими теориями, наиболее дороги для науки, от их разработки следует по преимуществу ожидать ее развития в ближайшем будущем.

Бутлеров Александр Михайлович

Исходя из своей теории, предсказал существование многих органических соединений. Так, Бутлеровым был получен один из четырех предсказанных теорией бутиловых спиртов, ученый расшифровал его строение и доказал наличие изомеров. В соответствии с правилами изомерии, также следовавшими из теории Бутлерова, было высказано предположение о существовании четырех валериановых кислот. Строение первых трех было определено в 1871 Эрленмейером и Галлем, а четвертая получена самим Бутлеровым в 1872.

На основе теории химического строения Бутлеров начал систематические исследования полимеризации. Эти исследования были продолжены его учениками и завершились открытием С.В.Лебедевым промышленного способа получения синтетического каучука. Многочисленные синтезы Бутлерова – этанола из этилена, диизобутилена, третичных спиртов и т.д. – лежат у истоков целых отраслей промышленности.

Профессорская деятельность Бутлерова длилась 35 лет и проходила в трех высших учебных заведениях: Казанском, Петербургском университетах и на Высших женских курсах (он принимал участие в их организации в 1878). Среди его учеников – В.В.Марковников, А.Н.Попов, А.М.Зайцев (в Казани), А.Е.Фаворский, И.Л.Кондаков (в Петербурге).

Александр Михайлович Бутлеров - фото

Александр Михайлович Бутлеров - цитаты

Легко и привольно живется науке лишь там, где она окружена полным сочувствием общества. Рассчитывать на это сочувствие наука может, если общество достаточно сближено с нею.

Как из ряда слов составляется речь, а из совокупности теней – определенные образы, так из массы постигнутых фактов, состоящих в связи друг с другом, рождается знание в его возвышенном, лучшем смысле.

Научное знание одного смиряет опасного слугу, силу природы, и направляет его, куда захочет. А основы этого знания слагаются из фактов, между которыми никогда нет ни одного, которым бы пренебрегла наука. Факт, сегодня кажущийся мелочным, одиночным и не имеющим значения, завтра в связи с новыми открытиями, может сделаться зерном новой плодотворной отрасли знания.

Только тогда, когда является понимание явлений, обобщение, теория, когда более и более постигаются законы, управляющие явлениями, только тогда начинается истинное человеческое знание, возникает наука.

Установить научную теорию – это серьезная научная заслуга; предсказать факт на основании готовой теории – это то, что доступно каждому химику и что требует нескольких часов времени; Но фактическое доказательство или опровержение такого предсказания потребует целых месяцев, иногда годов физических и умственных усилий.

Есть люди в истории России, о которых мы мало что знаем. При этом практически каждый пользуется их находками и открытиями. Именно таким человеком был апостол рационального пчеловодства России и первооткрыватель изомеров органических молекул Александр Михайлович Бутлеров.

Биография этого человека не изобилует трагедиями, хотя и без них не обошлось. Увлеченный химик, новаторский пчеловод и отличный охотник, он прожил недолгую, но полную событий жизнь.

Все было предрешено

Ученый родился 15 сентября 1828 года в родовом имении дворян Бутлеровка (Татарстан). Отец - Михаил Васильевич - герой войны 1812 года, дослужившийся до чина подполковника, мать - Софья Александровна Стрелкова - умерла через несколько дней после рождения мальчика в возрасте 19 лет. Все свое детство Саша провел в имении деда по матери Подлесная Шантала. Там его воспитанием занимались родные тетки Сергеевы-Шемаевы. С 8 лет дворянского сына отдали на обучение в частный пансионат в Казани. Именно там биография Бутлерова была предопределена. Мальчик интересовался превращением веществ, и все свободное время посвящал опытам. Один такой опыт закончился взрывом, и в наказание Александр несколько дней ходил с табличкой «великий химик». Так глава пансионата Роланд Топорнин предугадал судьбу мальчика.

Становление химика

После окончания пансиона и гимназии несовершеннолетний Александр поступает слушателем на естественное отделение университета в Казани. А студентом становится в 1845 году. В то время там преподавали известные российские химики Карл Клаус и Николай Зинин, лекции которых вдохновили его на создание собственной лаборатории в родовом поместье. По окончании университета биография Бутлерова продолжается тут же - он преподает физику и химию студентам. Лекции по химии того времени напоминали спектакли, и Бутлерова приходили слушать многие свободные слушатели.

В 1851 году он успешно сдает квалификационные экзамены, защищает магистерскую работу «Об окислении органических соединений», готовится стать профессором и женится на Надежде Гумилиной, племяннице писателя С. Аксакова.

Профессиональный рост

Удачный брак и отсутствие материальных проблем дают возможность ученому увлеченно изучать свойства органических соединений. В 1854 году он защитил докторскую в Московском университете, получил звание ординарного профессора химии в родном учебном заведении, после чего дважды становится его ректором.

