Бутлеров - определение. Что такое Бутлеров

Бутлеров

Александр Михайлович [3(15).9.1828, Чистополь, ныне Татарской АССР, - 5(17).8.1886, деревня Бутлеровка, ныне Алексеевского района Татарской АССР], русский химик, создатель теории химического строения, глава крупнейшей казанской школы русских химиков-органиков, общественный деятель. Родился в семье помещика, офицера в отставке - участника Отечественной войны 1812. Первоначальное образование получил в частном пансионе, а затем в гимназии в Казани, в 1844-49 студент Казанского университета. С 1849 преподаватель, с 1854 экстраординарный, а с 1857 ординарный профессор химии в том же университете. В 1860-63 был дважды его ректором. В 1868-85 ординарный профессор химии Петербургского университета. В 1885 вышел в отставку, но продолжал читать в университете специальные курсы лекций. В 1870 был избран адъюнктом, в 1871 экстраординарным, а в 1874 ординарным академиком Петербургской АН. В 1878-82 преемник Н. Н. Зинина на посту председателя Отделения химии Русского физико-химического общества. Почётный член многих др. научных обществ в России и за рубежом.

В Казанском университете Б. увлекся преподаванием химии, профессорами которой были К. К. Клаус и Н. Н. Зинин. С 1852, после перехода Клауса в Дерптский университет, Б. возглавил преподавание всей химии в Казанском университете. В 1851 Б. защитил магистерскую диссертацию "Об окислении органических соединений", а в 1854 в Московском университете - докторскую диссертацию "Об эфирных маслах". Во время заграничной поездки в 1857-58 сблизился со многими видными химиками, в том числе с Ф. А. Кекуле и Э. Эрленмейером, и провёл около полугода в Париже, деятельно участвуя в заседаниях только что организованного Парижского химического общества. В Париже, в лаборатории Ш. А. Вюрца, Б. начал первый цикл экспериментальных исследований. Открыв новый способ получения йодистого метилена, Б. получил и исследовал многочисленные его производные; впервые синтезировал гексаметилентетрамин (уротропин) и полимер формальдегида, который при обработке известковой водой переходил в сахаристое вещество (содержащее, как было установлено Э. Фишером, α-акрозу). По словам Б., это - первый полный синтез сахаристого вещества.

Основные идеи теории химического строения Б. впервые высказал в 1871. Главные положения своей теории он изложил в докладе "О химическом строении вещества", прочитанном в химической секции Съезда немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (сентябрь 1861). Основы этой теории сформулированы таким образом: 1) "Полагая, что каждому химическому атому свойственно лишь определённое и ограниченное количество химической силы (сродства), с которой он принимает участие в образовании тела, я назвал бы химическим строением эту химическую связь, или способ взаимного соединения атомов в сложном теле" (Соч., т. 1, 1953, с. 561); 2) "... химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением" (там же, с. 70).

С этим постулатом прямо или косвенно связаны и все остальные положения классической теории химического строения. Б. 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 Б. предвидит и возможность перегруппировок, полагая, что впоследствии "общие законы" будут выведены и для этих случаев. Оставляя открытым вопрос о предпочтительном виде формул химического строения, Б. 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" (там же, с. 73-74).

Б. 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". Самим Б. и особенно его учениками В. В. Марковниковым и А. Н. Поповым это общее положение было конкретизировано в виде многочисленных "правил". Уже в 20 в. 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 Б., так и его школы. Б. 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 1864 Б. предсказал существование двух бутанов и трёх пентанов, а позднее и изобутилена. Чтобы провести идеи теории химического строения через всю органическую химию, Б. издал в 1864-66 в Казани 3 выпусками "Введение к полному изучению органической химии", 2-е изд. которого вышло в 1867-68 на немецком языке.

Б. 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.

Огромная заслуга Б.- создание первой русской школы химиков. Ещё при его жизни ученики Б. по Казанскому университету В. В. Марковников, А. Н. Попов, А. М. Зайцев заняли профессорские кафедры в университетах. Из учеников Б. 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 и др. видные русские химики. Отличительной чертой Б. как руководителя было то, что он учил примером - студенты всегда могли сами наблюдать, над чем и как работает профессор.

