Йенс Якоб Берцелиус | |
---|---|
Родился | Вэверсунда, Эстергётланд , Швеция | 20 августа 1779 г.
Умер | 7 августа 1848 г. Стокгольм , Швеция | (68 лет)
Национальность | Шведский |
Альма-матер | Уппсальский университет |
Известен | Атомные массы Химические обозначения Катализ Кремний Селен Торий Церий |
Награды | Медаль Копли (1836 г.) |
Научная карьера | |
Поля | Химия |
Учреждения | Каролинский институт |
Докторант | Иоганн Афзелиус |
Докторанты | Джеймс Финли Вейр Джонстон Генрих Роуз Фридрих Вёлер |
Барон Йенс Якоб Берцелиус ( шведский: [jœns ˈjɑ̌ːkɔb bæˈʂěːlɪɵs] ; [1] сам и его современники называли только Якоба Берцелиуса, [2] 20 августа 1779 - 7 августа 1848) был шведским химиком. Берцелиус считается, наряду с Робертом Бойлем , Джоном Далтоном и Антуаном Лавуазье , одним из основоположников современной химии . [3] Берцелиус стал членом Шведской королевской академии наук в 1808 году и с 1818 года был ее главным должностным лицом. Он известен в Швеции как «отец шведской химии». В честь него 20 августа отмечается День Берцелиуса.[4] [5]
Хотя Берцелиус начал свою карьеру как врач , его неизменный вклад был в области электрохимии , химической связи и стехиометрии . В частности, он известен своим определением атомных масс и своими экспериментами, которые привели к более полному пониманию принципов стехиометрии, которая является разделом химии, имеющим отношение к количественным отношениям между элементами в химических соединениях и химических реакциях, и что эти встречаются в определенных пропорциях. Это понимание стало известно как «Закон постоянных пропорций» . [6]
Берцелиус был строгим эмпириком и ожидал, что любая новая теория должна соответствовать сумме современных химических знаний. Он разработал усовершенствованные методы химического анализа, которые потребовались для получения основных данных в поддержку его работы по стехиометрии. Он исследовал изомерию , аллотропию и катализ - явления, которые получили свои названия благодаря ему. [7] Берцелиус был одним из первых, кто сформулировал различия между неорганическими соединениями и органическими соединениями . [7] [5] Среди множества минералов и элементов, которые он изучал, ему приписывают открытие церия и селена., и тем, что первым выделил кремний и торий . Следуя своему интересу к минералогии , Берцелиус синтезировал и химически охарактеризовал новые соединения этих и других элементов.
Берцелиус продемонстрировал использование электрохимической ячейки для разложения определенных химических соединений на пары электрически противоположных компонентов. На основе этого исследования он сформулировал теорию, которая стала известна как электрохимический дуализм , утверждая, что химические соединения представляют собой оксидные соли, связанные вместе электростатическими взаимодействиями . Эта теория, будучи полезной в некоторых контекстах, оказалась недостаточной. [6] Работа Берцелиуса с атомными весами и его теория электрохимического дуализма привели к его развитию современной системы обозначений химических формул.которая показывала состав любого соединения как качественно, так и количественно. Его система сокращала латинские названия элементов одной или двумя буквами и применяла надстрочные индексы для обозначения количества атомов каждого элемента, присутствующего в соединении. Позже химики перешли на использование нижних индексов, а не надстрочных. [6]
Берцелиус родился в приходе Вэверсунда в Эстергётланде в Швеции. Его отец Самуэль Берцелиус был школьным учителем в соседнем городе Линчёпинг , а его мать Элизабет Доротея Сьёстин была домохозяйкой. [8] Его родители оба были из семей пасторов церкви. Берцелиус потерял обоих родителей в раннем возрасте. Его отец умер в 1779 году, после чего его мать вышла замуж за пастора по имени Андерс Экмарк, который дал Берцелиусу базовое образование, включая знания о мире природы . После смерти его матери в 1787 году о нем позаботились родственники в Линчёпинге. Там он учился в школе, ныне известной как Катедральсколан . [9]В подростковом возрасте он устроился наставником на ферму недалеко от своего дома, в это время он заинтересовался коллекционированием цветов и насекомых и их классификацией . [10]