Но исследования занимают его больше. В 1857-1858 годах в период его командирования он выступает в Парижском обществе химиков и знакомится с видными химиками Европы. Возвратившись на родину, он пишет учебник по органической химии (1864-1866). Это первый учебник химии, который был переведен сначала на немецкий, а потом и на другие языки.

Преподаватель-новатор

В 1868 году жизнь семьи Бутлеровых изменилась. Биография Бутлерова А.М. продолжается в Петербурге. Он тал лауреатом премии Ломоносова и профессором по химии в Петербургском университете. Он проработает тут до 1885 года, будет адъюнктом, ординарным академиком Петербургской Академии наук, срок его полномочий профессора будет дважды продлеваться.

Бутлеров А.М. ввел в систему обучения студентов новую практику - лабораторные практикумы. Эта новаторская методика, когда студенты собственноручно работают с химическим оборудованием, впоследствии стала повсеместной и оправдала свое назначение. Отличительной чертой этого преподавателя было обучение примером - ученики всегда могли увидеть, как и над чем работает их учитель.

Теория строения органических соединений Бутлерова

Именно создание теории, объяснившей разные состояния и свойства органических веществ с одинаковыми молекулярными формулами, является главным его достижением. Впервые русский химик Бутлеров изложил постулаты теории в работе «О химическом строении вещества», о которой рассказал на съезде немецких естествоиспытателей и врачей (г. Шпейер, 1861). В процессе развития теории он смог объяснить существование веществ, различия которых определены не составом, а структурой молекул (изомеров), и предсказать неоткрытые органические вещества.

Работы Бутлерова получили электронное подтверждение только в ХХ веке, когда было открыто строение атома.

Не одна только химия

Жизнь и деятельность Бутлерова не ограничивались органической химией. Он был увлеченным пчеловодом и заядлым охотником. Кроме его новаторства в педагогике, он принимал активное участие и в гражданской жизни. В период жизни в Казани он три года был членом земского собрания и депутатом от Спасского уезда. Он стал инициатором открытия земских школ и народных чтений. Интересовался вопросами страхования и даже стал организатором касс взаимопомощи.

Немалая заслуга А.М. Бутлерова и в устройстве водопровода в родном городе. Он был сторонником высшего образования для женщин, принимал участие в организации Высших женских курсов (1878) и открытии при них химической лаборатории. Его борьба за признание заслуг русских ученых принесла немало хлопот Академии наук в Санкт-Петербурге.

Апостол пчеловодства

В период своего пребывания в Европе ученый изучал принципы ведения пчеловодства - своего хобби. Из командировки он привез две семьи пчел итальянской породы и занялся их разведением. С пытливостью ученого он проанализировал преимущества рамочных ульев перед исконно российскими ульями-колодами, и всячески способствовал нововведениям в крестьянском пчеловодстве. Для этого он даже открыл в своем поместье школу для крестьян-пчеловодов.

Его краткое руководство «Пчела, ее жизнь и главные правила толкового пчеловодства» выдержала 11 изданий. В 1882 году по его инициативе на Всероссийской выставке в Москве появился отдел пчеловодства, а в 1886 году появился первый российский журнал «Русский пчеловодческий листок». За свой труд в данной сфере Бутлерова наградили Большой золотой медалью Вольного экономического общества.

Месмеризм в жизни ученого

Не меньшую известность имело имя ученого и в сфере популяризации модного в то время медиумизма. В 14 лет он стал свидетелем события, оставившего глубокий след в его сознании. Его тетка, болевшая душевным расстройством, успокаивалась, только когда приглашенный доктор проводил ней сеансы месмеризма. Гипноз, или животный магнетизм, был распространенным новым исцеляющим учением. Всю свою жизнь выдающийся химик интересовался этим явлением и даже сам заряжал воду.

Последние годы

После отставки с должности профессора Петербургского университета, где последнюю лекцию он провел 14 марта 1885 года, ученый полностью отдался своим любимым увлечениям - охоте и пчеловодству - в своем имении в Бутлеровке. На одной из охот на уток он подвернул ногу, что спровоцировало отрыв тромба.

Великий химик умер в возрасте 58 лет 5 августа 1886 года в своем любимом имении Бутлеровка, где и похоронен в семейном склепе.

Подводя итог

Жизнь и деятельность Бутлерова ложилась довольно успешно. В ней не было преследований за идеи, голода и лишений, трагедий и арестов. Он прожил достойную жизнь потомственного дворянина, счастливого семьянина, общественного и научного деятеля. Его заслуги были признаны общественностью, у него было много талантливых учеников, которые гордостью говорили о своем учителе. В 1953 году перед зданием факультета химии Московского Государственного Университета открыт монумент А.М. Бутлерову. Химический факультет его родного университета назван его именем (Казань, 2002). В честь этого выдающегося русского химика назван один из кратеров на Луне и дневная бабочка (зеленушка Бутлерова).