Много сил отнимала у Б. борьба за признание Академией наук заслуг русских учёных. В 1882 в связи с академическими выборами Б. обратился непосредственно к общественному мнению, опубликовав в московской газете "Русь" обличительную статью "Русская или только императорская Академия наук в С.-Петербурге?".

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

Кроме химии, Б. много внимания уделял практическим вопросам сельского хозяйства, садоводству, пчеловодству, а позднее также и разведению чая на Кавказе. С конца 1860-х гг. проявлял интерес к медиумизму - спиритизму.

Память о Б. была увековечена только при Советской власти монументом (открыт в 1953) перед зданием химического факультета МГУ; было осуществлено академическое издание его трудов.

Соч.: Введение к полному изучению органической химии, в. 1-3, Казань, 1864-66; Статьи по пчеловодству, СПБ, 1891; Избранные работы по органической химии, М., 1951 (библ. трудов по химии); Сочинения, т. 1-3, М., 1953-58 (библ. трудов); Научная и педагогическая деятельность. Сб. документов, М., 1961.

Лит.: А. М. Бутлеров. 1828-1928. Сб. статей, Л., 1929; Марковников В. В., Московская речь о Бутлерове, "Тр. института истории естествознания и техники", 1956, т. 12, с. 135-81; Быков Г. В., История классической теории химического строения, М., 1960; его же, Александр Михайлович Бутлеров, М., 1961; Письма русских химиков к А. М. Бутлерову, в кн.: Научное наследство, т. 4, М., 1961.

Г. В. Быков.

А. М. Бутлеров.

БУТЛЕРОВ

Александр Михайлович (1828-86) , российский химик-органик, академик Петербургской АН (1874). Создал (1861) и обосновал теорию химического строения, согласно которой свойства веществ определяются порядком связей атомов в молекулах и их взаимным влиянием. Первым объяснил (1864) явление изомерии. Открыл полимеризацию изобутилена. Синтезировал ряд органических соединений (уротропин, полимер формальдегида и др.). Труды по сельскому хозяйству, пчеловодству. Поборник высшего образования для женщин.БУТЛЕРОВ Александр Михайлович [3 (15) сентября 1828, Чистополь Казанской губернии (ныне Татарстан) - 5 (17) августа 1886, деревня Бутлеровка Спасского уезда (ныне Алексеевский район) Казанской губернии], российский химик, автор теории химического строения, создатель первой отечественной школы в органической химии.Семья. Годы ученияРод Бутлеровых вел начало от Юрия Бутлера, приехавшего на службу в Россию из Курляндии, вероятно, в 16 в. Отец Бутлерова, Михаил Васильевич, участник Отечественной войны 1812 г., после отставки в чине подполковника жил в родовом сельце Бутлеровка; мать, Софья Александровна, урожденная Стрелкова, скончалась 19-ти лет, через 4 дня после рождения сына. Детство Бутлерова прошло в имении деда по матери - окруженной лесами деревне Подлесная Шантала, где его воспитанием занимались тетки, и в находившейся неподалеку Бутлеровке. Когда, десятилетнего, Бутлерова перевели в частный пансион, он хорошо владел французским и немецким языками. После большого пожара в Казани в 1842 пансион закрыли, и Бутлеров был определен в 1-ю Казанскую гимназию. Уже в пансионе и гимназии Бутлеров занимался химическими опытами (один из них закончился взрывом, и преподаватели пансиона отправили провинившегося в карцер, повесив ему на грудь доску с надписью "великий химик"), собирал коллекции растений и насекомых. В 1844 Бутлеров поступил в Казанский университет, где обратил на себя внимание известных химиков Н. Н. Зинина и К. К. Клауса, по совету которых создал домашнюю лабораторию. Однако его кандидатская диссертация, возможно, из-за переезда Зинина в Петербург, была посвящена бабочкам.Казанский периодПо окончании университета (1849) Бутлеров был привлечен к преподаванию (за него ходатайствовали Клаус и Н. И. Лобачевский) и читал лекции по физике, химии и физической географии. В 1851 Бутлеров получил степень магистра, в 1854 защитил в Московском университете докторскую диссертацию ("Об эфирных маслах"), после чего был избран экстраординарным, а в 1857 - ординарным профессором химии Казанского университета. В 1851 он женился на Н. М. Глумилиной, племяннице С. Т. Аксакова.По свидетельству современников, Бутлеров был одним из лучших лекторов своего времени: он безраздельно владел аудиторией благодаря ясности и строгости изложения, которые сочетались у него с образностью языка. Кроме университетских курсов, Бутлеров читал общедоступные лекции по химии (их посещение казанская публика иной раз предпочитала модным театральным спектаклям), участвовал в работе Казанского экономического общества, публиковал статьи по ботанике, цветоводству, сельскому хозяйству. Большое значение для формирования научных интересов имела его командировка в 1857-58 в Европу, где Бутлеров ознакомился с лучшими химическими лабораториями и рядом химических предприятий. Он посещал лекции А. Беккереля, Э. Мичерлиха, Р. В. Бунзена, Ю. Либиха, познакомился с А. Кекуле, около полугода работал в лаборатории А. Вюрца в Париже. Возвратившись в Казань, Бутлеров перестроил химическую лабораторию и продолжил начатые у Вюрца исследования производных метилена, в ходе которых получил гексаметилентетрамин, позднее нашедший широкое применение в промышленности и медицине. Другое важное открытие этого периода - первый химический синтез сахаристого вещества ("метиленитана").Теория химического строения Собственные экспериментальные работы, знакомство с состоянием химии за рубежом, глубокий интерес к теоретическим основам химии привели Бутлерова к идеям, с которыми он выступил в 1861 на Съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (Шпайере). Доклад "О химическом строении вещества" - первое изложение Бутлеровым его знаменитой теории химического строения, которую он разрабатывал и развивал в течение всей своей научной деятельности. Принципиально новым в его теории, включавшей в себя идеи А. Кекуле о валентности и А. Купера о способности атомов углерода образовывать цепочки, было положение о химическом (а не механическом) строении молекул (термин "химическое строение" принадлежит Бутлерову), под которым Бутлеров понимал способ соединения между собой составляющих молекулу атомов в соответствии с принадлежащим каждому из них определенным количеством химической силы (сродства). Бутлеров установил тесную связь между строением и химическими свойствами сложного органического соединения, что позволило ему объяснить явление изомерии, а также объяснять и предсказывать возможные химические превращения.В 1860-63 Бутлеров дважды против своей воли исполнял обязанности ректора Казанского университета. Ректорство пришлось на сложный период в истории университета (бездненские волнения и куртинская панихида, захватившие и студентов, борьба между различными группами профессоров и т. п.) и было тяжело для Бутлерова, не раз просившего об отставке. В 1864-66 в Казани Бутлеров издал учебник "Введение к полному изучению органической химии" (вскоре был переведен на немецкий язык), который способствовал распространению бутлеровской теории в России и за рубежом.Петербургский период. Общественная деятельность Во время третьей поездки за границу (1867-68) Бутлеров был избран профессором химии Петербургского университета. В представлении университету Д. И. Менделеев подчеркивал оригинальность научного творчества Бутлерова: "Направление ученых трудов А. М. Бутлерова не составляет продолжения или развития идей его предшественников, но принадлежит ему самому. В химии существует бутлеровская школа, бутлеровское направление". В январе 1869, закончив чтение курса и сдав кафедру и лабораторию В. В. Марковникову, Бутлеров переехал в Петербург. Вскоре он был избран экстраординарным (1871), а затем и ординарным (1874) академиком Петербургской АН. В петербургский период жизни Бутлеров продолжал экспериментальные работы, совершенствовал теорию химического строения (статья "Современное значение теории химического строения", 1879, и др.), много сил отдавал общественной жизни. Он активно участвовал в создании (1878) Высших женских курсов и организовал на курсах химические лаборатории, как член Вольного экономического общества энергично насаждал методы рационального пчеловодства (его брошюры "Пчела ..." и "Как водить пчел" многократно переиздавались вплоть до 1930-х), в 1886 основал журнал "Русский пчеловодческий листок". В 1880-83 Бутлеров - президент Русского физико-химического общества. Большой резонанс имела его статья "Русская или только Императорская Академия наук в С.-Петербурге?", опубликованная в 1882 в газете "Русь" в связи с академическими выборами. На эти же годы пришлось и шокировавшее современников увлечение Бутлерова спиритизмом, с которым он впервые познакомился еще в 1854 в имении Аксаковых Абрамцево. Позднее он сблизился с А. Н. Аксаковым (двоюродным братом жены), выпускавшим спиритический журнал "Психические исследования" (в 1889 Аксаков издал "Сборник статей А. М. Бутлерова по медиумизму"). Несмотря на осуждение учеников и коллег, Бутлеров горячо и серьезно отстаивал свое увлечение.В 1875 Бутлерову, после 25-летней службы, полагалась отставка, но Совет Петербургского университета дважды отодвигал этот срок на 5 лет. Последнюю лекцию Бутлеров прочитал 14 марта 1885.Судьба Бутлерова как ученого сложилась удачно. Его работы при жизни получили полное признание и в России, и за рубежом, а без его научной школы (среди учеников - В. В. Марковников, А. М. Зайцев, А. Е. Фаворский, И. Л. Кондаков) невозможно представить развитие химии в России. Современники отмечали большое обаяние личности Бутлерова, его разностороннюю талантливость, широту взглядов и интересов, открытый, общительный характер, добродушие, деликатное и снисходительное отношение к ученикам.Смолоду Бутлеров отличался крепким здоровьем и большой физической силой - кочерга, изогнутая им в виде буквы "б", долго хранилась в химической лаборатории в Казани. Но интенсивная научная работа и общественная деятельность подорвали силы Бутлерова - он неожиданно для окружающих скончался в своем имении. Похоронен Бутлеров в фамильной часовне на сельском кладбище несуществующей ныне деревни Бутлеровка, на берегу Камы.Сочинения:Соч. М., 1953-58. Т. 1-3.Литература:Марковников В. В. Московская речь о Бутлерове // Тр. Ин-та истории естествознания и техники. Т. 12. С. 135-81.Быков Г. В. Александр Михайлович Бутлеров. М., 1961.Гречкин Н. П. Александр Михайлович Бутлеров // Рассказы о казанских ученых. Казань, 1983.

Химического строения теория

теория, описывающая строение органических соединений, т. е. последовательность (порядок) расположения атомов и связей в молекуле, взаимное влияние атомов, а также связь строения с физическими и химическими свойствами веществ.

Впервые основные положения Х. с. т. были высказаны А. М. Бутлеровым в докладе "О химическом строении веществ" (съезд немецких естествоиспытателей, г. Шпейер, 1861); он писал: "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 на друга, соединяются в химическую частицу" (Избранные работы по органической химии, 1951, с. 71-72). Впоследствии эти положения были развиты им в ряде статей и книге "Введение к полному изучению органической химии" (Казань, 1864-66; немецкое издание: Лейпциг, 1867-1868) - первом руководстве по органической химии, в котором весь материал систематизирован с позиций Х. с. т. Созданию Х. с. т. предшествовали установление таких важных понятий, как атом и молекула (1-й Международный конгресс химиков, Карлсруэ, 1860), а также постулирование Ф. А. Кекуле и А. С. Купером четырёхвалентности углерода (1857-58). Графические формулы органических соединений, близкие формулам, вытекающим из Х. с. т., были предложены в 1858 Купером (см. Органическая химия).

Основные положения Х. с. т. заключаются в следующем: а) в органических молекулах атомы соединяются между собой в определённом порядке согласно их валентности, что определяет химическое строение молекул; б) химические и физические свойства органических соединений зависят как от природы и числа входящих в их состав атомов, так и от химического строения молекул; в) для каждой эмпирической формулы можно вывести определённое число теоретически возможных структур (изомеров); г) каждое органическое соединение имеет одну формулу химического строения, которая даёт представление о свойствах этого соединения; д) в молекулах существует взаимное влияние атомов как связанных, так и непосредственно не связанных друг с другом. Последнее положение теории было развито учеником Бутлерова В. В. Марковниковым (см. Марковникова правило) и в дальнейшем - многими другими учёными.

Х. с. т. позволила объяснить остававшиеся непонятными для химиков того времени известные случаи изомерии (См. Изомерия) (положения и скелета). Оправдалось предвидение Бутлерова (1863) о возможности определения пространственного расположения атомов в молекуле. В 1874 Я. Вант-Гофф и независимо от него французский химик Ж. Ле Бель высказали идею о том, что четыре валентности углерода имеют чёткую пространственную ориентацию и направлены к вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. Это положение об определённой пространственной ориентации химических связей легло в основу нового раздела органической химии - стереохимии (См. Стереохимия). Оно позволило объяснить ряд уже известных к тому времени случаев геометрической и главным образом оптической изомерии, а также явление, получившее в дальнейшем название таутомерии (См. Таутомерия) (Бутлеров, 1862; немецкий химик К. Лаар, 1885).

Правильность своей теории Бутлеров подтвердил синтезом ряда органических соединений. Х. с. т. обладала огромной предсказательной способностью в направлении синтеза органических соединений и установлении строения уже известных веществ. Поэтому теория Бутлерова способствовала бурному развитию химической науки, в том числе синтетической органической химии, и химической промышленности.

Дальнейшее развитие Х. с. т. обогатило органическую химию новыми представлениями, например о циклическом строении Бензола (Кекуле, 1865) и осцилляции (перемещении) двойных связей в его молекуле (1872) (это представление сыграло очень большую роль в химии ароматических и гетероциклических соединений), об особых свойствах соединений с сопряжёнными связями (теория парциальных валентностей, Ф. К. И. Тиле, 1899) и др. Развитие стереохимии привело к созданию теории напряжения (А. Байер, 1885), объясняющей различную устойчивость циклов в зависимости от их размера, и в дальнейшем - к конформационному анализу (См. Конформационный анализ) (немецкие химики Г. Заксе, 1890, и Э. Мор, 1918). Основные положения Х. с. т. получили подтверждение при изучении органических соединений химическими, физическими и расчётными методами.

Фундаментальное значение в Х. с. т. имеют представления о взаимном влиянии атомов в молекулах органических соединений. Однако Х. с. т. не могла объяснить природу этого влияния, его внутренний механизм. Это стало возможным благодаря успехам физики, позволившим раскрыть сущность понятий "валентность" и "химическая связь". С начала 20 в. возникают электронные представления в органической химии (см. Электронные теории в органической химии), в основе которых лежат электронные трактовки природы ионов (Дж. Дж. Томсон), ионной связи (В. Коссель) и ковалентной связи (немецкий физик И. Штарк, Г. Н. Льюис). Электронные представления позволили объяснить причину взаимного влияния атомов (статическим и динамическим смещением электронной плотности в молекуле) и предсказывать направленность реакций в зависимости от химического строения реагентов. С конца 20-х гг. 20 в. химическую связь стали трактовать с позиций квантовой химии (См. Квантовая химия).

Теория Бутлерова лежит в основе номенклатуры и систематики органических соединений (см. Номенклатура химическая), а применение его структурных формул помогает как определению путей синтеза новых веществ, так и установлению строения сложных (в т. ч. и природных) соединений.

Лит.: Бутлеров А. М., Соч., т. 1-3, М., 1953-1958; Марковников В. В., Избр. труды, М., 1955; Столетие теории химического строения. Сб. статей, М., 1961; Быков Г. В., История классической теории химического строения, М., 1960; его же, История электронных теорий органической химии, М., 1963; Жданов Ю. А., Теория строения органических соединений, М., 1971; Реутов О. А., Теоретические основы органической химии, [2 изд.], М., 1964; Татевский В. М., Классическая теория строения молекул и квантовая механика, И., 1973.

Что (кто) такое Бутлеров - определение

Википедия