Великие химики. В 2-х т. Т. 2 - Калоян Манолов

Предположения Кекуле оправдались. Сера действительно в эквивалентных количествах вытесняла кислород. Кекуле сравнивал свои выводы с главными положениями теории Одлинга. Понятие «валентность» атомов можно использовать как основу новой теории! Атомы соединяются по какой-то простой закономерности. Он представил себе атомы элементов в виде маленьких сфер, которые отличаются друг от друга только по величине. Кекуле закрывал глаза и отчетливо видел их. То крупные, то поменьше, они двигались, приближались друг к другу, сцеплялись.

Напряженная и утомительная своей монотонностью работа в лаборатории Стенхауза заполняла почти все время, и Кекуле не имел возможности обдумать и проверить опытным путем мысли, которые не давали ему покоя. Нужно искать другую работу. Он мечтал стать доцентом в каком-нибудь университете Германии, но из писем Либиха явствовало, что такой перспективы в ближайшем будущем не намечалось.

Весной 1855 года Кекуле покинул Англию и вернулся в Дармштадт. Он посетил университеты Берлина, Гиссена, Геттингена и Гейдельберга, но вакантных мест там не было. Тогда он решил просить разрешения определиться в качестве приватдоцента в Гейдельберге. Роберт Бунзен, профессор химии Гейдельбергского университета, одобрил эту идею. По его мнению, лекции Кекуле должны были привлечь слушателей, так как многие студенты интересовались органической химией. Получив разрешение, Кекуле снял помещение в большом трехэтажном доме, принадлежавшем торговцу мукой. Одну комнату отвел под аудиторию, а в другой устроил лабораторию. Места было мало, в лаборатории поместилось всего лишь два рабочих стола, но Кекуле был доволен. Деньги на оборудование дал опять дядя Карл.

Вначале лекции Кекуле по органической химии посещали только шесть человек, но постепенно аудитория заполнилась, и доходы Кекуле возросли — каждый слушатель вносил определенную сумму. Число практикантов, записавшихся в лабораторию, тоже увеличилось. Первым, кто начал работать в лаборатории Кекуле, был Рейнгольд Гофман. Еще в Лондоне они начали совместные с Кекуле исследования монохлоруксусной кислоты. Позже появился и второй практикант — Адольф Байер. Поселившийся в том же доме приват-доцент органической химии Эмиль Эрленмейер[82] разделил с Кекуле расходы по найму помещения.

Теперь Кекуле все свободное время мог посвятить исследовательской работе. Опыты, которые проводил он сам или вместе со своими практикантами, ставились с целью изучения двух основных теоретических вопросов, волновавших ученого еще в Лондоне: теории типов и валентности элементов. Несмотря на скудные средства, работа не приостанавливалась. Кекуле доставал химикаты, синтезировал новые вещества, изучал их свойства. Свое внимание он сосредоточил на гремучей кислоте и ее солях, строение которых оставалось еще не выясненным. Первые исследования Гей-Люссака и Либиха показали, что гремучая и циановая кислоты имеют одинаковый состав: в более поздних работах русского химика Л. Н. Шишкова[83], Ш. Жерара и того же Ю. Либиха доказывалась возможность получения и других продуктов с аналогичным составом — фульминуровой, изоциануровой и других кислот. Проследить этапы образования гремучей кислоты, установить тип, к которому она принадлежит, — это были важные вопросы, решение которых могло расширить и дополнить теорию типов.

К основным типам Кекуле добавил еще один — тип метана. В результате замещения четырех водородных атомов различными одновалентными радикалами получаются соединения типа метана.

Свои выводы он изложил в статье «О конституции гремучей ртути». Введя новый тип метана, Кекуле продолжал развивать и углублять теорию типов. Он решил подробнее коснуться этих вопросов в отдельной статье, тем более что в Германии было не так много химиков, которые знали бы и разделяли передовые идеи Жерара и Одлинга.

Когда лекции заканчивались и слушатели расходились, Кекуле сам брал метлу, подметал помещение и наводил порядок. В это время он обычно обдумывал планы дальнейшей работы.

Однажды, погруженный в свои размышления, он не заметил, как в комнату вошел высокий стройный человек.

— Прошу извинить за вторжение, — сказал вошедший. Кекуле поднял голову и от неожиданности выронил метлу.

— Профессор Либих!? Вот это сюрприз! Пожалуйста, проходите в лабораторию.

Кекуле был очень смущен тем, что Либих застал его с метлой в руках.

— Вижу, средства ваши более чем скромны, — начал Либих. — Вам надо подумать о другом месте, доктор Кекуле.

Они присели к рабочему столу, и Либих продолжил:

— Получил вашу статью о гремучей кислоте. Подобная тема обсуждается и в статье Шишкова. Он тоже здесь, в Гейдельберге. Почему бы вам не объединить статьи в одну общую? Мы с Вёлером обычно так и поступаем в подобных случаях.

— Я хорошо знаком с Шишковым. Вот уже несколько месяцев он работает у профессора Бунзена. Мы часто беседуем и могли бы, конечно, работать вместе, но наши точки зрения на гремучую кислоту абсолютно различны, поэтому ваше предложение неосуществимо.

— Вы уже закончили работу с гремучей кислотой или еще продолжаете?

— Продолжаю. Только что получил серебряную соль гремучей кислоты.

— Можно взглянуть?

Кекуле протянул руку к одной из стеклянных банок, наполненной белым кристаллическим веществом.

— Не двигайтесь! — неожиданно резко остановил его Либих. — Это соль серебра?

— Да, — недоумевая ответил Кекуле.

Либих подошел на цыпочках, осторожно открыл банку и быстро налил в нее концентрированной соляной кислоты.

— Что вы сделали, профессор?! — почти простонал Кекуле. — Этот опыт стоил мне стольких трудов и средств!

— Думаю, ваша жизнь стоит дороже, Кекуле. Радуйтесь, что еще живы остались! Как вы могли работать с таким огромным количеством? Если бы эта соль взорвалась, не только от вас, но и от всего дома не осталось бы и следа! Ведь кислота потому и называется гремучей! А гремучее серебро обладает еще большей взрывной силой. Проявить такое легкомыслие! Это непростительно! — Либих тяжело дышал от волнения. — У вас нет нигде другой банки? У меня такое чувство, будто подо мной пороховой склад.

Кекуле покачал головой.

— Запомните, здесь нужна исключительная осторожность, господин Кекуле. И такую небрежность вы допускаете не в первый раз. — Либих намекал на несчастный случай с Адольфом Байером.

— Но когда Байер получил метилдихлорарсин, никто не предполагал, что он так ядовит, — оправдывался Кекуле. — Открыв колбу, Адольф решил понюхать новое вещество. Запах был настолько резкий и раздражающий, что он сразу начал задыхаться. Когда я вошел в лабораторию, Адольф уже лежал на полу без сознания. Сам я едва успел выбраться на свежий воздух. Потом, конечно, все обошлось.

— Вот видите! Нужно быть очень осторожным. Ну, я прощаюсь с вами. А в отношении своей статьи вы абсолютно категоричны?

— Да.

Кекуле не располагал средствами, чтобы снова приняться за опыты с гремучей кислотой. Он решил вплотную заняться теоретическими проблемами. В статье «О теории многоатомных радикалов» Кекуле сформулировал основные положения своей теории валентности. Он обобщил выводы Франкланда, Уильямсона, Одлинга и разработал вопрос о соединительной способности атомов.

«Число атомов одного элемента, связанных с одним атомом другого элемента, зависит от валентности, то есть от величины сродства составных частей. В этом смысле элементы делятся на три группы:

— одновалентные — водород, хлор, бром, калий и натрий;

— двухвалентные — кислород и сера;

— трехвалентные — азот, фосфор и мышьяк»[84].

Так Кекуле развивал свою точку зрения на валентность, сущность которой все еще оставалась непостижимой для большинства химиков. В этой же статье Кекуле отмечал, что углерод занимает особое место среди всех элементов. В органических соединениях его валентность равна четырем, так как он соединяется с четырьмя эквивалентами водорода или хлора. Следовательно, самые простые соединения углерода с этими элементами имеют формулы CH4 и CCl4 соответственно. Но углерод образует и другие углеводороды, в которых эти соотношения не сохраняются. Таким образом, органические соединения углерода требуют особого изучения.

В статье «О составе и превращениях химических соединений и о химической природе углерода» Кекуле обосновал четырехвалентность углерода в органических соединениях. Он также отмечал, что попытка Жерара подвести все химические реакции под один общий принцип — двойной обмен — не оправдана, так как существуют реакции прямого соединения нескольких молекул в одну. Рассматривая состав органических радикалов в новом свете, он писал: «Относительно веществ, содержащих несколько атомов углерода, нужно принять, что атомы других элементов задерживаются в органическом соединении за счет сродства (валентности) углерода; сами углеродные атомы также соединяются друг с другом, причем часть сродства (валентности) одного углеродного атома насыщается таким же количеством сродства (валентности) другого углеродного атома».