АВГУСТ КЕКУЛЕ

АВГУСТ КЕКУЛЕ

(1829–1896)

Фридрих Август Кекуле фон Штрадониц родился 7 сентября 1829 года в Германии. Мальчик оказался поразительно одарённым. Ещё в школе он мог свободно говорить на четырёх языках, обладал литературными способностями. По проекту гимназиста Кекуле было построено три дома! Однако за несколько недель до окончания Августом школы умер отец. После смерти отца вопрос об овладении доходной профессией встал с особой остротой. По совету родных Август уехал в Гисен, где уже год учился в университете его брат Эмиль.

В университете Август стал изучать геометрию, математику, черчение, рисование. Он обладал необыкновенным даром красноречия, умел увлекательно рассказывать, умел тактично дать нужный совет и вскоре стал всеобщим любимцем.

В университете Август впервые услышал имя Юстуса Либиха. Студенты произносили его почтительно, с восторгом. Август Кекуле решил посещать лекции прославленного учёного, хотя и не интересовался химией.

Весной 1848 года Кекуле впервые вошёл в лабораторию Либиха. Профессор с мировым именем произвёл на него неизгладимое впечатление. Уже после первой лекции Август решил, что будет постоянно ходить на занятия Либиха, и с каждым днём химия увлекала его всё больше и больше. Вскоре, забросив архитектуру, он твёрдо решил, что будет заниматься химией.

Но, приехав на летние каникулы, по настоянию родных, Август был вынужден остаться в Дармштадте и поступить в Высшее ремесленное училище. И всё же, убедившись, что Август не намерен отказаться от своего выбора, родные согласились отпустить его снова в Гисен. Весной 1849 года он продолжил свои занятия по аналитической химии.

Его первая научная работа об амилсерной кислоте получила высокую оценку профессора Билля. За неё в июне 1852 года Учёный совет университета присудил Кекуле степень доктора химии.

После окончания университета молодой учёный некоторое время работал в Швейцарии у Адольфа фон Планта, а затем переехал в Лондон, где ему рекомендовали лабораторию Джона Стенхауза.

Многочисленные и продолжительные анализы утомляли его и докучали своим однообразием. Удовлетворение после напряжённого дня он находил в вечерних беседах с коллегами-соотечественниками. Теоретические и философские проблемы органической химии были основным предметом их суждений. Такие понятия, как «соединительный вес», «атомный вес», «молекула», вызывали ещё много споров. Теория типов, созданная Жераром, доказывала, что замещение одного элемента другим имеет место и в тех случаях, когда в реакции участвует элемент, весовое количество которого в два, три или четыре раза больше соединительного веса. Франкланд ввёл понятие «атомность», то, что теперь называется валентностью. Идеи Франкланда развил Уильям Одлинг, предложивший валентность элементов обозначать чёрточкой у химического символа.

Вопрос о валентности чрезвычайно занимал Кекуле, и в его сознании постепенно назревали идеи экспериментальной проверки некоторых теоретических положений, которые он решил изложить в статье. В ней Кекуле сделал попытку обобщить и расширить теорию типов, разработанную Жераром. Кекуле сравнивал свои выводы с главными положениями теории Одлинга. Понятие «валентность» атомов можно использовать как основу новой теории! Атомы соединяются по какой-то простой закономерности. Он представил себе атомы элементов в виде маленьких сфер, которые отличаются друг от друга только по величине.

К сожалению, напряжённая и утомительная работа в лаборатории Стенхауза заполняла почти всё время, и Кекуле не имел возможности обдумать и проверить опытным путём мысли, которые не давали ему покоя. Нужно было искать другую работу. Весной 1855 года Кекуле покинул Англию и вернулся в Дармштадт. Он посетил университеты Берлина, Гисена, Гёттингена и Гейдельберга, но вакантных мест там не было. Тогда он решил просить разрешения определиться в качестве приват-доцента в Гейдельберге. Роберт Бунзен, профессор химии Гейдельбергского университета, одобрил эту идею. По его мнению, лекции Кекуле должны были привлечь слушателей, так как многие студенты интересовались органической химией. Получив разрешение, учёный снял помещение в большом трёхэтажном доме, принадлежавшем торговцу мукой. Одну комнату отвёл под аудиторию, а в другой устроил лабораторию. Места было мало, в лаборатории поместилось всего лишь два рабочих стола, но Кекуле был доволен.

Вначале лекции Кекуле по органической химии посещали только шесть человек, но постепенно аудитория заполнилась, и доходы Кекуле возросли — каждый слушатель вносил определённую сумму.

Теперь Кекуле всё свободное время мог посвятить исследовательской работе. Своё внимание он сосредоточил на гремучей кислоте и её солях, строение которых оставалось ещё невыясненным.

Ему удалось расширить и дополнить теорию типов. К основным Кекуле добавил ещё один — тип метана. Свои выводы он изложил в статье «О конституции гремучей ртути». Увы, учёный не располагал средствами, чтобы снова приняться за опыты с гремучей кислотой. Он решил вплотную заняться теоретическими проблемами. В статье «О теории многоатомных радикалов» Кекуле сформулировал основные положения своей теории валентности. Он обобщил выводы Франкланда, Уильямсона, Одлинга и разработал вопрос о соединительной способности атомов. Число атомов одного элемента, связанных с одним атомом другого элемента, зависит от валентности, то есть от величины сродства составных частей. В этом смысле элементы делятся на три группы: одновалентные, двухвалентные и трёхвалентные.

В этой же статье Кекуле отмечал, что углерод занимает особое место среди всех элементов. В органических соединениях его валентность равна четырём, так как он соединяется с четырьмя эквивалентами водорода или хлора. Таким образом, органические соединения углерода требуют особого изучения.

В статье «О составе и превращениях химических соединений и о химической природе углерода» Кекуле обосновал четырёхвалентность углерода в органических соединениях. Он также отмечал, что попытка Жерара подвести все химические реакции под один общий принцип — двойной обмен — неоправданна, так как существуют реакции прямого соединения нескольких молекул в одну.

Рассматривая состав органических радикалов в новом свете, он писал: «Относительно веществ, содержащих несколько атомов углерода, нужно принять, что атомы других элементов задерживаются в органическом соединении за счёт сродства (валентности) углерода; сами углеродные атомы также соединяются друг с другом, причём часть сродства (валентности) одного углеродного атома насыщается таким же количеством сродства (валентности) другого углеродного атома». Это были совершенно новые идеи, идеи об углеродных цепях. Это была революция в теории органических соединений. Это были первые шаги в теории структуры органических соединений.

А. М. Бутлеров благодаря критическому разбору работ Кекуле и Купера сумел заложить основные положения теории химического строения органических соединений, которая была создана русским учёным спустя несколько лет.

Весной 1858 года умер Жозеф Мореска, преподаватель химии Гентского университета (Голландия). Было решено пригласить на вакантную должность химика из Германии. В конце 1858 года Кекуле вместе со своим помощником Адольфом Байером уехал в Гент.

Здесь учёный продолжил исследовательскую работу. Его по-прежнему занимал вопрос об углеродных цепях. Он считал, что при химических реакциях углеродная цепь остаётся неизменной. Настало время доказать это опытным путём. Постепенно набирая факты, он подтвердил свою точку зрения.

Во время строительства химической лаборатории в Генте, Кекуле познакомился с директором завода светильного газа. Господин Дрори, англичанин по происхождению, лично руководил монтажными работами. Он часто заходил к Кекуле отвести душу — поговорить с ним на родном языке, а учёный владел английским в совершенстве. Постепенно он сблизился с семьёй директора. Дочь директора, красавица Стефания, завладела сердцем Августа.

Девушка получила прекрасное образование. Красота её нежного, тонкого лица, гибкий и острый ум покорили Кекуле. Молодые люди полюбили друг друга с первого взгляда. Господин Дрори благосклонно отнёсся к предложению Кекуле, но посоветовал отложить свадьбу на лето следующего года, чтобы молодожёны смогли во время летнего отпуска Кекуле совершить свадебное путешествие. Кроме того, в ближайшее время Кекуле должен был ехать на съезд естествоиспытателей в Шпейер.

На одном из заседаний этого съезда 19 сентября 1861 года Бутлеров выступил с докладом «О химическом строении веществ». Кекуле весьма скептически отнёсся к новым структурным формулам, которые, по мнению Бутлерова, выражали не только расположение атомов в молекуле, но и показывали, каково их взаимное влияние. Разочаровавшись в теории типов, Кекуле не принимал и новую теорию Бутлерова.

Вернувшись в Гент, он продолжил исследования фумаровой и малеиновых кислот. Не было сомнений, что эти кислоты — изомерные соединения. Но как объяснить их изомерию. Немало бессонных ночей провёл учёный, но объяснения найти пока не мог.

Разрядкой огромного душевного напряжения явилась долгожданная свадьба, которая состоялась летом 1862 года. Сколько радости и счастья принесла ему Стефания! Силы его будто удвоились — вернувшись из свадебного путешествия, он работал с ещё большим энтузиазмом: проводил опыты с ненасыщенными кислотами, заканчивал рукопись учебника органической химии. Но этот счастливый период оказался недолгим: грядущее материнство Стефании принесло тревогу за её здоровье. Кекуле был очень обеспокоен состоянием жены. И самые худшие опасения подтвердились — рождение сына стоило жизни матери. Кекуле был безутешен в горе.

Кекуле в поиске утешения в работе принялся за изучение структуры бензола и его производных. Атомы в молекуле взаимно влияют друг на друга, и свойства молекулы зависят от расположения атомов. Кекуле представлял себе углеродные цепи в виде змей. Они извивались, принимали самые различные положения, отдавали или присоединяли атомы, превращаясь в новые соединения. Он был близок к разгадке, и всё-таки представить структуру бензола ему не удавалось. Как расположены шесть углеродных и шесть водородных атомов в его молекуле? Кекуле делал десятки предположений, но, поразмыслив, отбрасывал.

Есть несколько версий, как открыл Кекуле формулу бензола. По одной из них она ему приснилась. Проснувшись, учёный поспешно набросал на листке бумаги новую форму цепи. Так появилась первая кольцевая формула бензола…

Идея бензольного кольца дала новый толчок для экспериментальных и теоретических исследований. Статью «О строении ароматических соединений» Кекуле послал Вюрцу, который представил её Парижской академии наук. Статья была напечатана в «Бюллетене академии» в январе 1865 года. Наука обогатилась ещё одной новой, исключительно плодотворной теорией строения ароматических соединений.

Дальнейшие исследования в этой области привели к открытию различных изомерных соединений, многие учёные стали проводить опыты по выяснению строения ароматических веществ, предлагали другие формулы бензола… Но теория Кекуле оказалась наиболее правомерной и вскоре утвердилась повсеместно. На основе своей теории Кекуле предсказал возможность существования трёх изомерных соединений (орто, мета и пара) при наличии двух заместителей в бензольном кольце. Перед учёными открылось ещё одно поле деятельности, появилась возможность синтеза новых веществ.

В 1867 году Кекуле был назначен директором нового химического института Боннского университета. В лаборатории вместе с Кекуле работали О. Баллах, Л. Кляйзен, Г. Шультц, Р. Аншютц и другие. Многие из них впоследствии стали известными учёными.

Слава Кекуле как одного из самых выдающихся учёных была общепризнанной. Его избрали почётным членом многие академии мира, с его мнением считались не только учёные, но и промышленники.

До самого преклонного возраста Кекуле продолжал работать с неослабевающей энергией: проводил опыты, читал доклады.

Весной 1896 года в Берлине вспыхнула эпидемия гриппа. Болезнь сильно подорвала здоровье Кекуле, давно страдавшего хроническим бронхитом. 13 июля 1896 года великий учёный скончался.