Знаменитые ученики:

Педагогическая деятельность

Огромная заслуга Бутлерова - создание первой русской школы химиков. Ещё при его жизни ученики Бутлерова по Казанскому университету В. В. Марковников , А. Н. Попов , А. М. Зайцев заняли профессорские кафедры в университетах. Из учеников Бутлерова по Петербургскому университету наиболее известны А. Е. Фаворский , М. Д. Львов и И. Л. Кондаков . В разное время в бутлеровской лаборатории работали практикантами Е. Е. Вагнер, Д. П. Коновалов , Ф. М. Флавицкий, А. И. Базаров , А. А. Кракау и др. видные русские химики. Отличительной чертой Бутлерова как руководителя было то, что он учил примером - студенты всегда могли сами наблюдать, над чем и как работает профессор.

Общественная деятельность

Много сил отнимала у Бутлерова борьба за признание Академией наук заслуг русских учёных. В 1882 в связи с академическими выборами Бутлеров обратился непосредственно к общественному мнению, опубликовав в московской газете «Русь» обличительную статью «Русская или только Императорская Академия наук в Санкт-Петербурге?».

Бутлеров был поборником высшего образования для женщин, участвовал в организации Высших женских курсов в , создал химические лаборатории этих курсов. В Казани и Петербурге Бутлеров прочитал много популярных лекций, главным образом на химико-технические темы.

Кроме химии, Бутлеров много внимания уделял практическим вопросам сельского хозяйства, садоводству, пчеловодству, а позднее также и разведению чая на Кавказе . Был основателем и, первое время, главным редактором «Русского Пчеловодного Листка ». Будучи одним из организаторов Русского общества акклиматизации животных и растений , внес большой вклад в развитие садоводства и пчеловодства. Написанная им книга «Пчела, ее жизнь и главные правила толкового пчеловодства» выдержала более 10 переизданий до революции, выходила также и в советское время. С конца -х гг. проявлял интерес к медиумизму - спиритизму.

Место работы

Казанский университет
Санкт-Петербургский университет

Альма-матер Казанский университет Научный руководитель Николай Николаевич Зинин Известные ученики В. В. Марковников , А. Н. Попов , А. М. Зайцев , А. Е. Фаворский , М. Д. Львов , И. Л. Кондаков , Е. Е. Вагнер , Д. П. Коновалов , Ф. М. Флавицкий , А. А. Кракау , П. П. Рубцов Известен как создатель теории химического строения органических веществ, родоначальник «бутлеровской школы» Александр Михайлович Бутлеров на Викискладе

Алекса́ндр Миха́йлович Бу́тлеров (3 сентября [15 сентября ] , Чистополь - 5 августа [17 августа ] , деревня Бутлеровка, ныне Алексеевский район Татарстана) - русский химик , создатель теории химического строения органических веществ , родоначальник «бутлеровской школы» русских химиков, учёный-пчеловод и лепидоптеролог , общественный деятель, ректор Императорского Казанского университета в 1860-1863 годах.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ БУТЛЕРОВ

Бутлеров и теория строения. Химия. Высшие углеводороды

Специальность "Химическая технология органических веществ"

Бутлеров и теория строения. Учебный фильм по химии

Знаменитые учёные Латвии, химики

Субтитры

Русский химик Александр Михайлович Бутлеров родился в Казанской губернии в семье помещика офицера в отставке. Рано лишившись матери Бутлеров воспитывался в одном из частных пансионов в Казани, затем учился в Казанской гимназии. В 16 лет он поступил на физико-математическое отделение Казанского университета. В первые годы студенчества Бутлеров увлекался ботаникой и зоологией, но затем, под влиянием лекций Клауса и Зинина, заинтересовался химией и решил посвятить себя этой науке. Окончив университет, Бутлеров по представлению Клауса был оставлен в качестве преподавателя. Вскоре он защитил докторскую диссертацию об эфирных маслах, а через три года стал ординарным профессором химии Казанского университета. Во время заграничной поездки Бутлеров познакомился со многими ведущими химиками Европы. В лаборатории Вюрца (Шарль Адольф Вюрц) Бутлеров начал цикл экспериментальных исследований послуживший основой теории химического строения. Чтобы провести идеи теории химического строения через всю органическую химию Бутлеров написал книгу "Введение к полному изучению органической химии". В 1868 году по представлению Менделеева Бутлеров был избран ординарным профессором Петербургского университета, где и работал до конца жизни. Преподавательская деятельность Бутлерова длилась 35 лет и проходила в трёх высших учебных заведениях: в Казанском Петербургском университетах и на высших женских курсах. Также Бутлеров стал основателем знаменитой Бутлеровской школы. Кроме химии Бутлеров много внимания уделял практическим вопросам сельского хозяйства, садоводству, пчеловодству, а позднее также и разведению чая на Кавказе. Умер Бутлеров в деревни Бутлеровка, не дожив до окончательного признания своей теории. Два наиболее значительных русских химика Менделеев и Меншуткин лишь спустя 10 лет после смерти Бутлерова признали справедливость теории химического строения... Нас уже 7! Эмм... Ну, то есть, вот 7. А Ты ПОДПИСАЛСЯ?

