Вклад бутлерова в развитие органической химии. Александр михайлович бутлеров - биография

БУТЛЕРОВ Александр Михайлович , российский химик, академик Петербургской Академии Наук (1874).

Окончил естественное отделение физико-математического факультета Казанского университета (1849). Работал там же (с 1849 преподаватель, с 1854 экстраординарный, с 1857 ординарный профессор химии, в 1860 и 1863 годах ректор). В 1868-85 годах ординарный профессор химии Санкт-Петербургского университета. В 1885 году вышел в отставку, но продолжал читать в университете специальные курсы лекций. Председатель Отделения химии Русского физико-химического общества (1878-1882). В 1956 году Академия Наук СССР учредила Премию имени А. М. Бутлерова.

Основная область научных исследований - органическая химия. Открыл новый способ получения дииодметана (1858), получил и исследовал его многочисленные производные, в частности впервые (1859) синтезировал полимер формальдегида, названный Бутлеровым «диоксиметиленом» (параформальдегид). Действуя на «диоксиметилен» аммиаком, получил (1860) гексаметилентетрамин (уротропин), при действии водного раствора гидроксида кальция - сахаристое вещество «метиленитан» (1861), то есть впервые осуществил полный синтез углевода (впоследствии, однако, выяснилось, что «метиленитан» представляет собой смесь различных моносахаридов).

Бутлеров внёс существенный вклад в развитие теории химического строения органических веществ. Основные положения этой теории он изложил в докладе «О химическом строении вещества», прочитанном в химической секции съезда немецких естествоиспытателей и врачей в Шпайере (сентябрь 1861 года). Положения сформулированы Бутлеровым следующим образом: «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, село 561); «...химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением» (там же, село 70).

В современной формулировке это означает, что химические свойства молекулы определяются её составом и химическим строением. Для определения химического строения, по мнению Бутлерова, пригодны все реакции: соединения (синтеза), разложения (анализа) и замещения (двойного обмена). На основе предложенной теории Бутлерову удалось объяснить явление изомерии различием в химическом строении веществ, имеющих одинаковый состав. Он предсказал и объяснил изомерию многих органических соединений, в том числе бутана, пентана, различных спиртов до амиловых включительно (1864). Провёл большое количество экспериментов, подтверждающих выдвинутую им теорию: синтезировал и установил строение трет-бутанола (1864), изобутана (1866) и изобутена (1867), выяснил структуру ряда этиленовых углеводородов, впервые начал на основе теории химического строения систематическое исследование полимеризации. Показал возможность обратимой изомеризации, заложив основы учения о таутомерии (1862).

Изучал историю химии и читал лекции по истории органической химии (1873). Написал учебник «Введение к полному изучению органической химии» (ч. 1-3, 1864-66) - первое в истории науки руководство, основанное на теории химического строения, в котором обобщил и систематизировал обширный фактический материал по органической химии. Книга была переведена с дополнениями под редакцией автора на немецкий язык («Lehrbuch der organischen Chemie», 1868) и оказала большое влияние на развитие и распространение структурной теории.

Большая заслуга Бутлерова состоит в создании школы химиков-органиков. Ученики Бутлерова по Казанскому университету - В. В. Марковников, А. Н. Попов, А. М. Зайцев ещё при его жизни заняли профессорские кафедры в университетах. Из учеников Бутлерова по Санкт-Петербургскому университету наиболее известны А. Е. Фаворский, М. Д. Львов и И. Л. Кондаков. В разное время в лаборатории Бутлерова работали практикантами Е. Е. Вагнер, Д. П. Коновалов, Ф. М. Флавицкий.

Бутлеров активно занимался общественной деятельностью. В Казани он читал публичные лекции по технической химии, был активным сотрудником Казанского Вольно-экономического общества, принимал участие в работе земских учреждений; в Санкт-Петербурге читал научно-популярные публичные лекции. Был поборником высшего образования для женщин, участвовал в организации Высших женских курсов, читал для слушательниц курсы органической (1879) и неорганической химии (1880-86). По предложению Бутлерова в помещении курсов была устроена химическая лаборатория (1880). Уделял также много внимания практическим вопросам сельского хозяйства, садоводству, пчеловодству, а позднее разведению чая на Кавказе.

Соч.: Введение к полному изучению органической химии. Казань, 1864-1866. Вып. 1-3; Избранные работы по органической химии. М., 1951; Соч. М., 1953-1958. Т. 1-3; Научная и педагогическая деятельность. Сб. документов. М., 1961.

Лит.: Арбузов А. Е. А. М. Бутлеров - великий русский химик. М., 1954; Морковников В. В. Московская речь о Бутлерове // Труды Института истории естествознания и техники. 1956. Т. 12; Быков Г. В. А. М. Бутлеров. М., 1961.

Стала революционная для того времени теория химического строения органических веществ, которой он занимался долгие годы сам и вместе со своими учениками и последователями. В своей теории великий химик утверждал, что свойства органических соединений зависят не только от химических элементов и их количества, но и от структуры молекулы, то есть от того, как атомы связаны между собой. Его теория объяснила существование изомеров — соединений с одинаковым химическим составом, но с разным строением или расположением атомов в пространстве.

Правильность любой теории проверяется на практике. Подтверждением структурной концепции строения органических веществ Бутлерова стало получение в 1863-м году четырех изомеров бутилового спирта , один из которых был синтезирован непосредственно самим ученым. Кроме этого, Бутлеров на основе своей теории предсказал существование, свойства и поведение в химических реакциях изобутилена, двух бутанов, трёх пентанов.

В дальнейшем Александр Михайлович открыл и дал объяснение явлению таутомерии изомеров, введя в химическую науку понятие динамической изомерии. Сегодня именно таутомерия по Бутлерову является общепризнанной и заключается в том, что некоторые изомеры могут легко превращаться друг в друга, находясь в смеси в равновесном соотношении друг с другом.

Теория Бутлерова быстро завоевывала признание в международном ученом сообществе. Учебник с изложением его теории, законченный в 1866-м году, почти сразу же был переведен на все основные языки Европы.

В 1868-м году Бутлерову была присуждена Ломоносовская премия и по представлению Менделеева он был избран профессором химии Петербургского университета. Менделеев особо отмечал оригинальность трудов ученого, который развивал свои собственные идеи, а не идеи предшественников, а также то, что Бутлерову удалось создать свою химическую школу и оказать заметное влияние на развитие не только русской, но и мировой науки.

Чтобы показать, каким уважением и авторитетом пользовался Александр Михайлович, можно привести следующий факт: когда ему полагалась отставка по выслуге лет, университетский Совет дважды просил его остаться еще на пять лет. Последнюю лекцию ученый прочел всего за год до своей смерти.

Вклад А. М. Бутлерова в развитие отечественной химической науки невозможно переоценить. Он участвовал в создании российских химических школ ученых в Казани, Москве и Петербурге, воспитал более десятка учеников, ставших видными химиками, открыл множество новых химических реакций и соединений, синтезировал уротропин, триоксиметилен, этилен и этанол, третичные спирты, динзобутилен и многие другие вещества, важные для науки, промышленности и медицины. Он занимался исследованием явления полимеризации . На основании его работ другой знаменитый русский химик, С. В. Лебедев, разработал способ промышленного синтеза искусственного каучука.

Бутлеров еще при жизни избирался почетным членом многих научных обществ в России и за рубежом. В его честь назван кратер на Луне; улицы в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Киеве и других городах. Ему установлены памятники в Казани и Москве. В Казани на основе химического факультета университета создан Химический институт им. А. М. Бутлерова.

Бутлеров Александр Михайлович, краткая биография которого встречается практически во всех учебниках химии, - известный русский химик, родоначальник научной школы органической химии, основатель теории строения органических веществ, предсказавший и объяснивший изомерию большого числа органических соединений и синтезировавший некоторые из них (уротропин, полимер формальдегида и пр.). Также Александром Михайловичем, вклад которого в науку высоко оценил Д. И. Менделеев, написаны труды по пчеловодству и сельскому хозяйству.

Бутлеров Александр Михайлович: краткая биография

Родился будущий ученый 15 сентября 1828 года в семье бывшего военного, на тот момент помещика. Его отец Михаил Васильевич участвовал в войне 1812 года, а после отставки жил с семьей в родовом селе Бутлеровка. Мама, Софья Александровна, умерла в 19-летнем возрасте, сразу после рождения ребенка. Свое детство Александр провел в Бутлеровке и дедовском имении - деревне Подлесная Шантала, где находился на воспитании тетушек. В 10 лет мальчика отдали в частный пансион, где он хорошо освоил французский и немецкий языки. В 1842 году, после страшного пожара в Казани, пансион был закрыт, а Саша переведен в 1-ю Казанскую гимназию. В этих учебных заведениях Бутлеров коллекционировал насекомых и растения, сильно интересовался химией и проводил свои первые опыты. Результатом одного из них стал взрыв, а наказанием для Александра за содеянное - заключение в карцер с дощечкой на груди «Великий химик».

Годы студенчества

В 1844 году Бутлеров А. М., биография которого пронизана любовью к химии, стал студентом Казанского университета, бывшего в то время центром естественных научных исследований. В первое время юноша очень увлекся зоологией и ботаникой, но потом его интерес под воздействием лекций К. К. Клауса и Н. Н. Зинина перекинулся на химию. По их же совету молодой человек организовал домашнюю лабораторию, однако темой кандидатской, возможно, по причине переезда Зинина в Петербург, были бабочки.

После окончания в 1849 году университета Бутлеров Александр Михайлович, о котором ходатайствовали Н. И. Лобачевский и К. К. Клаус, посвятил себя преподавательской деятельности и читал лекции по физической географии, физике и химии. Причем Александр Михайлович был прекрасным оратором, умея безраздельно владеть вниманием аудитории благодаря понятности и строгости изложения. Помимо лекций в стенах университета Бутлеров читал лекции, доступные общественности. Эти выступления казанская публика иногда предпочитала модным театральным постановкам. Степень магистра получил в 1851 году, в том же году женился на Глумилиной Надежде Михайловне - племяннице Сергея Тимофеевича Аксакова. Через 3 года защитил докторскую диссертацию в Московском университете по теме «Об эфирных маслах». После этого был избран в Казанском университете экстраординарным, а через несколько лет ординарным профессором химии. С 1860 по 1863 год против собственной воли дважды исполнял обязанности ректора, причем ректорство пришлось на достаточно тяжелый период истории университета: куртинская панихида и бездненские волнения, затронувшие студентов и профессорский состав.

Поездка в Европу

Александр Михайлович активно участвовал в деятельности экономического общества города Казани, публиковал статьи по сельскому хозяйству, ботанике и цветоводству. Биография Бутлерова Александра Михайловича насчитывает три поездки за границу, первая из которых состоялась в 1857-1858 гг. Русский ученый посетил Европу, где побывал на предприятиях химической промышленности и познакомился с ведущими химическими лабораториями. В одной из них, в Париже, он проработал почти полгода. В этот же период Бутлеров Александр Михайлович прослушал лекции таких выдающихся европейских умов, как А. Беккерель, Э. Мичерлих, Ю. Либих, Р. В. Бунзен, и завел знакомство с Фридрихом Августом Кекуле - немецким химиком.

По возвращении в Казань Бутлеров А. М., биография которого вызывает интерес не только в России, но и за ее пределами, переоборудовал химическую лабораторию и продолжил исследования производных метилена, начатые у Вюрца. В 1858 году ученый открыл новый способ синтезирования йодистого метилена и осуществил ряд работ, связанных с извлечением его производных. При синтезе диацетата метилена получил полимер формальдегида - продукт омыления исследуемого вещества, результатом опытов над которым стал гексаметилентетрамин и метиленинат. Таким образом, Бутлеров впервые произвел полный синтез сахаристого вещества.

Бутлеров Александр Михайлович: кратко о достижениях ученого

В 1861 году Бутлеров выступил в Шпейере, на Съезде немецких врачей и естествоиспытателей, с лекцией «О химическом строении вещества», в основу которой легло знакомство с состоянием химии за границей, непреодолимый интерес к основам химии с теоретической точки зрения и его собственные эксперименты, производимые на протяжении всей научной деятельности.

Его теория, включавшая в себя идеи о способности образования цепочек атомами углерода А. Купера и о валентности А. Кекуле, предполагала химическое строение молекул, под которым ученый понимал метод соединения атомов между собой в зависимости от определенного количества химической силы (сродства), свойственной каждому атому.

Важные аспекты теории Бутлерова

Русский ученый установил тесную связь строения и химических свойств сложного органического соединения, чем сумел объяснить изомерию многих из них, в том числе трех пентанов, двух изомерных бутанов, различных спиртов. Также теория Бутлерова давала возможность предсказывать возможные химические обращения и объяснять их.

Таким образом, в своей теории Александр Михайлович Бутлеров:

показал недостаточность существовавших на то время теорий химии;
подчеркнул наиглавнейшее атомности;
определил как распределение сил сродства, принадлежащих атомам, вследствие чего атомы, оказывая друг на друга влияние (посредственное или непосредственное), соединяются в химическую частицу;
определил 8 правил формирования химических соединений;
первым обратил внимание на разницу реакционных способностей непохожих соединений, объясняемую меньшей или большей энергией, с которой соединяются атомы, а также неполным или полным расходованием единиц сродства при формировании связи.

Научные успехи русского химика

Биография Бутлерова Александра Михайловича кратко описана в школьных учебниках, с датами жизни и наибольшими его достижениями в На счету русского ученого огромное количество экспериментов, направленных на подтверждение его теории. Ученый, предварительно синтезировав, определил в 1864 году структуру третичного в 1866 году - изобутана, в 1867 году - изобутилена. Также узнал строение ряда этиленовых углеродов и произвел их полимеризацию.

В 1867-1868 гг. Бутлеров Александр Михайлович, краткая биография которого вызывает неподдельный интерес ученых всего мира, был назначен профессором химии в Петербургском университете. Представляя его коллективу этого заведения, Менделеев подчеркивал оригинальность бутлеровского учения, не являющегося продолжением чьих-либо трудов, но принадлежащего ему лично.

В 1869 году Бутлеров окончательно осел в Петербурге, где был избран экстраординарным, а потом и ординарным академиком Петербургской академии наук. Период жизни в Петербурге был очень активным: профессор продолжал свои эксперименты, отшлифовывал теорию химического строения, участвовал в жизни общественности.

Увлечения в жизни ученого

В 1873 году занялся изучением и читал лекции на данную тематику. Написал первое в научной истории руководство, базировавшееся на теории химического строения - «Введение к полному изучению органической химии». Александр Михайлович Бутлеров является основателем школы русских химиков, именуемой иначе «бутлеровская школа». Параллельно с изучением химии активно интересовался сельским хозяйством. В частности, его интересовало выращивание чая на Кавказе, садоводство и пчеловодство. Его брошюры «Как водить пчел» и «Пчела, её жизнь и главные правила толкового пчеловодства» многократно переиздавались, а в 1886 году им же был основан журнал «Русский пчеловодческий листок».

В 1880-1883 гг. Бутлеров Александр Михайлович, краткая биография которого интересна и изобилует важными для науки открытиями, являлся президентом Русского физико-технического сообщества. В этот же период ученый очень сильно заинтересовался спиритизмом, с которым познакомился в имении Аксаковых в 1854 году. Позже тесно сблизился с двоюродным братом жены Аксаковым А. Н., издававшим журнал по спиритизму «Психические исследования», и горячо отстаивал перед осуждавшими его знакомыми и друзьями свое увлечение.

Ценность трудов Бутлерова Александра Михайловича для химии

В отставку Александр Михайлович должен был уйти в 1875 году, по истечении 25 лет службы. Советом Петербургского университета дважды отодвигался этот срок на 5 лет. Последняя лекция Александра Михайловича Бутлерова состоялась 14 марта 1885 года. Его подвело здоровье, подорванное интенсивной научной работой и общественной деятельностью: неожиданно для всех Бутлеров скончался у себя в имении 5 августа 1886 года. Похоронен ученый на сельском кладбище родной Бутлеровки, ныне несуществующей, в фамильной часовне.

Работы Бутлерова еще при жизни получили всемирное признание, его научная школа считается неотъемлемой составляющей развития химии в России, а биография Бутлерова Александра Михайловича вызывает неподдельный интерес ученых и студентов. Сам Александр Михайлович был очень обаятельным и разносторонним человеком с общительным характером, широтой взглядов, добродушием и снисходительным отношением к ученикам.

Реферат

Дисциплина: химия

Тема: «Великий учёный А.М. Бутлеров»

Г. Тольятти

Биография А.М. Бутлерова…………………………………………………….…3

Пансион……………………………………………………………………………3

Гимназия. Университет………………………………………………………..….4

Дорога в химию………………………………………………………………..….4

Поездка по Западной Европе……………………………………………………..5

Петербург……………………………………………………………………...…..7

Как водить пчел и как приготовлять Кавказский чай……………………….…8

Бутлеровка…………………………………………………………………………8

Список литературы…………………………………………………………..…..10

Бутлеров Александр Михайлович

Бутлеров, Александр Михайлович (1828–1886), русский химик, создатель теории химического строения, основатель знаменитой казанской ("бутлеровской") школы химиков-органиков.

Родился 3 сентября 1828 в Чистополе Казанской губернии. Отец А.М.Бутлерова, Михаил Васильевич, был участником Отечественной войны 1812 г., вышел в отставку в чине подполковника и поселился в деревне Бутлеровке. Мать А.М.Бутлерова, Софья Александровна, умерла через несколько дней после рождения единственного сына.

После смерти матери мальчика взяли в семью деда по материнской линии, но когда он подрос, он проводил время и в деревне у отца – человека образованного, любознательного и начитанного.

А.М.Бутлерова с детства «заставили» заниматься иностранными языками, он не раз вспоминал об этом с благодарностью, потому что, это помогло ему в научной работе и в общении с иностранными учеными, особенно во время поездок за границу.

ПАНСИОН

Частный пансион, в котором учился А.М.Бутлеров, был открыт учителем французского языка в Первой казанской гимназии. Первое время пребывания в пансионе А.М.Бутлерову скрашивало неприятности его непрестанное стремление к деятельности. Сначала он увлекся рисованием, затем учитель физики, познакомил любознательного ученика с началами химии.

Один из его опытов, проведенный на кухне, закончился оглушительным взрывом. Провинившегося мальчика поместили в карцер. В обеденный зал выводили его с черной доской на груди, на которой было написано «Великий химик». Преподаватели думали, что, высмеяв его увлечение, они отобьют желание заниматься химическими опытами.

Однако история посмеялась над ними, потому что их воспитанник посвятил свою жизнь именно химии.

ГИМНАЗИЯ. УНИВЕРСИТЕТ

Пансион, в котором находился А.М.Бутлеров, просуществовал четыре года. В 1842 г. во время пожара пострадало здание пансиона и А.М.Бутлеров был переведен в 6 класс Первой казанской гимназии. Среди преподавателей было несколько профессоров Казанского университета, и своим ученикам они давали прекрасную подготовку. В гимназии А.М.Бутлеров написал конкурсное сочинение «Письмо о пожаре 24 августа 1842 года», признанное «отличнейшим» из представленных сочинений.

В возрасте 16 лет А.М.Бутлеров поступил в Казанский университет на физико-математическое отделение, но скоро перевелся в разряд естественных наук. В первые годы студенчества увлекался ботаникой и зоологией, а затем под влиянием лекций К.К.Клауса и Н.Н.Зинина заинтересовался химией и решил посвятить себя этой науке.

Еще на первом курсе А.М.Бутлеров увлекся коллекционированием жуков, а потом дневных бабочек. В результате собрал коллекцию, содержавшую 1133 вида бабочек, которую он потом передал в дар Казанскому университету. Он составил определитель «Дневные бабочки волго-уральской фауны», который был издан в 1848 г. За эту работу А.М.Бутлерову была присуждена степень кандидата естественных наук.

ДОРОГА В ХИМИЮ

В 1849 г. А.М.Бутлеров окончил университет и по представлению К.К.Клауса был оставлен на кафедре в качестве преподавателя. Ему предложили читать лекции по неорганической и органической химии. За «безвозмездное, усердное и успешное» преподавание, при котором А.М.Бутлеров проявил свои педагогические способности, совет университета вынес ему благодарность. В 1851 г. подготовил и защитил магистерскую диссертации «Об окислении органических соединений», а в 1854 г. А.М.Бутлеров приехал в Москву, сдал экзамены и защитил в Московском университете докторскую диссертацию «Об эфирных маслах»… В том же году стал экстраординарным профессором химии Казанского университета, в 1857 г. – ординарным профессором. Молодой ученый усиленно работал и в своем кабинете, и в лаборатории, и дома.

По мнению его теток, их старая квартира бала неудобной, поэтому они сняли другую, более просторную у Софьи Тимофеевны Аксаковой, женщины энергичной и решительной. Она приняла Бутлерова с материнской заботой, видя в нем подходящую партию для дочери. Несмотря на постоянную занятость в университете, Александр Михайлович оставался веселым и общительным человеком. Он отнюдь не отличался пресловутой «профессорской рассеянностью», а приветливая улыбка и непринужденность в обращении делали его желанным гостем повсюду. Софья Тимофеевна с удовлетворением замечала, что молодой ученый был явно не равнодушен к Наденьке. Девушка и в самом деле была хороша: высокий умный лоб, большие блестящие глаза, строгие правильные черты лица и какое-то особое обаяние. Молодые люди стали добрыми друзьями, а со временем начали все чаще ощущать необходимость быть вместе, делится самыми сокровенными мыслями. Вскоре Надежда Михайловна Глумилина – племянница писателя С.Т. Аксакова стала женой Александра Михайловича.

А.М.Бутлеров был известен не только как незаурядный химик, но и как талантливый ботаник. Он проводил разнообразные опыты в своих оранжереях в Казани и в Бутлеровке, писал статьи по проблемам садоводства, цветоводства и земледелия. С редкостным терпением и любовью наблюдал он за развитием нежных камелий, пышных роз, выводил новые сорта цветов.

ПОЕЗДКА ПО ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ

А.М.Бутлеров прибыл в Берлин в конце лета 1857 года. Затем он продолжил поездку по Германии, Швейцарии, Италии и Франции. Конечной целью его путешествия был Париж – мировой центр химической науки того времени. Его влекла, прежде всего, встреча с Адольфом Вюрцем. А.М.Бутлеров работал в лаборатории А.Вюрца два месяца. Именно здесь он начал свои экспериментальные исследования, которые в течение последующих двадцати лет увенчались открытиями десятков новых веществ и реакций. Многочисленные образцовые синтезы Бутлерова этанола и этилена, третичных спиртов, полимеризации этиленовых углеводородов лежат у истоков ряда отраслей промышленности и, таким образом, оказали на нее самое непосредственное стимулирующее влияние.

Занимаясь изучением углеводородов, А.М.Бутлеров понял, что они представляют собой совершенно особый класс химических веществ. Анализируя их строение и свойства, ученый заметил, что здесь существует строгая закономерность. Она и легла в основу созданной им теории химического строения.

Его доклад в Парижской академии наук вызвал всеобщий интерес и оживленные прения. А.М.Бутлеров говорил: «Может быть, настало время, когда наши исследования должны стать основой новой теории химического строения веществ. Эта теория будет отличаться точностью математических законов и позволит предвидеть свойства органических соединений». Подобных мыслей никто до сих пор не высказывал.

Через несколько лет, во время второй заграничной командировки, А.М.Бутлеров представил на обсуждение созданную им теорию. Сообщение он сделал на 36-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере. Съезд состоялся в сентябре 1861года.

Он выступил с докладом перед химической секцией. Тема носила более чем скромное название: «Нечто о химическом строении тел».

А.М.Бутлеров говорил просто и ясно. Не вдаваясь в ненужные подробности, он познакомил аудиторию с новой теорией химического строения органических веществ: его доклад вызвал небывалый интерес.

Термин «химическое строение» встречался и до А.М.Бутлерова, но он переосмыслил его и применил для определения нового понятия о порядке межатомных связей в молекулах. Теория химического строения служит теперь основой всех без исключения современных разделов синтетической химии.

Итак, теория заявила своё право на существование. Она требовала дальнейшего развития, и где же, как не в Казани, следовало этим заниматься, ведь там родилась новая теория, там работал ее создатель. Для А.М.Бутлерова ректорские обязанности оказались тяжким и непосильным бременем. Он несколько раз просил освободить его от этой должности, но все его просьбы оставались неудовлетворенными. Заботы не покидали его и дома. Только в саду, занимаясь любимыми цветами, он забывал тревоги и неурядицы прошедшего дня. Часто вместе с ним в саду работал его сын Миша; Александр Михайлович расспрашивал мальчика о событиях в школе, и рассказывал любопытные подробности о цветах.

Ученым был известен изобутиловый спирт еще с 1852 года, когда он был впервые выделен из природного растительного масла. Теперь уже ни о каком споре и речи быть не могло, так как существовало четыре различных бутиловых спирта, и все они – изомеры.

Наступил 1863 год – самый счастливый год в жизни великого ученого. А.М.Бутлеров был на правильном пути. Ему удалось впервые в истории химии получить самый простой третичный спирт – третичный бутиловый спирт, или триметилкарбинол. Вскоре после этого в литературе появились сообщения об успешно проведенном синтезе первичного и вторичного бутиловых спиртов.

В 1862 – 1865 годах А.М.Бутлеров высказал основное положение теории обратимой изомеризации таутомерии, механизм которой, по Бутлерову, заключался в расщеплении молекул одного строения и соединении их остатков с образованием молекул другого строения. Это была гениальная мысль. Великий ученый утверждал необходимость динамического подхода к химическим процессам, то есть рассматривать их как равновесные.

Успех принес ученому уверенность, но в то же время поставил перед ним новую, более трудную задачу. Необходимо было применить структурную теорию ко всем реакциям и соединениям органической химии, а главное, написать новый учебник по органической химии, где все явления рассматривались бы с точки зрения новой теории строения.

А.М.Бутлеров работал над учебником почти два года без перерыва. Книга «Введение к полному изучению органической химии» вышла из печати тремя выпусками 1864 – 1866 годах. Она не шла ни в каком сравнение, ни с одним из известных тогда учебников. Этот вдохновенный труд был откровением Бутлерова – химика, экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по новому принципу, по принципу химического строения.

Книга вызвала настоящую революцию в химической науке. Уже в 1867 году началась работа по ее переводу и изданию на немецком языке. Вскоре после этого вышли издания почти на всех основных европейских языках. По словам немецкого исследователя Виктора Мейера, она стала «путеводной звездой» в громадном большинстве исследований в области органической химии.

С тех пор как Александр Михайлович закончил работу над учебником, он все чаще проводил время Бутлеровке. Даже во время учебного года семья по нескольку раз в неделю выезжала в деревню. Бутлеров чувствовал здесь себя свободным от забот и целиком отдавался любимым увлечениям: цветам и коллекциям насекомых. Он занялся выведением новых сортов плодовых деревьев, пытаясь улучшить плодоводство. Скрещивал различние сорта, чтобы получить гибриды.

В укромном уголке сада он установил несколько пчелиных ульев. Пасека была вначале совсем крошечной, но благодаря его заботам начала быстро разрастаться. Чтобы разводить пчел, нужны знания и большое умение. Увлеченный новыми проблемами, он написал несколько статей о пчеловодстве.

Теперь А.М.Бутлеров меньше работал в лаборатории, но внимательно следил за новыми открытиями.

ПЕТЕРБУРГ

Весной 1868 года по инициативе знаменитого химика Д.И.Менделеева, Александра Михайловича пригласили в Петербургский университет, где он начал читать лекции и получил возможность организовать собственную химическую лабораторию. А.М.Бутлеров разработал новую методику обучения студентов, предложив ныне повсеместно принятый лабораторный практикум, в котором студенты обучались приемам работы с разнообразной химической аппаратурой.

Одновременно с научной деятельностью Бутлеров активно включается и в общественную жизнь Петербурга. В то время прогрессивную общественность особенно волновал вопрос об образовании женщин. Женщины должны иметь свободный доступ к высшему образованию! Были организованы Высшие женские курсы при Медико-хирургической академии, начались занятия и на Бестужевских женских курсах, где А.М.Бутлеров читал лекции по химии.

Многосторонняя научная деятельность А.М.Бутлерова нашла признание Академии наук. В 1871 году его избрали экстраординарным академиком, а три года спустя – ординарным академиком, что давало право получить квартиру в здании Академии. Там жил и Николай Николаевич Зинин. Близкое соседство еще больше укрепило давнюю дружбу.

А.М.Бутлеров вытащил из шкафа два толстых тома и приготовился писать. Несколько минут он сидел неподвижным, уставившись куда-то невидящим взором… Потом потер лоб. «Вот и старость приближается. Все чаще хочется просто посидеть, помолчать. Раньше не уставал, а теперь…»

Годы шли неумолимо. Работа со студентами стала для него слишком тяжела, и А.М.Бутлеров решил покинуть университет. Прощальную лекцию он прочитал 4 апреля 1880 года перед студентами второго курса. Они встретили сообщение об уходе любимого профессора с глубоким огорчением. Студенты организовали комитет, написали петицию и торжественно вручили ее любимому профессору: «Вы покините университет – аудитория потеряет незаменимого лектора, лаборатория – незаменимого руководителя... просим мы, студенты, Ваши ученики: не покидайте Университета!.. не оставляйте нас!»

Ученый совет принял решение просить А.М.Бутлерова остаться и избрал его ещё на пять лет.

Ученый решил ограничить свою деятельность в университете лишь чтением основного курса. И все-таки несколько раз в неделю появлялся в лаборатории и руководил работой.

КАК ВОДИТЬ ПЧЕЛ И КАК ПРИГОТОВЛЯТЬ КАВКАЗСКИЙ ЧАЙ

Через всю жизнь А.М.Бутлеров пронес ещё одну страсть – пчеловодство. Он разрабатывал рациональные методы ухода за пчелами, постройки ульев, обработки сот, лечения пчел от распространенной в средней полосе России болезни гнильца. А.М.Бутлеров изучал инстинкты пчел. Знакомясь с различными породами пчел, он обратил внимание пчеловодов на кавказскую породу, отличающуюся «более спокойным нравом» и невосприимчивостью к заболеваниям. С молодым энтузиазмом А.М.Бутлеров организовал экспедицию на Кавказ, чтобы заполучить несколько видов кавказских пчел.

А.М.Бутлеров принял участие во Всероссийской выставке 1882 г., организовав там отдел пчеловодства. Его книга «Пчела, ее жизнь и главные правила толкового пчеловодства» имела огромный успех и сыграла большую роль в развитии этой отрасли хозяйства, а в 1885 г. вышла в свет, самая популярная его книжка по пчеловодству – «Как водить пчел». Несмотря на возраст, ученый не прекращал и это занятие.

В своем имении он организовал образцовую пасеку, а в последние годы жизни настоящую школу для крестьян-пчеловодов. Своей книгой «Пчела, ее жизнь и правила толкового пчеловодства» А.М.Бутлеров гордился едва ли не больше, чем научными работами. Развитие пчеловодства в России обязано А.М.Бутлерову не менее, чем химия – А.М.Бутлеров стоял у начала научного подхода к этой области сельского хозяйства.

А.М.Бутлеров заинтересовался возможностью приготовления чая из листьев кавказских (сухумских) чайных кустов. Знание химии и ботаники и опыт экспериментатора позволили А.М.Бутлерову использовать различные способы приготовления чая из листьев чайных кустов, завезенных и прижившихся на Кавказе. А.М.Бутлеров демонстрировал приготовленный чай на заседании Вольного экономического общества, и специалисты-эксперты этот чай одобрили. «Таким образом, А.М.Бутлеров был одним из первых, доказавших возможность получения чая в нашей стране».

Бутлеров считал, что настоящий ученый должен быть и популяризатором своей науки. Параллельно с научными статьями он выпускал общедоступные брошюры, в которых ярко и красочно рассказывал о своих открытиях. Последнюю из них он закончил за полгода до смерти.

БУТЛЕРОВКА

А.М.Бутлеров не только много и напряженно работать, но и хорошо отдыхать. Живя в городе, он каждый свободный вечер стремился пойти в оперу или на художественную выставку. Но лучший отдых он получал в деревне, «Пчеловодство, цветоводство, строительство, лечение больных, охота, а в последние годы и сельское хозяйство, - вот что наполняло досуг Александра Михайловича в деревне». Химии отводилось тут лишь столько времени, сколько требовалось для беглого просмотра важнейших химических журналов.

Послеобеденный досуг А.М.Бутлеров часто посвящал охоте: отличный стрелок, неутомимый ходок, он в молодости и даже в зрелые годы легко исхаживал такие пространства, что молодежь, т.е. сыновья и племянники, пасовали перед ним». Он был легок на подъем и иногда уезжал из Бутлеровки на полторы-две недели к родственникам в Самарскую или Уфимскую губернию, чтобы там поохотиться.

Умением отдыхать можно объяснить удивительную работоспособность А.М.Бутлерова, которую он сохранил до конца своих дней.

В январе 1886 г. А.М.Бутлеров, доставая книгу со шкафа, сделал неловкое движение и почувствовал сильную боль в ноге. Образовалась опухоль. Один из врачей высказал предположение, что в ноге образовался тромб. Нога была забинтована в шину, и больному был предписан постельный режим. Лечение шло успешно. А.М.Бутлерову разрешили вставать, и он рвался в деревню, ему разрешили туда поехать пользуясь костылями. Врачи запретили А.М.Бутлерову ходить на охоту или приседать перед ульями.

Во время пребывания в деревне отек ноги не проходил. Все же А.М.Бутлеров решил нарушить предписание врачей и отправился на охоту за болотной дичью. На другой день утром А.М.Бутлеров побывал в поле, вернулся домой он в хорошем настроении, но после обеда у него началось сильное головокружение, а затем нестерпимая боль в руках и ослабление деятельности сердца. Спустя два-три часа после начала приступа А.М.Бутлерова не стало. Приехавший врач мог только констатировать смерть от эмболии: от ходьбы тромб в ноге сдвинулся с места, распался на части, и они привели к закупорке кровеносных сосудов.

Сверкнула молния, и гром прокатился над землей. Начиналась буря… Природа словно оплакивала того. Кто так страстно любил ее и посвятил всю свою жизнь раскрытию ее тайн. Скончался один из гениальных русских химиков. Это произошло 17 августа 1886 г. Похоронили А.М.Бутлерова на местном кладбище в семейном склепе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Быков Г.В. А.М.Бутлеров. Основоположник теории строения органических соединений. Пособие для учащихся. М., «Просвещение», 1978 г.

2. Крицман В.А., Станцо В.В. Энциклопедический словарь юного химика. М.: Педагогика, 1982 г.

3. Манолов К. Великие химики. В 2-х томах. Т. II. Пер. с болг. 3-е изд. испр., доп. – М.: Мир., 1985 г.

4. Соловьев Ю.И. История химии в России: Научные центры и основные направления исследований. – М.: Наука, 1985 г.

5. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира: Биографический справочник. М.: Высш. шк., 1991 г.

Культур древности (цивилизация Египта, ... мировоззрением того или иного учёного . Для одних это... И.И.Мечников, К.А.Тимирязев - биологи Д.И.Менделеев, А.М.Бутлеров – химики А.Г.Столетов, А.Н.Лодыгин, П.Н.Яблочков, ...

- 6.53 Мб

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра Философии

Курсовая работа по дисциплине

«Концепции современного естествознания»

Вклад Бутлерова в развитие органической химии

Подготовил:

Проверил:

Введение – ст. 3

Глава I. Развитие органической химии в IX в.

. Состояние органической химии в середине XIX в. – ст.5
.Предпосылки создания теории химического строения органических веществ.- ст. 6
. Взгляды А.М. Бутлерова на строение органических веществ. – ст. 7

Глава II. Теория химического строения А. М. Бутлерова и её дальнейшее развитие.

2.1. Основные положения теории. – ст. 9

2.1.2. Зависимость свойств веществ от их химического строения. – ст. 11

2.1.3. Изомерия. – ст. 14

2.2. Развитие теории химического строения в xx в. – ст. 21

Заключение. - ст. 23

Список использованной литературы. – ст. 25

Введение

История науки знает немало великих имён, с которыми связаны фундаментальные открытия в области естественных наук, однако в подавляющем большинстве случаев это – учёные, работавшие в одном направлении развития наших знаний. Значительно реже появлялись мыслители, которые охватывали своим мудрым взором всю совокупность знаний своей эпохи и на столетия определяли характер научного мировоззрения. В XIX в. такой величиной в области естественных наук стал Александр Михайлович Бутлеров. Заслуги А. М. Бутлерова в области органической химии достаточно велики, чтобы отвести ему почетное место в истории мировой и отечественной науки.

Огромным вкладом А. М. Бутлерова в мировую науку было создание теории химического строения, лежащей в основе современных представлений о природе химических соединений. Он был основоположником крупнейшей школы русских химиков (« бутлеровской школы »), из которой вышли почти все выдающиеся отечественные химики-органики и которой страна обязана решением многих важных народнохозяйственных проблем, подобных открытию промышленного метода получения синтетического каучука.

Он, несомненно, принадлежал к тем немногим в истории не только своего народа, но и человечества, кому было по силам охватить могучим умом целостность органической химии и стать провидцем её дальнейшего развития

Актуальность данной темы заключается в том, что изучение органической химии становится все более важной и необходимой задачей. Это вызвано непрерывно возрастающим и усложняющимся воздействием человека на окружающую среду.

Изучать органическую химию без теоретического наследия Бутлерова невозможно. Недаром известный советский учёный академик А. Н. Несмеянов, выступая на Международном химическом симпозиуме в 1961г. в Ленинграде, сказал: "Вряд ли можно назвать другую отрасль науки, в которой единственная теория занимала такое доминирующее и определяющее курс положение, как теория строения А. М. Бутлерова в органической химии. 100 лет она служит стержнем развития и расцвета этой науки".

Именно поэтому наша научная общественность и вся страна до сих пор высоко чтут имя А. М. Бутлерова.

Цель работы - раскрыть аспекты теории химического строения органических веществ.

Для достижения данной цели, были поставлены следующие задачи:

Проанализировать состояние орг анической химии в середине XIX в.
Рассмотреть предпосылки теории химического строения
Сформулировать и сгруппировать основные положения этой теории
Проследить, как эта теории повлияла на дальнейшее состояние органической химии.

Глава I. Развитие органической химии в IX в.

1.1Состояние органической химии в середине XIX в.

В середине XIX в. в мировой органической химии господствовали доструктурные теории – теория радикалов и теория типов.

Теория радикалов (ее создатели Ж. Дюма, И. Берцелиус) утверждала, что

в состав органических веществ входят радикалы, переходящие из одной

молекулы в другую: радикалы постоянны по составу и могут существовать в

свободном виде. В дальнейшем было установлено, что радикалы могут

подвергаться изменениям в результате реакции замещения (замещение атомов водорода атомами хлора). Так, была получена трихлоруксусная кислота.

Теория радикалов была постепенно отвергнута, однако она оставила глубокий след в науке: понятие о радикале прочно вошло в химию. Верными оказались утверждения о возможности существования радикалов в свободном виде, о переходе в огромном числе реакций определенных групп из одного соединения в другое.

Наиболее распространенной в 40-е г.г. ХIХ века была теория типов.

Согласно этой теории все органические вещества считали производными

простейших неорганических веществ – типа водорода, хлоро-водорода, воды,

аммиака и др. Например, тип водорода

Согласно этой теории формулы выражают не внутреннее строение молекул, а только способы образования и реакции вещества. Создатель этой теории Ш.Жерар и его последователи считали, что строение вещества не может быть познано, так как молекулы в процессе реакции изменяются. Для каждого вещества можно написать столько формул, сколько различных видов превращений может испытывать вещество.

Теория типов в свое время была прогрессивной, так как она позволила

провести классификацию органических веществ, предсказать и открыть ряд

несложных веществ, если удавалось отнести их по составу и некоторым

свойствам к определенному типу. Однако далеко не все синтезируемые вещества укладывались в тот или иной тип соединений.

Теория типов обратила основное внимание на изучение химических превращений органических соединений, что важно было для познания свойств веществ.

В дальнейшем теория типов стала тормозом развития органической химии, так как она не в состоянии была объяснить факты, накопившиеся в науке, указать пути синтеза новых веществ, необходимых для техники, медицины, ряда отраслей промышленности и др. Нужна была новая теория, которая смогла бы не только объяснить факты, наблюдения,

но и прогнозировать, указывать пути синтеза новых веществ.

Фактов, требовавших объяснений много –

Вопрос валентности

Изомерии

Написание формул

1.2.Предпосылки создания теории химического строения органических веществ

К моменту появления теории химического строения А.М. Бутлерова многое уже было известно о валентности элементов: Э. Франкланд установил

валентность для ряда металлов, для органических соединений А.Кекуле

предложил четырехвалентность атома углерода (1858) , было высказано

предположение об углерод-углеродной связи, о возможности соединения атомов углерода в цепи (1859, А.С. Купер, А.Кекуле). Эта идея сыграла большую роль в развитии органической химии.

Важным событием в химии был Международный конгресс химиков (1860,

г.Карлсруэ), где были четко определены понятия об атоме, молекуле, атомном весе, молекулярном весе. До этого не было общепризнанных критериев для определения этих понятий, поэтому была путаница в написании формул веществ.

А.М. Бутлеров считал самым существенным успехом химии за период с 1840 по 1880г. установление понятий об атоме и молекуле, что дало толчок развитию учения о валентности и позволило перейти к созданию теории химического строения.

Таким образом, теория химического строения возникла не на пустом месте.

Объективными предпосылками ее появления явились:

Введение в химию понятий о валентности и особенно, о четырехвалентности атома углерода,
Введение понятия об углерод-углеродной связи.
Выработка правильного представления об атомах и молекулах.

1.3.Взгляды А.М. Бутлерова на строение органических веществ

В 1861 году был произнесен доклад А.М. Бутлерова на ХХХVI съезде

немецких врачей и естествоиспытателей в Шпейере. Между тем его первое

выступление по теоретическим вопросам органической химии состоялось в

1858г, в Париже в Химическом обществе. В своем выступлении, а также в

статье о А.С. Купере (1859г.) А.М. Бутлеров указывает на то, что в создании теории химического строения должна сыграть роль валентность (химическое сродство). Здесь он впервые употребил термин «структура», высказал мысль о возможности познания строения вещества, об использовании

для этих целей экспериментальных исследований.

Основные идеи о химическом строении были изложены А.М. Бутлеровым в1861 году в докладе «О химическом строении веществ». В нем отмечалось отставание теории от практики, указывалось на то, что теория типов, несмотря на некоторые ее положительные стороны, имеет крупные недостатки. В докладе дано четкое определение понятия о химическом строении, рассмотрены пути установления химического строения (способы синтеза веществ, использование различных реакций).

А.М. Бутлеров утверждал, что каждому веществу соответствует одна

химическая формула: она характеризует все химические свойства вещества,

реально отражает порядок химической связи атомов в молекулах. В последующие годы А.М. Бутлеров и его ученики осуществили ряд экспериментальных работ с целью проверки правильности предсказаний, сделанных на основе теории химического строения. Так, были синтезированы изобутан, изобутилен, изомеры пентана, ряд спиртов и др. По значимости для науки эти работы можно сравнить с открытием предсказанных Д.И. Менднлеевым элементов (экабор,экасилиций, экаалюминий).

В полном объеме теоретические воззрения А.М. Бутлерова нашли отражение в его учебнике « Введение к полному изучению органической химии» (первое издание вышло в 1864-1866г.г.), построенном на основе теории химического строения. Он считал, что молекулы – это не хаотичное скопление атомов, что атомы в молекулах соединены между собой в определенной последовательности и находятся в постоянном движении и взаимном влиянии. Изучая химические свойства вещества, можно установить последовательность соединения атомов в молекулах и выразить ее формулой.

А.М. Бутлеров считал, что с помощью химических методов анализа и

синтеза вещества можно установить химическое строение соединения и,

наоборот, зная химическое строение вещества, можно предсказать его

химические свойства.

Глава II. Теория химического строения А. М. Бутлерова и её дальнейшее развитие

2.1. Основные положения теории

Основные положения и понятия теории химического строения образуют стройную логическую систему, вне которой немыслима работа современного химика-органика.

В эту систему входят следующие положения:

атомы в молекулах соединены друг с другом попарно химическими связями в соответствии с их валентностью;
молекулы обладают определенным порядком (или последовательностью) в распределении связей между атомами, т. е. определенным химическим строением;
свойства химических соединений зависят от химического строения их молекул; из этого положения следует ряд выводов:

а) изучая свойства веществ, можно составить, представление об их химическом
строении, а зная химическое строение даже еще не полученных веществ, можно предсказать, какими свойствами они будут обладать;

б) причиной изомерии является различие в химическом строении веществ, имеющих одинаковый состав;

в) формулы химического строения дают представление и о свойствах соединений;

г) атомы в молекулах влияют друг на друга, это влияние не одинаково сказывается на свойствах атомов одних и тех же элементов, если химическое строение молекул различно.

Рассмотрим теперь каждое из этих положений и понятий подробнее.

2.1.1. Понятие химического строения

Вводя понятие химического строения, Бутлеров говорил: «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 па друга, соединятся в химическую частицу».

Краткое описание

Содержание

Введение – ст. 3
Глава I. Развитие органической химии в IX в.
1.1 . Состояние органической химии в середине XIX в. – ст.5
1.2 .Предпосылки создания теории химического строения органических веществ.- ст. 6
1.3 . Взгляды А.М. Бутлерова на строение органических веществ. – ст. 7
Глава II. Теория химического строения А. М. Бутлерова и её дальнейшее развитие.
2.1. Основные положения теории. – ст. 9
2.1.1. Понятие химического строения. – ст. 10
2.1.2. Зависимость свойств веществ от их химического строения. – ст. 11
2.1.3. Изомерия. – ст. 14
2.1.4 Взаимное влияние атомов в молекулах. – ст. 16
2.1.5 Формулы химического строения. – ст. 17
2.1.6. Пространственное строение молекул. – ст. 18
2.2. Развитие теории химического строения в xx в. – ст. 21
Заключение. - ст. 23
Список использованной литературы. – ст. 25