|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Stereochemia. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe „Idee dotyczące przestrzennego rozmieszczenia najmniejszych cząstek materii zaczęły być wyrażane, ponieważ sama idea cząsteczek i ich atomów składowych pojawiła się w nauce”, pisze V.M. Potapov. J. Dalton na początku XIX wieku mówił o możliwych formach sferycznych, czworościennych, sześciennych w atomizmie. Mniej więcej w tym samym czasie Wollaston zwrócił uwagę na konieczność uwzględnienia rozmieszczenia atomów w przestrzeni i wskazał, że „stabilną równowagę” przy łączeniu atomów dwóch typów w stosunku 1:4 osiąga się, gdy są one czworościenne. Jednak Wollaston był pesymistą co do możliwości poznania „geometrycznego układu cząstek pierwotnych”. Myśli o możliwości odmiennego ułożenia atomów w cząsteczkach były wielokrotnie wyrażane na początku XIX wieku przez wielu naukowców w związku z omawianiem problemów izomerii... Tak więc w 1831 r. J. Berzelius napisał, że „istnieją ciała złożone z tej samej liczby atomów tych samych pierwiastków, ale ułożone w nierówny sposób, a zatem mające nierówne właściwości chemiczne i nierówną formę krystaliczną”. Już pod koniec lat czterdziestych L. Gmelin zauważył: „Atomy nie znajdują się, jak wyraża formuła, w jednym rzędzie ... ale zbliżają się, na podstawie powinowactwa, jak najbliżej siebie, jak w wyniku czego tworzą mniej lub bardziej regularne figury.Dlatego niezmiernie ważne jest wyznaczenie tego układu atomów...bo z tego być może więcej światła będzie rzucane na formę krystaliczną, izomerię...na budowę związki organiczne. słynny rosyjski chemik A. M. Butlerov w wielu swoich wczesnych pracach wyrażał także ciekawe przemyślenia na temat przestrzennej budowy molekuł: „...nie wierzę, że jest to niemożliwe, jak sądzi Kekule, przedstawiają na płaszczyźnie położenie atomów w przestrzeni”. Jest to oświadczenie z 1864 r., a dwa lata wcześniej Butlerow mówił o czworościennym układzie podstawników wokół atomu węgla: „... weźmy przybliżony przykład i zakładając, że wszystkie 4 jednostki powinowactwa czteroatomowej jednostki węglowej są różne , wyobraź sobie to w postaci czworościanu, w którym każda z 4 płaszczyzn jest zdolna do wiązania 1 udziału wodoru ... ”Nie ma jednak powodu, aby zaliczać Butlerowa do założycieli stereochemii. LICZBA PI. Walden argumentuje: „Dlaczego, można się zastanawiać, minęło kolejnych 25 lat, zanim stereochemia pojawiła się dopiero w 1874 roku?.. Odpowiedź można łatwo dać: idea pojawiła się przed faktami! Fakty, obserwacje – to jest pożywka, w której się ona znajduje istnieje i rozwija się, a w miarę potrzeb, w zależności od nagromadzenia faktów, idea ulega przekształceniu.” Zjawiska, które bezpośrednio posłużyły jako bodziec do narodzin stereochemii, odkryto w jednym z pogranicznych obszarów fizyki i chemii w badaniu interakcji światła i materii. Najpierw odkryto światło spolaryzowane. Jego dalsze badania prowadził francuski naukowiec i polityk Dominique Francois Arago (1786–1853). W 1811 roku udało mu się odkryć, że kwarc ma zdolność obracania płaszczyzny polaryzacji światła. Arago nazwał to zjawisko aktywnością optyczną. Coraz wyraźniej stawało się jasne, że ta zdolność jest związana ze stanem krystalicznym. W końcu warto rozpuszczać kwarc, a traci on aktywność optyczną. Cztery lata później kolejny krok podjął J.B. Biot, który ustalił, że wiele cieczy organicznych ma również aktywność optyczną. Jasne jest, że tutaj wyjaśnienia należało szukać już nie we właściwościach kryształu, ale we właściwościach samej substancji. Dalszy postęp związany jest z pracą Ludwik Pasteur. Punktem wyjścia stereochemicznej pracy Pasteura były badania krystalograficzne soli kwasu winowego. V.M. Potapow opisuje ten proces następująco: „Na pierwszym etapie badań nad substancjami optycznie czynnymi uważano, że ich kryształy są zawsze półścienne, to znaczy mogą występować w dwóch postaciach, powiązanych ze sobą jak przedmiot z jego lustrzanym odbiciem Jedynym wyraźnym wyjątkiem od tej reguły były kryształy prawoskrętnego kwasu winowego, które według niemieckiego chemika E. Mitscherlicha okazały się niepółścienne, całkowicie pokrywające się kształtem z kryształami optycznie nieaktywnego izomeru – kwasu