Биография

Родился в семье помещика, офицера в отставке - участника Отечественной войны 1812 года , в Чистополе Казанской губернии. Детство его протекало сначала в деревне Бутлеровке - имении отца, затем в Казани.

Первоначальное образование получил в частном пансионе Топорнина - учителя французского языка 1-й Казанской гимназии , а затем и в самой гимназии , в 1844-1849 годах студент Казанского университета «разряда естественных наук». Получая широкую подготовку в области естествознания, он в первые годы проявил большой интерес к ботанике и зоологии . В 1849 году пишет дипломную работу «Дневные бабочки волго-уральской фауны». Эта особенность полученного образования, по-видимому, была одной из причин того, что, уже став химиком с мировым именем, А. М. Бутлеров по-прежнему сохранял интерес к живой природе и, в частности, был одним из организаторов и постоянных сотрудников журнала «Пчеловодный листок». По окончании университета Бутлеров продолжил свою учёбу в роли «оставленного при университете для подготовки к профессорскому званию». В 1854 он сдал экзамен и защитил диссертацию на степень доктора химии. В последующие годы А. М. Бутлеров много размышляет над теоретической стороной химии и уже в 1858 г., во время первой поездки за границу, высказывает на заседании Парижского химического общества свои теоретические взгляды, которые через три года, в 1861 г., в более развитом виде становятся предметом его известного доклада «О химическом строении вещества». С 1849 преподаватель, с 1854 экстраординарный, а с 1857 ординарный профессор химии в том же университете. В 1860-1863 был дважды его ректором.

В следующем, 1859 г., А. М. Бутлеров писал:

Экспериментальные исследования дадут нам основание для истинной химической теории, которая будет математической теорией молекулярной силы, называемой нами химическим сродством. Поскольку, однако, сродство есть не только причина превращений, но и причина определённой группировки элементарных атомов в химической молекуле, то оно и должно изучаться не только во время производимого ими движения молекул, но так же и в состоянии равновесия материи.

Таким образом, уже в 1858 г. А. М. Бутлеров вышел за пределы представлений Ш. Ф. Жерара в весьма существенном пункте: он считал возможным говорить об определённой группировке атомов в сложных частицах, причём причину этой группировки видел в химическом сродстве. В этих словах содержалась, по существу, одна из основных идей теории химического строения.

В более развитой форме идея химического строения была изложена А. М. Бутлеровым три года спустя в докладе «О химическом строении вещества», с которым он выступил, прочитанном в химической секции Съезда немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (19 сентября 1861) и опубликованном в том же году на немецком и в следующем - на русском языках . В этом докладе прежде всего говорилось, что теоретическая сторона химии не отвечает фактическому развитию, отмечалась, в частности, некомпетентность теории типов. А. М. Бутлеров при этом был далёк от огульного отрицания её; он справедливо указывал на то, что теория типов имеет и важные заслуги. Однако типические формулы указывали лишь направление возможных реакций замещения и разложения , но и не могли выразить реакций присоединения (например, образование йодистого этила из этилена и йодистого водорода). Так как вещество может разлагаться по нескольким направлениям, Ш.Жерар и его сторонники допускали возможность употребления нескольких рациональных формул для одного и того же вещества. Бутлеров полемизировал в докладе против утверждения Жерара, что

Критическое рассмотрение Бутлеров закончил словами:

(то есть на нашем современном языке - о валентности атомов).

Основы этой теории сформулированы таким образом:

С этим постулатом прямо или косвенно связаны и все остальные положения классической теории химического строения. Бутлеров намечает путь для определения химического строения и формулирует правила, которыми можно при этом руководствоваться. Предпочтение он отдаёт синтетическим реакциям, проводимым в условиях, когда радикалы, в них участвующие, сохраняют своё химическое строение. Однако Бутлеров предвидит и возможность перегруппировок, полагая, что впоследствии «общие законы» будут выведены и для этих случаев. Оставляя открытым вопрос о предпочтительном виде формул химического строения, Бутлеров высказывался об их смысле: «… когда сделаются известными общие законы зависимости химических свойств тел от их химического строения, то подобная формула будет выражением всех этих свойств».

Далее в докладе говорится о путях, которые могут применяться для изучения химического строения. О последнем можно судить, прежде всего, на основании способов синтеза вещества, причём наиболее надёжные заключения могут быть сделаны при изучении синтезов, «которые совершаются при температуре мало возвышенной, и вообще при условиях, где можно следить за ходом постепенного усложнения химической частицы». Реакции разложения - преимущественно тоже протекающие в мягких условиях - также дают возможность сделать заключения о химическом строении, то есть полагать, что «остатки (радикалы) находились готовыми в разложившейся частице». Вместе с тем, А. М. Бутлеров предвидел, что не все реакции пригодны для определения строения: существуют среди них такие, при которых «изменяется химическая роль нескольких паев, а значит, и строение». В переводе на наш современный язык это реакции, сопровождающиеся изомеризацией скелета или переносом реакционного центра.

Бутлеров впервые объяснил явление изомерии тем, что изомеры - это соединения, обладающие одинаковым элементарным составом, но различным химическим строением. В свою очередь, зависимость свойств изомеров и вообще органических соединений от их химического строения объясняется существованием в них передающегося вдоль связей «взаимного влияния атомов», в результате которого атомы в зависимости от их структурного окружения приобретают различное «химическое значение».

Таким образом, построенная на базе химического строения рациональная формула, подчёркивал А. М. Бутлеров, будет однозначной:

Для каждого тела возможна будет, в этом смысле, лишь одна рациональная формула , и когда сделаются известными общие законы зависимости химических свойств тел от химического строения, то подобная формула будет выражением всех этих свойств. Типические формулы в их нынешнем значении должны бы тогда выйти из употребления... Дело в том, что эти формулы тесны для настоящего состояния науки!

Самим Бутлеровым и особенно его учениками В. В. Марковниковым и А. Н. Поповым это общее положение было конкретизировано в виде многочисленных «правил». Уже в XX веке эти правила, как и вся концепция взаимного влияния атомов, получили электронную интерпретацию.

Большое значение для становления теории химического строения имело её экспериментальное подтверждение в работах как самого Бутлерова, так и его школы. Он предвидел, а затем и доказал существование позиционной и скелетной изомерии. Получив третичный бутиловый спирт , он сумел расшифровать его строение и доказал (совместно с учениками) наличие у него изомеров. В 1844 Бутлеров предсказал существование двух бутанов и трёх пентанов, а позднее и изобутилена. Чтобы провести идеи теории химического строения через всю органическую химию, Бутлеров издал в 1864-1866 в Казани 3 выпусками «Введение к полному изучению органической химии», 2-е издание которого вышло в 1867-1868 на немецком языке.

Бутлеров впервые начал на основе теории химического строения систематическое исследование полимеризации, продолженное в России его последователями и увенчавшееся открытием С. В. Лебедевым промышленного способа получения синтетического каучука .

Современное значение теории химического строения им. А. М. Бутлерова

С тех пор как А. М. Бутлеров создал свою теорию химического строения органических соединений прошло больше ста пятидесяти лет. За это время наука вообще и органическая химия в частности сделали колоссальные успехи. Естественно, встаёт вопрос: каково место бутлеровской теории в современной органической химии? Ответ на этот вопрос затрудняется тем, что сам А. М. Бутлеров не сформулировал теорию химического строения пункт за пунктом: она рассеяна во многих публикациях, пронизывает всё его научное творчество. О многих сторонах теории химического строения у нас уже была речь. Постараемся теперь провести сравнение первозданной теории с её нынешним, усовершенствованным вариантом.

Атомы в органических соединениях связаны друг с другом в определённом порядке химическими силами. Современная наука гораздо глубже проникла в природу химических сил и химической связи. Во времена Бутлерова лишь в общих словах говорили о силах валентности и условно изображали чёрточкой химическую связь между атомами. В наше время выяснено, что силы валентности имеют электронную природу: чёрточка символизирует ковалентную связь , пару электронов. Применяя законы квантовой механики , можно математически описать химическую связь в полном соответствии с тем, что предвидел А. М. Бутлеров.
Строение можно изучать химическими методами - второе важнейшее бутлеровское положение - также не потеряло своего значения в наши дни. Изучение строения органических соединений - природных и синтетических - было и остаётся основной задачей органической химии. При этом, как и во времена А. М. Бутлерова, мы пользуемся методами химического анализа и синтеза. Однако, наряду с ними в наше время широко применяются физические методы исследования строения - разные виды спектроскопии , ядерный магнитный резонанс , масс-спектрометрия , определение дипольных моментов , рентгенография , электронография .
Формулы должны выражать порядок химической связи атомов . Современная наука полностью принимает это положение, но в те времена различали формально лишь три типа связи - простую, двойную, тройную, то теперь мы знаем о химических связях гораздо больше: мы можем характеризовать каждую конкретную связь её физическими параметрами. Например, длиной, валентным углом, энергией, полярностью, поляризуемостью. Нередко свойства связей меняются под влиянием соседних атомов, соседних связей. В этом проявляется взаимное влияние атомов - понятие введённое в науку А. М. Бутлеровым и В. В. Марковниковым, а ныне раскрытое в конкретных формах электронных эффектов (индукционного , мезомерного) и пространственных влияний.
Каждое вещество имеет одну определённую формулу строения . Это положение, естественно, сохранило силу. Часто спрашивают о том, как это согласуется с явлением таутомерии - способностью некоторых органических веществ существовать в виде находящихся в равновесии нескольких изомерных форм? Прекрасно иллюстрирует выполнение этого пункта при таутомерии - это моносахариды , способные существовать в альдегидной и циклической формах. Правила Бутлерова это никак не нарушает: в равновесии находятся два вещества, каждое из которых имеет определённую структурную формулу. Это изомеры, всё своеобразие которых в том, что они в обычных условиях легко переходят друг в друга.
Формула должна отражать строение реально существующей молекулы . Это положение философски правильно, однако, всю сумму современных знаний об органическом веществе уже нельзя уложить в простейшую структурную формулу, изображающую молекулу как сочетание символов атомов и чёрточек связей. Поэтому нередко можно видеть в составе структурных формул всевозможные стрелки, пунктиры, знаки зарядов и другие символы позволяющие полнее понять строение молекулы. Всё это улучшает соответствие между формулой и реальной молекулой, то есть отвечает принципам теории строения, а не отменяет её.

С развитием науки мы будем дополнять имеющийся материал органической химии новыми сведениями, но основные положения бутлеровской теории навсегда сохранят свою силу как часть объективной истины.

Наиболее известны В. Е. Тищенко, в Санкт-Петербурге».

Бутлеров был поборником высшего образования для женщин, участвовал в организации Высших женских курсов в 1878, создал химические лаборатории этих курсов. В Казани и Петербурге Бутлеров прочитал много популярных лекций, главным образом на химико-технические темы.

Кроме химии, Бутлеров много внимания уделял практическим вопросам сельского хозяйства, садоводству, пчеловодству, а позднее также и разведению чая на Кавказе . Был основателем и, первое время, главным редактором «Русского Пчеловодного Листка ». Будучи одним из организаторов Русского общества акклиматизации животных и растений , внес большой вклад в развитие садоводства и пчеловодства. Написанная им книга «Пчела, её жизнь и главные правила толкового пчеловодства» выдержала более 10 переизданий до революции, выходила также и в советское время.

Сочинения

Бутлеров А. М. Дневные бабочки Волго-Уральской фауны. - Казань: тип. Имп. Казанск. ун-та, 1848. - 60 с.
Бутлеров А. М. Отчет об опыте перерождения овса в рожь // Записки Казанского экономического общества, 1855, часть 2, отд. 2. - С. 109-112.
Бутлеров А. М. Введение к полному изучению органической химии, в. 1-3, Казань, 1864-1866.
Бутлеров А. М. Пчела, её жизнь и главные правила толкового пчеловодства. Краткое руководство для пчеляков, преимущественно для крестьян. - СПб. , 1871.
Бутлеров А. М. Статьи по медиумизму. - СПб. , 1889.
Бутлеров А. М. Статьи по пчеловодству. - СПб. , 1891.
Бутлеров А. М. Избранные работы по органической химии. - М. , 1951 (библ. трудов по химии).
Бутлеров А. М. Сочинения: В 3 т. - М. , 1953-1958 (библ. трудов).
Бутлеров А. М. Научная и педагогическая деятельность: Сборник документов. - М. , 1961.

- 6.53 Мб

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра Философии

Курсовая работа по дисциплине

«Концепции современного естествознания»

Вклад Бутлерова в развитие органической химии

Подготовил:

Проверил:

Введение – ст. 3

Глава I. Развитие органической химии в IX в.

. Состояние органической химии в середине XIX в. – ст.5
.Предпосылки создания теории химического строения органических веществ.- ст. 6
. Взгляды А.М. Бутлерова на строение органических веществ. – ст. 7

Глава II. Теория химического строения А. М. Бутлерова и её дальнейшее развитие.

2.1. Основные положения теории. – ст. 9

2.1.2. Зависимость свойств веществ от их химического строения. – ст. 11

2.1.3. Изомерия. – ст. 14

2.2. Развитие теории химического строения в xx в. – ст. 21

Заключение. - ст. 23

Список использованной литературы. – ст. 25

Введение

История науки знает немало великих имён, с которыми связаны фундаментальные открытия в области естественных наук, однако в подавляющем большинстве случаев это – учёные, работавшие в одном направлении развития наших знаний. Значительно реже появлялись мыслители, которые охватывали своим мудрым взором всю совокупность знаний своей эпохи и на столетия определяли характер научного мировоззрения. В XIX в. такой величиной в области естественных наук стал Александр Михайлович Бутлеров. Заслуги А. М. Бутлерова в области органической химии достаточно велики, чтобы отвести ему почетное место в истории мировой и отечественной науки.