Берцелиус позже поступил в медицинский студент в университете Упсалы , с 1796 по 1801 Андерс Gustaf Ekeberg , открывателя тантал , научил его химии в это время. Он работал подмастерьем в аптеке, в течение этого времени он также изучал практические вопросы в лаборатории, такие как выдувание стекла. [10] Самостоятельно во время своих исследований он успешно повторил эксперименты, проведенные шведским химиком Карлом Уильямом Шееле, которые привели к открытию Шееле кислорода . [9] Он также работал с врачом в Медеви.минеральные источники. За это время он провел анализ воды из этого источника. Кроме того , в рамках своих исследований, в 1800 году , Берцелиус узнал о Алессандро Вольта «s электрической стопке , первое устройство , которое может обеспечить постоянный электрический ток (то есть, первый аккумулятор). Он сконструировал себе подобную батарею, состоящую из чередующихся дисков из меди и цинка, и это была его первая работа в области электрохимии. [6] [10]
В качестве диссертационного исследования в своих медицинских исследованиях он исследовал влияние гальванического тока на несколько заболеваний. Эта линия экспериментов не дала явных доказательств такого влияния. [10] Берцелиус получил диплом врача в 1802 году. Он работал врачом недалеко от Стокгольма, пока химик и владелец шахты Вильгельм Хизингер не признал его способности как химика-аналитика и предоставил ему лабораторию. [5]
В 1807 году Берцелиус был назначен профессором химии и фармации Каролинского института . [6] Между 1808 и 1836 годами Берцелиус работал вместе с Анной Сундстрём , которая была его помощницей и была первой женщиной-химиком в Швеции. [11]
В 1808 году он был избран членом Шведской королевской академии наук . В то время Академия находилась в состоянии застоя в течение нескольких лет, поскольку эпоха романтизма в Швеции привела к снижению интереса к наукам. В 1818 году Берцелиус был избран секретарем Академии и занимал этот пост до 1848 года. Во время пребывания на этом посту Берцелиуса приписывают возрождение Академии и введение ее во вторую золотую эру (первой из которых был период астронома Пера Вильгельма Варгентина в качестве секретаря. с 1749 по 1783). [12] Он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1822 году. [13] В 1827 году он стал корреспондентомКоролевский институт Нидерландов, а с 1830 г. ассоциированный член. [14] В 1837 году он был избран членом Шведской академии на кафедру № 5.
На протяжении большей части своей жизни Берцелиус страдал от различных болезней. К ним относятся повторяющиеся мигренозные головные боли, а позже он заболел подагрой . У него также были эпизоды депрессии . [10]
В 1818 году у Берцелиуса случился нервный срыв, который , как говорят, был вызван стрессом, вызванным его работой. [9] Медицинский совет, который он получил, заключался в том, чтобы отправиться в отпуск и взять отпуск. Однако в это время Берцелиус отправился во Францию, чтобы работать в химических лабораториях Клода Луи Бертолле . [10]
В 1835 году в возрасте 56 лет он женился на Элизабет Поппиус, 24-летней дочери шведского министра. [10]
Он умер 7 августа 1848 года в своем доме в Стокгольме, где жил с 1806 года. [15] Похоронен на кладбище Сольна . [9]
Вскоре после прибытия в Стокгольм Берцелиус написал учебник химии для своих студентов-медиков, Lärboki Kemien , который стал его первой значительной научной публикацией. При подготовке к написанию этого учебника он проводил эксперименты с составом неорганических соединений, что было его самой ранней работой по определенным пропорциям. [6] В 1813 году он опубликовал эссе о пропорциях элементов в соединениях. Эссе началось с общего описания, представило его новую символику, исследовало все известные элементы, включило таблицу удельных весов и закончило выбором соединений, написанных в его новом формализме. [16] В 1818 году он составил таблицу относительных атомных масс, в которой кислородбыл установлен на 100 и включал все элементы, известные в то время. [17] Эта работа предоставила доказательства в пользу атомной теории, предложенной Джоном Дальтоном : неорганические химические соединения состоят из атомов различных элементов, объединенных в целых количествах . Обнаружив, что атомный вес не является целым числом, кратным весу водорода, Берцелиус также опроверг гипотезу Праута о том, что элементы состоят из атомов водорода. [18] : 682–683 Последняя исправленная версия таблиц атомного веса Берцелиуса была впервые опубликована в немецком переводе его « Учебника химии» в 1826 году. [19]
Чтобы помочь своим экспериментам, он разработал систему химических обозначений, в которой элементы, составляющие какое-либо конкретное химическое соединение, получали простые письменные обозначения, такие как O для кислорода или Fe для железа, с их пропорциями в химическом соединении, обозначенными числами. . Таким образом, Берцелиус изобрел систему химических обозначений, используемую до сих пор, с основным отличием в том, что вместо чисел в нижнем индексе, используемых сегодня (например, H 2 O или Fe 2 O 3 ), Берцелиус использовал верхние индексы (H 2 O или Fe 2 O 3 ). . [20]
Берцелиусу приписывают открытие химических элементов церий и селен и то, что он первым выделил кремний и торий . Берцелиус открыл церий в 1803 году [21] и селен в 1817 году. [22] Берцелиус открыл, как выделить кремний в 1824 году, [23] и торий в 1824 году. [24] [25] Студенты, работающие в лаборатории Берцелиуса, также обнаружили литий , лантан , и ванадий . [26]
Берцелиус открыл кремний, повторив эксперимент Гей-Люссака и Тенара. В эксперименте Берцелиус реагировал на тетрафторид кремния с металлическим калием, а затем очищал его продукт, промывая его до тех пор, пока он не превратился в коричневый порошок. Берцелиус признал этот коричневый порошок новым элементом кремния, который он назвал кремнием [27], название, предложенное ранее Дэви . [28]
Берцелиус был первым, кто выделил цирконий в 1824 году, но чистый цирконий не производили до 1925 года Антон Эдуард ван Аркель и Ян Хендрик де Бур . [29]
Берцелиусу приписывают создание химических терминов « катализ », [30] « полимер », « изомер », «белок» и « аллотроп », хотя его оригинальные определения в некоторых случаях значительно отличаются от современных. [31] В качестве примера он ввел термин «полимер» в 1833 году для описания органических соединений, которые имели идентичные эмпирические формулы, но различались по общей молекулярной массе, причем более крупные соединения описывались как «полимеры» наименьшего размера. [32] В это время понятие химического строенияеще не был разработан, поэтому он считал только количество атомов каждого элемента. таким образом, он рассматривал, например, глюкозу (C 6 H 12 O 6 ) как полимер формальдегида (CH 2 O), хотя теперь мы знаем, что глюкоза не является полимером мономера формальдегида. [33]
Берцелиус был первым, кто провел различие между органическими соединениями (содержащими углерод) и неорганическими соединениями. В частности, он консультировал Герарда Йоханнеса Малдера в его элементном анализе органических соединений, таких как кофе , чай и различные белки . Сам термин белок был придуман Берцелиусом после того, как Малдер заметил, что все белки, похоже, имеют одну и ту же эмпирическую формулу, и пришел к ошибочному заключению, что они могут состоять из одного типа очень больших молекул.. Термин происходит от греческого языка, означающего «первосвященник», и Берцелиус предложил это название, потому что белки были очень важны для живых организмов. [34]
В 1808 году Берцелиус обнаружил, что молочная кислота содержится в мышечной ткани, а не только в молоке. Он также определил, что молочная кислота присутствует в двух разных оптических изомерах . [9]
Термин биливердин был введен Берцелиусом в 1840 году, хотя он предпочитал «билифульвин» (желтый / красный), а не «билирубин» (красный). [35]
Берцелиус заявил в 1810 году, что живые существа работают с помощью некой таинственной «жизненной силы» [36], гипотеза, названная витализмом . Впервые витализм был предложен предшествующими исследователями, хотя Берцелиус утверждал, что соединения можно различать по тому, требуются ли для их производства какие-либо организмы ( органические соединения ) или нет ( неорганические соединения ). Однако в 1828 году Фридрих Вёлер случайно получил мочевину , органическое соединение, путем нагревания цианата аммония.. Это показало, что органическое соединение, такое как мочевина, может быть получено синтетическим путем, а не исключительно живыми организмами. Берцелиус переписывался с Велером по поводу результатов синтеза мочевины. Однако понятие витализма продолжало сохраняться, пока дальнейшие работы по абиотическому синтезу органических соединений не предоставили неопровержимые доказательства против витализма. [37] [38]
Берцелиус был плодотворным корреспондентом ведущих ученых своего времени, таких как Герард Иоганнес Малдер , Клод Луи Бертолле , Хамфри Дэви , Фридрих Вёлер , Эйльхард Мичерлих и Кристиан Фридрих Шёнбейн .
В 1812 году Берцелиус отправился в Лондон, Англия, в том числе в Гринвич, чтобы встретиться с выдающимися британскими учеными того времени. Среди них были Хамфри Дэви, химик Уильям Волластон , врач-ученый Томас Янг , астроном Уильям Гершель , химик Смитсон Теннант и изобретатель Джеймс Ватт . Берцелиус также посетил лабораторию Дэви. После посещения лаборатории Дэви Берцелиус заметил: «Аккуратная лаборатория - признак ленивого химика». [31]
Хамфри Дэви в 1810 году предположил, что хлор является элементом. Берцелиус опроверг это утверждение, поскольку считал, что все кислоты основаны на кислороде, а HCl не содержит кислорода и поэтому не может быть элементом, по мнению Берцелиуса. Однако в 1812 году Бернар Куртуа доказал, что изоэлектронное вещество йод является элементом. Эта находка разрешила разногласия Берцелиуса. [5] Берцелиус продолжил свои исследования химии хлора во время своего пребывания в лаборатории Клода Луи Бертолле. [10]
В 1818 году Берцелиус был пожалован королем Карлом XIV Юханом . В 1835 году он получил титул фрихера . [39]
В 1820 году он был избран членом Американского философского общества . [40]
Лондонский королевское общество дало Берцелиусу медаль Копли в 1836 году с цитатой «За его систематическим применение доктрины определенных пропорций к анализу минеральных тел, содержащийся в его Nouveau Systeme де Mineralogie, и в других его работах.» [ необходима цитата ]
В 1840 году Берцелиус был назван кавалером ордена Леопольда . [41] В 1842 году он получил награду Pour le Mérite for Science and Arts. [42]
Минерал берзелианит , селенид меди , был открыт в 1850 году и назван в его честь Джеймсом Дуайтом Дана . [43] [44]
В 1852 году в Стокгольме, Швеция, были построены общественный парк и статуя в честь Берцелиуса. Берзелюсколан , школа, расположенная рядом с его альма-матер , Катедральсколан, названа в его честь.
В 1898 году Шведская академия наук открыла музей Берцелиуса в честь Берцелиуса. В фондах музея много предметов из его лаборатории. Музей был открыт к пятидесятилетию со дня смерти Берцелиуса. Среди приглашенных на церемонию, посвященную этому событию, были видные ученые из одиннадцати европейских стран и Соединенных Штатов, многие из которых выступили с официальными обращениями в честь Берцелиуса. [45] Музей Берцелиуса позже был перенесен в обсерваторию, которая является частью Шведской академии наук. [5]
В 1939 году его портрет появился на серии почтовых марок, посвященных 200-летию основания Шведской академии наук. [46] Помимо Швеции его чествовали и Гренада. [10]
Берцелиус тайное общество в Йельском университете назван в его честь.
Ресурсы библиотеки о Йенсе Якобе Берцелиусе |
|
Йенс Якоб Берцелиус |
---|
|
В Wikisource есть текст статьи Британской энциклопедии 1911 года о Йенсе Якобе Берцелиусе . |
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Йенсом Якобом Берцелиусом . |
В Wikiquote есть цитаты, связанные с: Йенсом Якобом Берцелиусом |
Культурные офисы | ||
---|---|---|
Предшественник Карла фон Розенштейна | Шведская академия , офис № 5 1837–48 | Преемник Йохан Эрик Рыдквист |