winogronowego. W 1848 r. L. Pasteur powtórzył doświadczenie E. Mitscherlicha i odkrył hemiedrę w kryształach soli sodowo-amonowej kwasu winogronowego (optycznie nieaktywnego). Okazało się, że kryształy dwóch form lustrzanych występują jednocześnie. Oddzielając je pęsetą i oddzielnie rozpuszczając w wodzie, Pasteur odkrył, że oba roztwory są optycznie czynne, przy czym jeden obraca płaszczyznę polaryzacji w prawo, jak naturalny kwas winowy, a drugi w lewo. Tym samym po raz pierwszy wykazano, że substancja optycznie nieaktywna – kwas winogronowy – jest mieszaniną dwóch składników optycznie czynnych: prawoskrętnego i lewoskrętnego kwasu winowego.” Wszystkie powyższe osiągnięcia przygotowały triumf Jacoba Henry'ego van't Hoffa (1852-1911). Urodził się w Holandii w Rotterdamie w rodzinie lekarza. Po ukończeniu szkoły Henry w wieku siedemnastu lat wstąpił do Instytutu Politechnicznego w Delft. Pod koniec drugiego roku zdaje egzaminy na trzeci. van't Hoff uważa, że wyższe wykształcenie to za mało i postanawia pracować nad swoją rozprawą doktorską. Aby to zrobić, postanawia kontynuować naukę na Uniwersytecie w Leiden. Jednak zdecydowanie mu się tam nie podobało, a Henry jedzie do Bonn do słynnego chemika Kekule. Po odkryciu kwasu propionowego przez młodych naukowców, Kekule polecił swojej uczennicy wyjazd do Paryża profesorowi Wurtzowi, specjaliście od syntezy organicznej. W Paryżu Henry zbliżył się do francuskiego chemika przemysłowego Josepha Achille Le Bel (1847-1930). Obaj z zainteresowaniem śledzili badania Pasteura w dziedzinie izomerii optycznej. A potem ... Oto, co pisze K. Manolov w swojej książce „Wielcy chemicy”: „Na Uniwersytecie w Utrechcie istniała bogata biblioteka. Tutaj Henry zapoznał się z artykułem profesora Johannesa Wislicenusa na temat wyników badania kwasu mlekowego . Wziął kartkę papieru i narysował wzór na kwas mlekowy. W centrum cząsteczki ponownie znajduje się jeden asymetryczny atom węgla. Zasadniczo, jeśli zastąpisz cztery różne podstawniki atomami wodoru, otrzymasz cząsteczkę metanu. Wyobraźmy sobie, że atomy wodoru w cząsteczce metanu znajdują się w tej samej płaszczyźnie co atom węgla. Van't Hoffa uderzyła nieoczekiwana myśl. Zostawił artykuł nieprzeczytany i wyszedł na zewnątrz. Wieczorny wiatr rozwiewał jego blond włosy, wokół nie zauważył niczego – przed oczami stanęła mu formuła metanu, którą przed chwilą zobrazował. Ale jakie jest prawdopodobieństwo, że wszystkie cztery atomy wodoru znajdują się na tej samej płaszczyźnie? Wszystko w naturze dąży do stanu minimalnej energii. W tym przypadku dzieje się tak tylko wtedy, gdy atomy wodoru są równomiernie rozmieszczone wokół atomu węgla w przestrzeni. Van't Hoff wyobraził sobie w myślach, jak mogłaby wyglądać cząsteczka metanu w kosmosie. Czworościan! Oczywiście czworościan! To najlepsza lokalizacja! A jeśli atomy wodoru zostaną zastąpione czterema różnymi podstawnikami? Mogą zajmować dwie różne pozycje w przestrzeni. Czy to jest rozwiązanie zagadki? Van't Hoff pospieszył z powrotem do biblioteki. Jak taka prosta myśl mogła mu do tej pory nie przychodzić na myśl? Różnice we właściwościach optycznych substancji związane są przede wszystkim z przestrzenną strukturą ich cząsteczek. Na kartce obok wzoru na kwas mlekowy pojawiły się dwie czworościany, jedna jest lustrzanym odbiciem drugiej. Van't Hoff ucieszył się. Cząsteczki związków organicznych mają budowę przestrzenną! To takie proste... Jak nikt jeszcze tego nie rozgryzł? Musi natychmiast postawić swoją hipotezę i opublikować artykuł. Pomyłka nie jest wykluczona, ale jeśli jego przypuszczenie okaże się słuszne… van't Hoff wyjął czystą kartkę papieru i napisał tytuł przyszłego artykułu: „Propozycja zastosowania nowoczesnych strukturalnych wzorów chemicznych w kosmosie , wraz z uwagą dotyczącą związku między zdolnością optyczną skręcalności a projektowaniem chemicznym związków organicznych”. Tytuł okazał się dość długi, ale trafnie oddawał cel i główny wniosek. „Pozwolę sobie w tym wstępnym raporcie wyrazić pewne myśli, które mogą sprowokować dyskusję” – zaczął swój artykuł Van't Hoff. Intencje autora były najpiękniejsze, pomysły oryginalne i obiecujące, ale niewielki artykuł wydrukowany w języku niderlandzkim pozostał niezauważony