Огромным вкладом А. М. Бутлерова в мировую науку было создание теории химического строения, лежащей в основе современных представлений о природе химических соединений. Он был основоположником крупнейшей школы русских химиков (« бутлеровской школы »), из которой вышли почти все выдающиеся отечественные химики-органики и которой страна обязана решением многих важных народнохозяйственных проблем, подобных открытию промышленного метода получения синтетического каучука.

Он, несомненно, принадлежал к тем немногим в истории не только своего народа, но и человечества, кому было по силам охватить могучим умом целостность органической химии и стать провидцем её дальнейшего развития

Актуальность данной темы заключается в том, что изучение органической химии становится все более важной и необходимой задачей. Это вызвано непрерывно возрастающим и усложняющимся воздействием человека на окружающую среду.

Изучать органическую химию без теоретического наследия Бутлерова невозможно. Недаром известный советский учёный академик А. Н. Несмеянов, выступая на Международном химическом симпозиуме в 1961г. в Ленинграде, сказал: "Вряд ли можно назвать другую отрасль науки, в которой единственная теория занимала такое доминирующее и определяющее курс положение, как теория строения А. М. Бутлерова в органической химии. 100 лет она служит стержнем развития и расцвета этой науки".

Именно поэтому наша научная общественность и вся страна до сих пор высоко чтут имя А. М. Бутлерова.

Цель работы - раскрыть аспекты теории химического строения органических веществ.

Для достижения данной цели, были поставлены следующие задачи:

Проанализировать состояние орг анической химии в середине XIX в.
Рассмотреть предпосылки теории химического строения
Сформулировать и сгруппировать основные положения этой теории
Проследить, как эта теории повлияла на дальнейшее состояние органической химии.

Глава I. Развитие органической химии в IX в.

1.1Состояние органической химии в середине XIX в.

В середине XIX в. в мировой органической химии господствовали доструктурные теории – теория радикалов и теория типов.

Теория радикалов (ее создатели Ж. Дюма, И. Берцелиус) утверждала, что

в состав органических веществ входят радикалы, переходящие из одной

молекулы в другую: радикалы постоянны по составу и могут существовать в

свободном виде. В дальнейшем было установлено, что радикалы могут

подвергаться изменениям в результате реакции замещения (замещение атомов водорода атомами хлора). Так, была получена трихлоруксусная кислота.

Теория радикалов была постепенно отвергнута, однако она оставила глубокий след в науке: понятие о радикале прочно вошло в химию. Верными оказались утверждения о возможности существования радикалов в свободном виде, о переходе в огромном числе реакций определенных групп из одного соединения в другое.

Наиболее распространенной в 40-е г.г. ХIХ века была теория типов.

Согласно этой теории все органические вещества считали производными

простейших неорганических веществ – типа водорода, хлоро-водорода, воды,

аммиака и др. Например, тип водорода

Согласно этой теории формулы выражают не внутреннее строение молекул, а только способы образования и реакции вещества. Создатель этой теории Ш.Жерар и его последователи считали, что строение вещества не может быть познано, так как молекулы в процессе реакции изменяются. Для каждого вещества можно написать столько формул, сколько различных видов превращений может испытывать вещество.

Теория типов в свое время была прогрессивной, так как она позволила

провести классификацию органических веществ, предсказать и открыть ряд

несложных веществ, если удавалось отнести их по составу и некоторым

свойствам к определенному типу. Однако далеко не все синтезируемые вещества укладывались в тот или иной тип соединений.

Теория типов обратила основное внимание на изучение химических превращений органических соединений, что важно было для познания свойств веществ.

В дальнейшем теория типов стала тормозом развития органической химии, так как она не в состоянии была объяснить факты, накопившиеся в науке, указать пути синтеза новых веществ, необходимых для техники, медицины, ряда отраслей промышленности и др. Нужна была новая теория, которая смогла бы не только объяснить факты, наблюдения,

но и прогнозировать, указывать пути синтеза новых веществ.

Фактов, требовавших объяснений много –

Вопрос валентности

Изомерии

Написание формул

1.2.Предпосылки создания теории химического строения органических веществ

К моменту появления теории химического строения А.М. Бутлерова многое уже было известно о валентности элементов: Э. Франкланд установил

валентность для ряда металлов, для органических соединений А.Кекуле

предложил четырехвалентность атома углерода (1858) , было высказано

предположение об углерод-углеродной связи, о возможности соединения атомов углерода в цепи (1859, А.С. Купер, А.Кекуле). Эта идея сыграла большую роль в развитии органической химии.

Важным событием в химии был Международный конгресс химиков (1860,

г.Карлсруэ), где были четко определены понятия об атоме, молекуле, атомном весе, молекулярном весе. До этого не было общепризнанных критериев для определения этих понятий, поэтому была путаница в написании формул веществ.

А.М. Бутлеров считал самым существенным успехом химии за период с 1840 по 1880г. установление понятий об атоме и молекуле, что дало толчок развитию учения о валентности и позволило перейти к созданию теории химического строения.

Таким образом, теория химического строения возникла не на пустом месте.

Объективными предпосылками ее появления явились:

Введение в химию понятий о валентности и особенно, о четырехвалентности атома углерода,
Введение понятия об углерод-углеродной связи.
Выработка правильного представления об атомах и молекулах.

1.3.Взгляды А.М. Бутлерова на строение органических веществ

В 1861 году был произнесен доклад А.М. Бутлерова на ХХХVI съезде

немецких врачей и естествоиспытателей в Шпейере. Между тем его первое

выступление по теоретическим вопросам органической химии состоялось в

1858г, в Париже в Химическом обществе. В своем выступлении, а также в

статье о А.С. Купере (1859г.) А.М. Бутлеров указывает на то, что в создании теории химического строения должна сыграть роль валентность (химическое сродство). Здесь он впервые употребил термин «структура», высказал мысль о возможности познания строения вещества, об использовании

для этих целей экспериментальных исследований.

Основные идеи о химическом строении были изложены А.М. Бутлеровым в1861 году в докладе «О химическом строении веществ». В нем отмечалось отставание теории от практики, указывалось на то, что теория типов, несмотря на некоторые ее положительные стороны, имеет крупные недостатки. В докладе дано четкое определение понятия о химическом строении, рассмотрены пути установления химического строения (способы синтеза веществ, использование различных реакций).

А.М. Бутлеров утверждал, что каждому веществу соответствует одна

химическая формула: она характеризует все химические свойства вещества,

реально отражает порядок химической связи атомов в молекулах. В последующие годы А.М. Бутлеров и его ученики осуществили ряд экспериментальных работ с целью проверки правильности предсказаний, сделанных на основе теории химического строения. Так, были синтезированы изобутан, изобутилен, изомеры пентана, ряд спиртов и др. По значимости для науки эти работы можно сравнить с открытием предсказанных Д.И. Менднлеевым элементов (экабор,экасилиций, экаалюминий).

В полном объеме теоретические воззрения А.М. Бутлерова нашли отражение в его учебнике « Введение к полному изучению органической химии» (первое издание вышло в 1864-1866г.г.), построенном на основе теории химического строения. Он считал, что молекулы – это не хаотичное скопление атомов, что атомы в молекулах соединены между собой в определенной последовательности и находятся в постоянном движении и взаимном влиянии. Изучая химические свойства вещества, можно установить последовательность соединения атомов в молекулах и выразить ее формулой.

А.М. Бутлеров считал, что с помощью химических методов анализа и

синтеза вещества можно установить химическое строение соединения и,

наоборот, зная химическое строение вещества, можно предсказать его

химические свойства.

Глава II. Теория химического строения А. М. Бутлерова и её дальнейшее развитие

2.1. Основные положения теории

Основные положения и понятия теории химического строения образуют стройную логическую систему, вне которой немыслима работа современного химика-органика.

В эту систему входят следующие положения:

атомы в молекулах соединены друг с другом попарно химическими связями в соответствии с их валентностью;
молекулы обладают определенным порядком (или последовательностью) в распределении связей между атомами, т. е. определенным химическим строением;
свойства химических соединений зависят от химического строения их молекул; из этого положения следует ряд выводов:

а) изучая свойства веществ, можно составить, представление об их химическом
строении, а зная химическое строение даже еще не полученных веществ, можно предсказать, какими свойствами они будут обладать;

б) причиной изомерии является различие в химическом строении веществ, имеющих одинаковый состав;

в) формулы химического строения дают представление и о свойствах соединений;

г) атомы в молекулах влияют друг на друга, это влияние не одинаково сказывается на свойствах атомов одних и тех же элементов, если химическое строение молекул различно.

Рассмотрим теперь каждое из этих положений и понятий подробнее.

2.1.1. Понятие химического строения

Вводя понятие химического строения, Бутлеров говорил: «Исходя от мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг па друга, соединятся в химическую частицу».

Краткое описание

Содержание

Введение – ст. 3
Глава I. Развитие органической химии в IX в.
1.1 . Состояние органической химии в середине XIX в. – ст.5
1.2 .Предпосылки создания теории химического строения органических веществ.- ст. 6
1.3 . Взгляды А.М. Бутлерова на строение органических веществ. – ст. 7
Глава II. Теория химического строения А. М. Бутлерова и её дальнейшее развитие.
2.1. Основные положения теории. – ст. 9
2.1.1. Понятие химического строения. – ст. 10
2.1.2. Зависимость свойств веществ от их химического строения. – ст. 11
2.1.3. Изомерия. – ст. 14
2.1.4 Взаимное влияние атомов в молекулах. – ст. 16
2.1.5 Формулы химического строения. – ст. 17
2.1.6. Пространственное строение молекул. – ст. 18
2.2. Развитие теории химического строения в xx в. – ст. 21
Заключение. - ст. 23
Список использованной литературы. – ст. 25

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью