Десять великих корифеев химии
- Амадео Авогадро
- Нильс Бор
- Мария Кюри-Склодовская
- Джон Дальтон
- Майкл Фарадей
- Антуан Лавуазье
- Дмитрий Иванович Менделеев
- Лайнус Полинг
- Эрнест Резерфорд
- Гленн Сиборг
- Девочка-третьеклассница, которой нравятся эксперименты с уксусом и пищевой содой
Наука — это умение что-то предпринять в нужный момент, т.е. находчивость, изобретательность и практичность. Ученые обращаются к собственным знанию, опыту, интуиции и предчувствиям. (И, как вы уже знаете из главы 20, «Десять химических открытий, совершенных по счастливой случайности», в игру также вступают внезапное озарение и удача.) В этой главе речь пойдет о десяти ученых, открытия которых сыграли важную роль в развитии химии. Следует отметить, что таких ученых гораздо больше, но возглавлять первую десятку «лучших из лучших» достойны именно те, которые упоминаются ниже.
В 1811 году итальянский юрист, ставший ученым, Амадео Авогадро исследовал свойства газов и установил свой знаменитый закон: в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число молекул. Закон Авогадро вводил в науку представление о молекулах как о мельчайших частицах элемента. Этот закон также сыграл большую роль в установлении атомных масс элементов и молекулярных масс сложных веществ. С его помощью было определено количество структурных частиц, содержащихся в одном моле вещества. Это количество получило название постоянная Авогадро и используется всеми химиками (как студентами, так и профессионалами) для различных расчетов. А вы о нем знаете? Если нет, тогда обратитесь к главе 10, «Моль: как его понять?».
Нильс Бор
Было замечено, что при нагревании элементы испускают энергию в виде набора отдельных линий, который называется линейчатым спектром. Основываясь на положении квантовой теории света о прерывистой, дискретной, природе излучения и на линейчатом характере атомных спектров, датский ученый Нильс Бор сделал вывод, что энергия электронов в атоме не может меняться непрерывно, а изменяется скачками, т.е. дискретно. Поэтому в атоме возможны не любые энергетические состояния, а лишь определенные » разрешенные» состояния. Переход из одного разрешенного состояния в другое совершается скачкообразно и сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения.
Теория Бора также впервые позволила рассчитывать спектры атомов. Расчет спектра простейшего атома — атома водорода, выполненный Бором, дал блестящие результаты: вычисленное положение спектральных линий в видимой части спектра превосходно совпало с их действительным местоположением в спектре.
Модель Бора для атома была первой, в которой использовалась идея существования уровней энергии — концепция, которая и по сей день является общепринятой. В 1922 году за свою работу Бор получил Нобелевскую премию.
Мария Кюри-Склодовская
Мария Кюри-Склодовская родилась в Польше, но большую часть своей работы сделала во Франции. Окончив университет в Париже, Мария вместе со своим супругом, французским физиком Пьером Кюри занялась изучением радиоактивности. В 1898 году они открыли в составе урановых руд два новых радиоактивных элемента, названных полонием и радием. При этом новые элементы оказались более мощными источниками радиоактивного излучения, чем уран. Мария Кюри впервые ввела в употребление термин радиоактивность. В 1903 году она и ее супруг разделили с Анри Беккерелем Нобелевскую премию.
Джон Дальтон
В 1803 году английский ученый Джон Дальтон установил закон кратных отношений, который непосредственно свидетельствовал о том, что элементы входят в состав соединений лишь определенными порциями. Дальтон придерживался атомной теории строения вещества, и открытие закона кратных отношений явилось подтверждением этой теории.
Развивая атомную теорию, Дальтон ввел близкое к современному представление об атомах и об относительных атомных массах элементов; за единицу атомной массы он принял массу атома водорода как самого легкого.
В отличие от открытий, сделанных многими другими учеными, которым пришлось ждать долгие годы, пока их идеи будут признаны, теории Дальтона были сразу же приняты научным миром. Его идеи послужили окончательным формированием атомно-молекулярного учения и заложили основы количественных аспектов химии. Да, не очень плохо для человека, который начал учиться только в 12 лет!
Майкл Фарадей
Майкл Фарадей, один из крупнейших английских физиков и химиков, внес огромный вклад в область электрохимии. Он ввел в употребление термины электролит, анион, катион и электрод. Фарадей сформулировал законы электролиза, открыл явление электромагнитной
индукции, лежащее в основе работы электромотора и трансформатора, а также открыл несколько органических соединений, в том числе бензол. Впервые получил в жидком виде ряд газов (хлор, аммиак и др.). Без открытий Фарадея мне, возможно, пришлось бы писать эту книгу гусиным пером при свете керосиновой лампы.
Антуан Лавуазье
Выдающийся французский ученый Антуан Лавуазье последовательно применял для решения основных проблем химии теоретические представления и методы физики своего времени, что позволило достигнуть очень важных научных результатов. Он смог связать друг с другом два важных процесса: дыхание и окисление. Для газа, выделенного Пристли, Лавуазье ввел в употребление термин кислород. В 1789 году Лавуазье установил закон сохранения массы, который показал, что при химических реакциях сохраняется не только общая масса веществ, но и масса каждого из элементов, входящих в состав взаимодействующих веществ. Иногда Лавуазье называют отцом химии.
Важнейшим событием в химии было открытие периодического закона. Это открытие, сделанное в 1869 году гениальным русским ученым Д.И. Менделеевым, стало поистине эпохальным, определив пути развития химии на много десятков лет вперед. Расположив все известные на тот момент элементы в порядке возрастания масс, Менделеев обнаружил, что сходные в химическом отношении элементы встречаются через правильные интервалы, а следовательно, в ряду элементов многие свойства периодически повторяются. Эту закономерность, которая нашла свое отражение в периодическом законе, он использовал для создания первоначального вида периодической системы химических элементов.
В то время, когда Менделеев составлял свою таблицу, многие элементы были еще не известны. Поэтому в его периодической таблице имелись пустые клетки, в которых должны были находиться недостающие элементы. Менделеев был не только убежден, что должны существовать не известные еще элементы, но и заранее предсказал свойства таких элементов, основываясь на положении среди других элементов периодической таблицы. Позднее, когда были открыты галлий, скандий и германий, оказалось, что свойства этих элементов удивительно точно совпадают с теми, которые были предсказаны Менделеевым.
Лайнус Полинг
Если Лавуазье — отец химии, то Лайнус Полинг — отец химической связи. Важную роль в создании современного представления о связи сыграли его исследования точной природы химической связи между элементами. Его книга Природа химической связи (The Nature of the Chemical Bond) является классикой в области химии.
За свою работу в области химии Полинг в 1954 году получил Нобелевскую премию. В 1963 году ему присудили еще одну Нобелевскую премию — премию мира. Ее он получил за деятельность, направленную на ограничение испытаний ядерного оружия. Полинг — единственный человек, получивший две Нобелевские премии, которые не пришлось ни с кем делить. (Он также хорошо известен как пропагандист лечения обычной простуды гигантскими дозами витамина C.)
1 Следует отметить, что впервые сформулировал этот закон в 1748 году М.В. Ломоносов, а в 1756 году экспериментально подтвердил его на примере обжигания металлов в запаянных трубках. — Пргимеч. ред.
Эрнест Резерфорд
Хотя Эрнест Резерфорд известен как физик, разработка современной модели атома позволяет считать его » своим» также и среди химиков.
Его можно назвать пионером в области радиоактивности, в частности он открыл три вида лучей, испускаемых радиоактивными веществами, предложил теорию радиоактивного распада, открыл ядро атома и разработал ядерную модель атома, заложив основы современного учения о строении атома. В 1919 году он впервые осуществил искусственное превращение некоторых стабильных элементов, бомбардируя их альфа-частицами. Награжден Нобелевской премией по химии. Вдохновленные Резерфордом, многие его бывшие студенты отправились вслед за ним получать свои Нобелевские премии.
Гленн Сиборг
Работая в Манхэттенском проекте (проект по созданию атомной бомбы), Гленн Сиборг оказался вовлеченным в открытие нескольких трансурановых элементов, т.е. элементов, атомный номер которых больше 92. Сиборг выдвинул предположение, что в периодической таблице элементы Th, Pa и U находятся не на своем месте и должны быть первыми тремя членами редкоземельного ряда, находящегося под лантаноидами.
После второй мировой войны он опубликовал свою теорию, которая вызвала возмущение в среде химиков. Ему говорили, что он разрушит свою научную репутацию, если будет придерживаться этой теории. Однако, по его словам, в этом вопросе у него и так не было никакой научной репутации. Сиборг упорно стоял на своем и оказался прав. В 1951 году он получил Нобелевскую премию.
девочка-третьеклассница, которой нравятся эксперименты с пищевой содой
Эта девочка-третьеклассница олицетворяет собой всех тех детей, которые каждый день совершают великие открытия. С помощью увеличительных стекол они исследуют окружающий мир, проводят эксперименты с магнитами, наблюдают за рождением детенышей животных, создают вулканы из уксуса и пищевой соды и т.д. При этом делают важное открытие: оказывается наука — презабавная штука.
Они внимают тому, что ученые должны упорно делать попытку за попыткой, никогда не сдаваясь. Их вдохновляют родители и учителя. И если им кто-нибудь скажет, что они не должны заниматься наукой, то они просто ему не поверят.
Они задают вопросы, много вопросов. Им нравится разнообразие науки, и они ценят ее красоту. И хотя многие из них, скорее всего, не станут известными учеными, но однажды они вместе со своими детьми будут смеяться и хлопать в ладоши от восторга, создавая вулканы из уксуса и пищевой соды.