przez europejskich naukowców. Docenił to tylko Bui Ballot, profesor fizyki na Uniwersytecie w Utrechcie”. Minęły zaledwie dwa miesiące, odkąd przyjaciel Van't Hoffarda, J. Le Bel, opublikował swoją pracę. Wyjaśnił w nim pojawienie się aktywności optycznej przestrzennymi cechami struktury molekuł w podobny sposób, jak zrobił to wcześniej holenderski naukowiec. Ale prace nie były identyczne. „Najbardziej znaczącą różnicą było”, pisze Potapov, „że Van't Hoff mówił o kierunkowości wartościowości atomu węgla, używając wyraźnego geometrycznego obrazu czworościanu, a Le Bel reprezentował wartościowości jako pewnego rodzaju nie- zorientowana siła dośrodkowa.Grupa podstawników powstająca wokół atomu węgla może być według Le Bela różna w zależności od charakteru tych podstawników, ale niekoniecznie czworościenna.W zastosowaniu do wyjaśnienia przyczyn aktywności optycznej w obecność tak zwanego atomu asymetrycznego, oba podejścia dały ten sam wynik, ale jaśniej sformułowana teoria van't Hoffa okazała się znacznie bardziej owocna w wyjaśnianiu szeregu innych czynników.” Holender rozwinął samą ideę przestrzennej struktury molekuł nie tylko po to, by wyjaśnić zjawiska izomerii optycznej. „W swoim artykule”, kontynuuje Manolov, „podał proste wyjaśnienie izomerii geometrycznej. Po zbadaniu struktury kwasów fumarowych i maleinowych schematycznie pokazał, że ich dwie grupy karboksylowe mogą znajdować się po jednej lub dwóch przeciwnych stronach względem płaszczyzny podwójnego wiązania między atomami węgla”. Nowy artykuł Van't Hoffa „Chemia w kosmosie”, w którym wyraził wszystkie te rozważania, posłużył jako początek nowego etapu w rozwoju chemii organicznej. Wkrótce po jej opublikowaniu, w listopadzie 1875, van't Hoff otrzymał list od profesora Wieslicenusa, który wykładał chemię organiczną w Würzburgu i był jednym z najsłynniejszych ekspertów w tej dziedzinie. „Chciałbym uzyskać zgodę na przetłumaczenie Pańskiego artykułu na język niemiecki przez mojego asystenta dr. Hermanna” – pisał Wislicenus. „Pański rozwój teoretyczny sprawił mi ogromną radość. Widzę w nim nie tylko niezwykle dowcipną próbę wyjaśnienia niezrozumiałych dotąd faktów. , ale że w naszej nauce ... nabierze epokowego znaczenia. Tłumaczenie artykułu ukazało się w 1876 roku. W tym czasie van't Hoffowi udało się dostać pracę jako asystent fizyki w Instytucie Weterynaryjnym w Utrechcie. Szczególne "zasługi" w popularyzacji nowych poglądów van't Hoffa należały do profesora Hermanna Kolbe z Lipska, który wypowiedział się przeciwko artykułowi, i to w dość ostrym tonie. W swoich komentarzach do artykułu van't Hoffa napisał: „Pewien doktor J.G. van't Hoff z Instytutu Weterynaryjnego w Utrechcie najwyraźniej nie ma upodobania do precyzyjnych badań chemicznych. O wiele wygodniej jest mu siedzieć na Pegazie ( prawdopodobnie wzięty do wynajęcia w Instytucie Weterynaryjnym) i głosić w swojej „Chemii w kosmosie”, że, jak mu się wydawało podczas śmiałego lotu do chemicznego Parnasu, atomy znajdują się w przestrzeni międzyplanetarnej. Oczywiście każdy, kto przeczytał tę ostrą naganę, był zainteresowany teorią Van't Hoffa. Tak zaczęło się jego szybkie rozprzestrzenianie w świecie naukowym. Teraz van't Hoff mógł powtórzyć słowa swojego idola Byrona: „Pewnego ranka obudziłem się z celebrytą”. Kilka dni po opublikowaniu artykułu Kolbe van't Hoff otrzymał propozycję pracy nauczyciela na Uniwersytecie Amsterdamskim, a od 1878 roku został profesorem chemii. Autor: Samin D.K.
▪ Szczególna teoria względności
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Kompaktowy projektor 4K Canon XEED 4K600Z ▪ Bezpieczne paliwo nie zapali się w kontakcie z ogniem ▪ Stworzył najdokładniejsze wagi na świecie ▪ Odtwarzacz DVD z możliwością edycji wideo
▪ część witryny Standardowe instrukcje bezpieczeństwa i higieny pracy (TOI). Wybór artykułów ▪ artykuł Dwa razy dwa - świeca stearynowa. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czy samiec konika morskiego może mieć dzieci? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Odległość do horyzontu. Wskazówki turystyczne ▪ artykuł Elektronika użytkowa. Informator ▪ artykuł Kreda, marmur, muszla. Doświadczenie chemiczne
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony