Фридрих Август Кекуле , позже Фридрих Август Кекуле фон Stradonitz ( / к eɪ к əl eɪ / KAY -kəl-яй , [1] Немецкий: [fʁiːdʁɪç ʔaʊɡʊst Кекуле fɔn ʃtʁadoːnɪts] ; 7 сентября 1829 - 13 июля 1896), был немецкий химик-органик . С 1850-х годов до своей смерти Кекуле был одним из самых выдающихся химиков в Европе, особенно в области теоретической химии . Он был главным основателем теории химического строения и , в частности , в структуре Кекуле из бензола .
Август Кекуле | |
---|---|
Родившийся | Фридрих Август Кекуле 7 сентября 1829 г. |
Умер | 13 июля 1896 г. | (66 лет)
Национальность | Немецкий |
Альма-матер | Гиссенский университет |
Известен | Теория химического строения Тетравалентность углерода Строение бензола |
Награды | Медаль Копли (1885 г.) |
Научная карьера | |
Учреждения | Гейдельбергский университет Гентский университет Боннский университет |
Тезис | Ueber die Amyloxydschwefelsäure und einige ihrer Salze (1852) |
Академические консультанты | Юстус фон Либих |
Докторанты | Якобус Хенрикус ван 'т Хофф Герман Эмиль Фишер Адольф фон Байер Рихард Аншютц |
Влияния | Александр Уильямсон Чарльз Герхард Огюст Лоран Уильям Одлинг Чарльз Адольф Вюрц |
Под влиянием | Альберт Ладенбург |
Имя
Кекуле никогда не использовал свое имя; всю свою жизнь он был известен как Август Кекуле. После того, как в 1895 году кайзер присвоил ему титул, он принял имя Август Кекуле фон Страдониц без французского острого акцента над второй «е». Французский акцент, очевидно, был добавлен к имени отцом Кекуле во время наполеоновской оккупации Гессена Францией, чтобы франкоговорящие люди произносили третий слог. [2]
Ранние годы
Кекуле, сын государственного служащего, родился в Дармштадте , столице Великого герцогства Гессен . После окончания средней школы (Гимназия Великого Герцога в Дармштадте) осенью 1847 года он поступил в Гиссенский университет с намерением изучать архитектуру. [3] Выслушав лекции Юстуса фон Либиха в первом семестре, он решил изучать химию. [3] После четырех лет обучения в Гиссене и непродолжительной обязательной военной службы он работал временным помощником в Париже (1851–1852 гг.), В Кур , Швейцария (1852–53 гг.), И в Лондоне (1853–55 гг.), Где он находился под решающим влиянием Александра Вильямсона . Его докторская степень в Гиссене была присуждена летом 1852 года.
Теория химического строения
В 1856 году Кекуле стал приват в Гейдельбергском университете . В 1858 году он был принят на должность профессора Гентского университета , затем в 1867 году его вызвали в Бонн , где он оставался до конца своей карьеры. Основывая свои идеи на идеях предшественников, таких как Уильямсон, Чарльз Герхард , Эдвард Франкланд , Уильям Одлинг , Огюст Лоран , Шарль-Адольф Вюрц и другие, Кекуле был основным разработчиком теории химической структуры (1857–58). Эта теория исходит из идеи атомной валентности, особенно четырехвалентности углерода (о которой Кекуле объявил в конце 1857 г.) [4] и способности атомов углерода связываться друг с другом (объявленной в статье, опубликованной в мае 1858 г.) [5 ] к определению порядка связи всех атомов в молекуле. Арчибальд Скотт Купер независимо пришел к идее самосвязи атомов углерода (его статья появилась в июне 1858 г.) [6] и представил 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 бурно развивалась. Среди тех, кто был наиболее активен в проведении ранних структурных исследований, помимо Кекуле и Купера, были Франкланд , Вюрц , Александр Крам Браун , Эмиль Эрленмейер и Александр Бутлеров . [7]
Идея Кекуле отнести определенные атомы к определенным позициям в молекуле и схематически соединить их с помощью того, что он назвал их «Verwandtschaftseinheiten» («единицы сродства», теперь называемые « валентностями » или «связями»), была основана в основном на данных химических реакций. , а не с помощью инструментальных методов, позволяющих исследовать молекулу напрямую, таких как рентгеновская кристаллография . Такие физические методы определения структуры еще не были разработаны, поэтому химикам времен Кекуле приходилось почти полностью полагаться на так называемую «влажную» химию. Некоторые химики, особенно Герман Кольбе , подвергали резкой критике использование структурных формул, которые, как он думал, были предложены без доказательств. Однако большинство химиков последовали примеру Кекуле в поисках и развитии того, что некоторые называют «классической» структурной теорией, которая была модифицирована после открытия электронов (1897 г.) и развития квантовой механики (в 1920-е годы).
Идея о том, что число валентностей данного элемента является неизменным, была ключевым компонентом версии структурной химии Кекуле. Это обобщение имело множество исключений, и впоследствии было заменено предположением, что валентности были зафиксированы при определенных степенях окисления . Например, периодическая кислота согласно теории строения Кекулеана может быть представлена цепной структурой 10000H. Напротив, современная структура (мета) периодической кислоты имеет все четыре атома кислорода, окружающих йод, в тетраэдрической геометрии. [ необходима цитата ]
Бензол
Самая известная работа Кекуле была посвящена структуре бензола . [3] В 1865 году Кекуле опубликовал статью на французском языке (поскольку он тогда все еще находился в Бельгии), предполагая, что структура содержит шестичленное кольцо из атомов углерода с чередующимися одинарными и двойными связями. [8] В следующем году он опубликовал гораздо более объемную статью на немецком языке по той же теме. [9]
Эмпирическая формула бензола была известна давно, но определить его сильно ненасыщенную структуру было непросто. Арчибальд Скотт Купер в 1858 году и Джозеф Лошмидт в 1861 году предложили возможные структуры, содержащие несколько двойных связей или несколько колец, но изучение ароматических соединений было в самом начале, 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 в отношении взаимоотношений ароматических изомеров . Кекуле аргументировал свою предложенную структуру рассмотрением количества изомеров, наблюдаемых для 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, что означает, что все шесть атомов углерода эквивалентны, так что замещение на любом атоме 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 связями углерод-углерод, позже названные орто-, мета- и пара- изомеры соответственно. [10]
Однако подсчет возможных изомеров для дипроизводных подвергся критике со стороны Альберта Ладенбурга , бывшего ученика Кекуле, который утверждал, что структура Кекуле 1865 г. подразумевала две различные «орто» структуры, в зависимости от того, разделены ли замещенные атомы углерода одной или двумя связь. [11] Поскольку орто-производные бензола никогда не были обнаружены более чем в одной изомерной форме, Кекуле изменил свое предложение в 1872 году и предположил, что молекула бензола колеблется между двумя эквивалентными структурами таким образом, что одинарные и двойные связи постоянно меняются местами. . [12] [13] Это означает, что все шесть углерод-углеродных связей эквивалентны, поскольку каждая из них одинарная в половине случаев и в два раза чаще. Более прочная теоретическая основа для подобной идеи была позже предложена в 1928 году Линусом Полингом , который заменил колебания Кекуле концепцией резонанса между квантово-механическими структурами. [14]
Мечта Кекуле
Новое понимание бензола и, следовательно, всех ароматических соединений, оказалось настолько важным как для чистой, так и для прикладной химии после 1865 года, что в 1890 году Немецкое химическое общество организовало тщательно продуманное мероприятие в честь Кекуле, отметив двадцать пятую годовщину его первого 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] Вероятно, это пример упражнения определенного состояния воображения, включающего гомопространственные и янусианские процессы, с последующим пошаговым логическим мышлением. [16]
Подобное юмористическое изображение бензола появилось в 1886 году в Berichte der Durstigen Chemischen Gesellschaft (Журнале Жаждущего химического общества), пародии на Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft , только в пародии обезьяны схватились друг за друга по кругу, а не по кругу. змеи, как в анекдоте Кекуле. [17] Некоторые историки предположили, что пародия была высмеиванием анекдота о змеях, возможно, уже хорошо известного в устной передаче, даже если она еще не появилась в печати. [18] Другие предположили, что история Кекуле в 1890 году была пародией на пародию на обезьяну и была просто выдумкой, а не воспоминанием о событии из его жизни.
Речь Кекуле 1890 года [19], в которой появились эти анекдоты, была переведена на английский язык. [20] Если принять анекдот как отражение точного воспоминания о реальном событии, обстоятельства, упомянутые в рассказе, предполагают, что это должно было произойти в начале 1862 года. [21]
Он рассказал другой автобиографический анекдот в той же речи 1890 года 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. нарисованный омнибус в Лондоне. Еще раз, если принять анекдот как отражающий точное воспоминание о реальном событии, обстоятельства, связанные в анекдоте, предполагают, что оно должно было произойти в конце лета 1855 года [22].
Почести
В 1895 году Кекуле был пожалован кайзером Германии Вильгельмом II , что дало ему право добавить к своему имени «фон Страдониц», имея в виду владение его предков по отцовской линии в Страдонице , Богемия. Этот титул использовал его сын, специалист по генеалогии Стефан Кекуле фон Страдониц . Из первых пяти Нобелевских премий по химии студенты Кекуле получили три: Ван'т Хофф в 1901 году, Фишер в 1902 году и Байер в 1905 году.
Памятник Кекуле в натуральную величину расположен напротив бывшего Химического института Боннского университета . Его памятник часто украшают студенты, например, ко Дню святого Валентина .
Смотрите также
- Не-Кекуле молекула
- Программа Кекуле
- Огюст Лоран
Рекомендации
- ^ "Формула Кекуле" . Полный словарь Рэндом Хауса Вебстера .
- ^ Никон, Алекс; Серебряный мастер, Эрнест Ф. (2013-10-22). Органическая химия: игра в названия: современные термины и их происхождение . Эльзевир. ISBN 978-1-4831-4523-5.
- ^ а б в Чисхолм, Хью, изд. (1911). . Британская энциклопедия . 15 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 717–718.
- ^ Август Кекуле (1857 г.). "Uber die sg gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale" . Annalen der Chemie und Pharmacie . 104 (2): 129–150. DOI : 10.1002 / jlac.18571040202 .
- ^ Август Кекуле (1858 г.). "Ueber die Construction und die Metamorphosen der chemischen Verbindungen und über die chemische Natur des Kohlenstoffs" . Annalen der Chemie und Pharmacie . 106 (2): 129–159. DOI : 10.1002 / jlac.18581060202 .
- ^ А.С. Купер (1858 г.). "Sur une nouvelle théorie chimique" . Анналы химии и тела . 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). "Sur la конституция ароматических веществ". Бюллетень де ла Сосьете Шимик де Пари . 3 (2): 98–110.
- ^ Август Кекуле (1866 г.). "Untersuchungen uber aromatische Verbindungen" . Annalen der Chemie und Pharmacie . 137 (2): 129–196. DOI : 10.1002 / jlac.18661370202 .
- ^ «Фридрих Август Кекуле фон Страдониц - изобретатель структуры бензола - World Of Chemicals» . www.worldofchemicals.com . Проверено 2 марта 2018 .
- ^ Ладенбург, Альберт (1869) "Bemerkungen цуры aromatischen Théorie" (Замечания по ароматической теории), Berichte дер Deutschen Gesellschaft Chemischen , 2 : 140-142.
- ^ Кекуле, август (1872 г.). «Ueber einige Condensationsproducte des Aldehyds (О некоторых продуктах конденсации альдегидов)» . Annalen der Chemie und Pharmacie (на немецком языке). Вайли. 162 (2–3): 309–320. DOI : 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, Weinheim, 2003" . Международный журнал философии химии . Хайл. 10 (1). ISSN 1433-5158 . Проверено 6 июля 2013 года .
- ^ Полинг, Линус (1 апреля 1928 г.). "Химическая связь общих электронов" (PDF) . Труды Национальной академии наук . 14 (4): 359–362. Полномочный код : 1928PNAS ... 14..359P . DOI : 10.1073 / pnas.14.4.359 . PMC 1085493 . PMID 16587350 . Проверено 29 ноября 2020 года .
- ^ Прочтите, Джон (1957). От алхимии к химии . С. 179–180. ISBN 978-0-486-28690-7.
- ^ Ротенберг, Альберт (1995). «Творческие когнитивные процессы в открытии Кекуле структуры молекулы бензола» . Американский журнал психологии . 108 (3): 419–438. DOI : 10.2307 / 1422898 . ISSN 0002-9556 . JSTOR 1422898 .
- ^ Переведено на английский язык 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. DOI : 10.1080 / 00033798500200411 .
- ^ Август Кекуле (1890). «Бензольфест: Реде» . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 23 (1): 1302–11. DOI : 10.1002 / cber.189002301204 .
- ^ О. Т. Бенфей (1958). «Август Кекуле и рождение структурной теории органической химии в 1858 году». Журнал химического образования . 35 (1): 21–23. Bibcode : 1958JChEd..35 ... 21В . DOI : 10.1021 / ed035p21 .
- ^ Жан Гиллис (1866). «Огюст Кекуле и его сын, реализованный в Ганде 1858–1867 годов». Mémoires de l'Académie Royale de Belgique . 37 (1): 1–40.
- ^ Алан Дж. Рок (2010). Образ и реальность: Кекуле, Копп и научное воображение . Издательство Чикагского университета. С. 60–66. ISBN 978-0-226-72332-7.
дальнейшее чтение
- Бенфей, О. Теодор. «Август Кекуле и рождение структурной теории органической химии в 1858 году». Журнал химического образования . Том 35, № 1, январь 1958. с. 21-23. - Включает английский перевод речи Кекуле 1890 года, в которой он рассказал о своих разработках теории структуры и теории бензола.
- Рок, AJ, Изображение и реальность: Кекуле, Копп и научное воображение (University of Chicago Press, 2010).
Внешние ссылки
- Kekulés Traum (сон Кекуле, на немецком языке)
- Кекуле: ученый и мечтатель
- . Новая международная энциклопедия . 1905 г.