Биография Александра Михайловича Бутлерова

АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ БУТЛЕРОВ

Химик, создатель  теории химического строения.

Родился 25 августа 1828 года в городе Чистополе Казанской  губернии.  

Мать умерла, воспитание внука взяли на себя дед  и бабушка. Ранние годы Бутлеров провел в глухой деревеньке Подлесная Шантала. Отец, хотя и жил в имении неподалеку, в воспитании сына участия практически не принимал. Хорошо зная лес, Бутлеров рано пристрастился к охоте, с удовольствием ловил бабочек, собирал гербарий. В семейном архиве сохранился удивительный документ, написанный самим Бутлеровым, когда ему только-только исполнилось двенадцать лет. "Моя жизнь" называется короткий рассказ, которому предпослан эпиграф: "Жизнь наша проходит и не возвращается, подобно водам, текущим в море".

"Наша фамилия,  как одни говорят и думают, английского происхождения, а по мнению других, мы происходим из немецкой нации: ибо у одного немца, однофамильца нашего, нашелся одинакий с нашим герб, который между прочими вещами представляет кружек (верно, предки наши были пристрастны к пиву, как все англичане и немцы).

Но дело не в  родословном списке нашей фамилии, но в описании моей жизни, которую  я решился описать вкратце.

Я лишился матери, когда мне было только 11 дней и я не мог чувствовать своей потери; сначала, как обыкновенно бывает, я только и знал бегать и резвиться, в чем мне было раздолье, но при всей ко мне снисходительности я два раза был сечен, один раз подвязкой, в другой не помню чем, так как наверное не помню и число экзекуций, которые, впрочем, я получал только тогда, когда был маленьким; а после я ни разу этого не заслужил от моих наставников.

Пришло время, когда меня посадили за ученье, и  я, выучивши азбуку, стал складывать ба, ва, а потом бра, вра, и наконец стал читать по верхам. После надобно было начинать писать: и, едва научился писать по-русски крупно по линейкам, меня заставили учиться по-французски и по-немецки. Я помню, что бывало мне часто говаривали: "если ты будешь учиться, то и мы будем доставлять тебе все удовольствия", и точно это было всегда так, это же говорят мне и ныне.

Прошло, может  быть, года полтора после того, и  я уже знал несколько фраз на память и изрядно писал, хотя и крупно, на этих языках, как вдруг меня вздумали везти в пансион в Казань учиться. Вот это-то уже было для меня совершенно громовым ударом: ибо я тогда ещё не понимал своей пользы, но, несмотря на это, я был отвезен в пансион; там я сначала очень плакал, а потом привык, слезы мои перестали литься, и я стал более думать об ученье и о том, чтоб чрез это доставить утешение папеньке и моим родным, нежели о том, чтобы возвратиться домой в деревню. Здесь живу я и по сие время благополучно, выдержав целые два раза экзамен, эту ужасную и вместе веселую для пансионеров эпоху."

В 1844 году, закончив гимназию, Бутлеров поступил на естественный разряд физико-математического отделения философского факультета Казанского университета. Белокурый широкоплечий студент с удовольствием занимался химией, но все свободное время по-прежнему отдавал природе. Ботаника и энтомология остались его увлечением. Однажды, охотясь в киргизских степях, Бутлеров заболел брюшным тифом. Полуживым его доставили в Симбирск, где его с трудом выходил отец. Но сам отец, заболев, умер. Это событие сильно отразилось на прежде живом характере Бутлерова. Он помрачнел, потерял прежнюю живость. Зато занятия его стали более углубленными. На упорного студента обратили внимание профессора Казанского университета - К. К. Клаус (это он первый выделил химический элемент рутений), и Н. Н. Зинин. С их помощью Бутлеров оборудовал неплохую домашнюю лабораторию, в которой умудрялся получать достаточно сложные химические препараты, такие, например, как кофеин, изатин или аллоксантин. Более того, он получал в своей домашней лаборатории даже бензидин и галловую кислоту.

В 1849 году Бутлеров окончил Казанский университет.

По представлению  профессора Клауса он был оставлен при университете для приготовления  к профессорскому званию. "Факультет  совершенно уверен, говорилось в соответствующем  постановлении, - что Бутлеров своими познаниями сделает честь университету и заслужит известность в ученом мире, если обстоятельства будут благоприятствовать его ученому призванию."

Как это ни странно, университетскую деятельность Бутлеров начал с чтения лекций по физике и физической географии. Впрочем и степень кандидата он получил за работу о бабочках Волги и Урала. Правда, скоро Бутлеров начал читать лекций и по неорганической химии - для студентов естественников и математиков.

Магистерскую  диссертацию Бутлеров защитил в  феврале 1851 года. Она называлась "Об окислении органических соединений" и представляла, по словам самого Бутлерова "...собрание всех доселе известных  фактов окисления органических тел  и опыт их систематизирования." Но уже в этой работе Бутлеров пророчески заявил: "...Оглянувшись назад, нельзя не удивляться, какой огромный шаг сделала органическая химия в короткое время своего существования. Несравненно больше, однако же, предстоит ей впереди и будет, наконец, время, когда мало помалу откроются и определятся истинные, точные законы... и тела займут свои естественные места в химической системе. Тогда химик по некоторым известным свойствам данного тела, зная общие условия известных превращений, предскажет наперед и без ошибки явление тех или иных продуктов и заранее определит не только состав, но и свойства их."

В 1851 году Бутлеров был избран адъюнктом по кафедре  химии, а в следующем году выполнил экспериментальную работу "О действии осмиевой кислоты на органические соединения".

В 1854 году он защитил  в МГУ докторскую диссертацию "Об эфирных маслах". Сразу после  защиты он поехал в Петербург - повидаться со своим учителем Н. Н. Зининым, к  тому времени перебравшимся в  столицу. "...Непродолжительных бесед  с Н. Н. Зининым в это мое  пребывание в Петербурге, - писал  позже Бутлеров, - было достаточно, чтобы  время это стало эпохой в моем научном развитии".

В 1857 году Бутлеров получил место ординарного профессора Казанского университета. Студенты относились к молодому профессору с интересом. Известный писатель Боборыкин, учившийся  у Бутлерова, вспоминал:

"В лаборатории,  в течение целого курса, присмотрелись  мы к А. М. и сошлись с ним. Месяца через два-три отношения сделались самые простые, однако без того панибратства, какое стало заводиться впоследствии. В А. М. всегда чувствовался необыкновенный такт, не допускавший ни его самого, ни его ученика ни до чего банального или слишком бесцеремонного...

Учеников он совсем не муштровал, не вмешивался в  их работы, предоставлял им полную свободу, но на всякий вопрос откликался с неизменной внимательностью и добродушием. Он любил поболтать с нами, говорил  о замыслах своих работ, шутил, делился  впечатлениями от прочитанных беллетристических  произведений. В ту зиму он ездил  в Москву сдавать экзамен на доктора  химии и часто повторял мне: - Боборыкин, хотите побыстрее быть магистром - не торопитесь жениться. Вот я женился слишком рано, и сколько лет не могу выдержать на доктора...."

В том же году Бутлеров выехал в первую заграничную  командировку.

Он посетил  многие лаборатории и научные  центры Германии, Австрии, Италии, Франции, Швейцарии и Англии и хорошо узнал  известных ученых того времени - М. Буссенго, К. Бернара, А. Беккереля, Э. Пелиго, А. Сен-Клер-Девиля, Г. Розе, А. Балара. В Гейдельберге Бутлеров познакомился с молодым химиком Кекуле, близко подошедшим к теме его главного открытия.

"Бутлеров, - писал  об этой поездке химик Марковников, - был одним из первых русских молодых ученых, воспользовавшихся возможностью ознакомиться ближе с наукой на месте её рождения. Но он поехал за границу уже с таким запасом знаний, что ему не надо было надобности доучиваться, как это делало большинство потом командируемых за границу. Ему нужно было видеть, как работают мастера науки, проследить зарождение и войти в тот интимный круг идей, которым легко обмениваются ученые при личных разговорах, но очень часто держат их при себе и не делают предметом печати. При таких условиях естественно, что Бутлеров мог легко ориентироваться во всем новом, что представлялось его умственным очам. Любовь к своей науке и правильное, честное понимание дела, лежавшего на нем как на профессоре, не позволяли ему отвлекаться иными вопросами, и он вполне предался изучению современных положений химии и предстоящих ей ближайших задач. С основательным запасом научных знаний, и притом владея совершенно свободно французским и немецким языками, ему не трудно было стать на равную ногу с молодыми европейскими учеными и, благодаря своим выдающимся способностям, избрать себе верное направление."

По возвращении  Бутлеров представил Совету Казанского университета подробный "Отчет о  путешествии в чужие края в 1857-1858 годах".

Написанный с  критическим анализом всего виденного  и слышанного этот отчет представлял  собой особого рода научный труд. Например, из него хорошо видно, что  в Париже в лаборатории профессора А. Вюрца Бутлеров тщательно изучал действие алкоголита натрия на йод и на йодоформ. Указанная реакция изучалась химиками и до Бутлерова, но он первый, умело изменяя условия реакции, сумел получить йодистый метилен - соединение, с плотностью 3.32, которое скоро нашло широкое практическое применение у минералогов. Что же касается йодистого метилена, то в искусных руках Бутлерова он стал исходным продуктом для синтеза многих органических соединений.

"Естественность, - писал он, - необходимость теоретических  выводов, вытекающих из фактического  развития науки, объясняют и  то обстоятельство, что все воззрения,  встреченные мною в Западной  Европе, представляли для меня  мало нового. Откинув неуместную  здесь ложную скромность, я должен  заметить, что эти воззрения и  выводы в последние годы более или менее уже усвоились в казанской лаборатории, не рассчитывавшей на оригинальность; они сделались в ней общим ходячим достоянием и частью введены были в преподавание. Едва ли я ошибусь, если предскажу в недалеком будущем слияние спорных воззрений и освобождение их от своеобразных костюмов, в которые они пока ещё одеты и которые нередко закрывают внутреннее содержание, их действительный смысл."

Реорганизовав химическую лабораторию казанского университета, Бутлеров в течение  нескольких лет выполнил ряд важнейших  экспериментальных исследований.

В 1859 году, например, при действии на йодистый метилен  уксуснокислым серебром, он получил  уксусный эфир метиленгликола, а при омылении эфира вместо ожидаемого метиленгликола - полимер формальдегида, которому дал название - диоксиметилен. Это вещество, оказавшееся смесью полимеров, послужило для Бутлерова продуктом для других, ещё более блестящих опытов синтеза.

Так, в 1860 году, при  действии на диоксиметилен аммиаком, он получил сложное азотосодержащее соединение, так называемый гексаметилентетрамин. Полученное вещество под названием уротропин нашло обширное применение в медицине и в химической промышленности.

В 1861 году Бутлеров сделал не менее замечательное открытие: при действии известкового раствора на диоксиметилен он впервые в истории химии получил путем синтеза сахаристое вещество. Этим Бутлеров как бы завершил ряд классических исследований своих современников:

в 1826 году Велер синтезировал щавелевую кислоту, в 1828 году мочевину,

Кольбе в 1848 году синтезировал уксусную кислоту,

Бертело в 1854 году - жиры, и

Бутлеров в 1861 году - сахаристое вещество.

Эти эксперименты помогли Бутлерову оформить идеи и предположения, над которыми он работал в те годы, в стройную теорию. Веря в реальность атомов, он пришел к твердому убеждению, что  ученые получили, наконец, возможность  выражать конкретными формулами  строение молекул самых сложных  органических соединений.

19 сентября 1861 года  на XXXVI собрании немецких естествоиспытателей  и врачей в немецком городе  Шпейере, в присутствии видных химиков, Бутлеров прочел знаменитый доклад - "О химическом строении веществ".

Доклад Бутлерова  начинался с заявления, что теоретическая  сторона химии давно не соответствует  её фактическому развитию, а теория типов, принятая большинством ученых, явно недостаточна для объяснения многих химических процессов. Он утверждал, что  свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного  состава, но также ещё и от пространственного  расположения атомов в молекулах. "Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных  частей, количеством их и химическим строением." Оценивая значение теорий, бытовавших в то время в химии, Бутлеров уверенно заявил, что всякая истинная научная теория должна вытекать из фактов, которые она призвана объяснить.

Доклад Бутлерова  был принят немецкими химиками холодно. Только доктор Гейнц да молодой приват-доцент Эрленмейер отнеслись к докладу Бутлерова понимающе. Но это Бутлерова нисколько не смутило. Ближайшим результатом его работ стал синтез триметилкарбинола, первого представителя класса третичных спиртов, а за ним последовал ряд экспериментов, позволивших подробно выяснить весь механизм реакции получения третичных спиртов.

Опираясь на полученные данные, Бутлеров развил разработанную  им теорию химического строения, одновременно подвергнув критике ошибки, допущенные в близких по подходу работах  известных химиков Кекуле, Кольбе, Эрленмейера. "С мнением Кекуле, - писал он, - что положение атомов в пространстве нельзя представить на плоскости бумаги, едва ли можно согласиться. Ведь выражается же положение точек в пространстве математическими формулами и следует, конечно, надеяться, что законы, которые управляют образованием и существованием химических соединений, найдут когда-нибудь свое математическое выражение."