Краткая история химии

      В 1756 г. М. В. Ломоносов, повторив опыт Р. Бойля, раньше А. Лавуазье высказал мысль, что увеличение массы металлов при обжигании следует приписать присоединению частиц воздуха. И в отличие от своих современников он исключил "огненную материю" из числа химических агентов (указ. соч., т. 10, с. 392). (Прим. перев.)
      9В начале XX столетия этот закон был уточнен, но введенная поправка настолько мала, что если рассматриваются обычные реакции, проводимые в обычных лабораторных условиях, то ею можно пренебречь.
      10Это название получило распространение во французском (nitrogene) и английском (nitrogen) языках.
      11Русский химик Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) еще в 1756 г., т. е. почти за двадцать лет до работ Лавуазье по горению, отказался от теории флогистона и предположил, что при горении вещества соединяются с частью воздуха. К сожалению, труды Ломоносова были опубликованы на русском языке, и западноевропейские химики, включая Лавуазье, не смогли с ними ознакомиться. Примечательно также, что Ломоносов имел почти современные взгляды на теорию атомов и теорию теплоты, опередив, таким образом, свое время почти на сто пятьдесят лет. (Прим. перев.)
      12Термин стехиометрия (от греческого у Мир, 1967).
      18Либих был одним из талантливейших преподавателей химии за всю историю ее существования. Он преподавал в Гиссенском университете, где организовал первый настоящий лабораторный курс химии. Очень многие химики работали с Либихом и учились у него методике лабораторных работ. Либих сумел создать научную школу, в которой сформировались многие прославленные химики. Благодаря трудам Либиха к концу XIX в. Германия стала "химической державой" Европы, опередив даже Францию.
      19Некоторые, но не все. Хлорид натрия необходим для жизни, бромид натрия оказывает небольшое токсическое действие, а цианид натрия быстродействующий яд.
      20В истинных металлорганических соединениях атом металла прочно связан с атомом углерода. Соединения, подобные ацетату цинка (вещества такого типа были известны и до Франкланда), являются солями органических кислот. В таких солях атом металла присоединяется к атому кислорода, и они не считаются истинными металлорганическими соединениями.
      21Главные положения теории строения высказал А. М. Бутлеров в докладе "О химическом строении вещества", сделанном 9 сентября 1861 г. на съезде немецких естествоиспытателей и врачей. Бутлеровым были сформулированы правила, которыми можно было руководствоваться при определении строения органических соединений, а также было объяснено явление изомерии. А. Кекуле в 1865 г. распространил положения теории строения на ароматические соединения. Экспериментальное подтверждение теории химического строения Бутлеровым и его учениками имело огромное значение для ее утверждения. (Прим. перев.)
      22Однако объяснить загадку двойных связей бензола, которые ведут себя не так, как двойные связи в других соединениях, удалось лишь спустя примерно три четверти века (см. гл. 12).
      23Теория напряжения Байера в свое время удовлетворительно объясняла нестойкость циклов малого размера (трех и четырехчленных). Однако впоследствии было установлено, что тетраэдрические атомы углерода в циклических системах не находятся в одной плоскости, поэтому возможно построение шестичленных циклов и любых циклов большего размера, свободных от углового напряжения.
      24Указанное соотношение выполняется лишь приблизительно, поскольку атомы различных элементов не всегда заполняют одинаковые части занимаемого веществом пространства.
      25В данном случае Менделеев интуитивно принял правильное решение, однако объяснить, почему элементы следует располагать именно таким образом, удалось лишь спустя около полувека (см. гл. 13).
      26Открытие Д. И. Менделеевым периодического закона датируется 17 февраля (1 марта) 1869 г., когда им была составлена таблица, озаглавленная "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве". В 1864 г. Л. Мейер предложил таблицу для нескольких групп элементов, в которой он показывал соотношение их атомных масс, но никаких теоретических выводов не сделал. Менделеев же развил свои представления, придав уже к 1871 г. своей периодической системе современный вид.
      27В 1892 г. эта работа была переведена на русский язык. (Прим. перев.)
      28По решению Международного союза чистой и прикладной химии теперь называется энергией Гиббса (G). Она является термодинамическим потенциалом и описывается равенством G = Н - TS, где Н - энтальпия, S - энтропия, Т температура.
      29Приведем пример одного из важных дополнений. В 1923 г. американский химик Джильберт Ньютон Льюис (1875-1946) в классической книге по термодинамике ввел понятие активность. Активность вещества не то же самое, что его концентрация, но связана с ней. Уравнения химической термодинамики можно сделать более точными в более широких пределах, если заменить концентрацию на активность.
      30Накопление знаний в области биохимии (т. е. химических реакций, обычно регулируемых ферментами и происходящих в живых тканях) в настоящей книге затрагивается лишь вскользь. Этот вопрос более подробно рассматривается в кн. "Краткая история биологии" (Азимов А. Краткая история биологии. М.: Мир, 1967).
      31О творчестве В. Оствальда см.: Родный Н. И., Соловьев Ю. И. Вильгельм Оствальд. М.: Наука, 1969.
      32Понятие абсолютный нуль - самая низкая из возможных температур впервые было введено Томсоном (лордом Кельвином) в 1848 г. В признание его приоритета шкала абсолютных температур получила название шкалы Кельвина. В 1906 г. Нернст показал, что при стремлении температуры к абсолютному нулю все изменения состояния системы не изменяют ее энтропии (третье начало термодинамики), или, другими словами, при помощи конечной последовательности термодинамических процессов нельзя достичь температуры, равной абсолютному нулю.
      33Тетрациклин был впервые синтезирован М. М. Шемякиным. См.: Шемякин М. М., Гуревич А, И., Карапетян М. Г., Голосов М.Н., Коробко В. Г., Поправко С. Л. Докл. АН СССР, 1967, т. 174, No 2, с. 358-361. (Прим. перев.)
      34В 1833 г. Грэхем изучал различные формы фосфорной кислоты и показал, что в некоторых из них на металл можно заместить более одного атома водорода. В результате химики узнали о существовании многоосновных кислот.
      35Читатель, интересующийся более подробно этим предметом, может обратиться к моей книге "Генетический код" (Orion Press, 1963). (Прим. авт.)
      36Впервые нитроцеллюлозу получил французский химик Т. Пелуз в 1838 г., однако это открытие осталось незамеченным. (Прим. перев.)
      37Точности ради надо заметить, что эту работу Дж. У. Хайятт проводил вместе со своим братом И. С. Хайятгом. (Прим. перев.)
      38Первая целлулоидная фабрика была основана в Нью-Йорке в 1872 г., а в 1878 г. аналогичная фабрика появилась на европейском континенте - во Франции. С 20-х годов нашего века целлулоид стал производиться повсеместно. (Прим. перев.)
      39Каучук - природный полимер, получаемый из сока тропических растении (каучуконосов). При нагревании каучук становится мягким и липким, а при охлаждении - твердым и ломким, поэтому применять его непосредственно нельзя. Американский изобретатель Чарлз Гудьир (1800-1860) открыл (отчасти случайно), что нагретый в присутствии серы каучук не размягчается и остается эластичным в широком диапазоне температур. В 1844 г. Гудьир запатентовал полученный им вулканизованный каучук. По-настоящему широко каучук стал применяться лишь в XX в., когда из него начали изготавливать шины.
      40При снятии давления такие вещества, как правило, возвращаются в обычное состояние. Алмаз составляет исключение.
      41Начиная с Бенджамина Франклина, все физики, исследовавшие электричество в XVIII и XIX вв., полагали, что ток течет от так называемого положительного полюса к отрицательному (см. гл. 5). Крукс показал ошибочность этого предположения. На самом деле ток течет от отрицательного полюса к положительному.
      42Или просто фотоэффектом. (Другие названия - внешний фотоэффект, фотоэлектронная эмиссия.) Систематическое исследование фотоэффекта в 1888 г. начал русский физик Александр Григорьевич Столетов (1839-1896). (Прим. перев.)
      43Еще в 1920 г. Чедвик экспериментально доказал равенство заряда ядра порядковому номеру элемента. (Прим, перев.)
      44Эти значения основаны на допущении, согласно которому заряд протона произвольно установлен равным +1, а заряд электрона равен -1.
      45От лат. nucleus - ядро.
      46Положительные ионы образуются в результате потери электронов, а отрицательные ионы - в результате присоединения электронов. Следовательно, у иона натрия меньше электронов, чем у атома натрия, а у иона хлора их больше, чем у атома хлора.
      47Здесь и далее автор чрезмерно преувеличивает роль концепции резонанса, не упоминая о ее недостатках. Критический анализ теории резонанса см.: Реутов О. А. Теоретические основы органической химии, изд. МГУ, 1964, стр. 94-98, а также: Хюккель В. Химическая связь. Пер. с англ. М.: ИЛ, 1959. (Прим. перев.)
      48Во времена Содди считали, что в ядре имеются электроны и потеря ядром бета-частицы оставляет неуравновешенным дополнительный протон и, следовательно, увеличивает положительный заряд. В настоящее время принято считать, что ядро содержит только протоны и нейтроны. Электрон же образуется и выталкивается, когда нейтрон преобразуется в протон, так как увеличение положительного заряда эквивалентно потере путем выбрасывания отрицательного заряда.
      49В действительности масса атома не совсем кратна массе атома водорода. Небольшие отклонения в массе не имеют значения для химии, но имеют отношение к той огромной энергии, заключенной в ядрах, которая позволила создать атомную бомбу и перейти к атомной энергетике (см. гл. 11).
      50Этими же причинами объясняется также различие в периодах полураспада природного тория (торий-232) и тория, полученного в результате распада урана (торий-234), о котором говорилось в начале главы.
      51Космические лучи состоят из частиц, проникающих в атмосферу Земли из космического пространства. Эти частицы, главным образом протоны, разгоняются до почти невообразимых энергий электрическими полями звезд и самой Галактики.
      52Имеется в виду курчатовий, названный в честь советского физика Игоря Васильевича Курчатова (1902-1960) - выдающегося ученого и организатора атомной промышленности в нашей стране. (Прим. перев.)
      53Строго говоря, атом с большей массой имеет большее число нейтронов по отношению к его массовому числу. Таким образом, кальций-40 содержит 20 нейтронов, что составляет 0,5 от его массового числа, а уран-238 содержит 146 нейтронов, что составляет 0,65 его массового числа.