Что синтезировал бутлеров в химии
Александр Михайлович Бутлеров и его вклад в науку
До Бутлерова предпринималось немалое количество попыток создать учение о химическом строении органических соединений. К этому вопросу не раз обращались самые именитые химики того времени, работы которых частично были использованы русским ученым для своей теории строения. Например, немецкий химик Август Кекуле пришел к выводу, что углерод может образовывать четыре связи с другими атомами. Более того, он считал, что для одного и того же соединения может существовать несколько формул, однако при этом всегда добавлял, что в зависимости от химического превращения эта формула может быть разной. Кекуле полагал, что формулы не отражают того, в какой последовательности соединены атомы в молекуле. Другой видный немецкий ученый, Адольф Кольбе, вообще считал принципиально невозможным выяснение химического строения молекул.
Свои основные идеи о строении органических соединений Бутлеров впервые высказал в 1861 году в докладе «О химическом строении вещества», который представил на суд участников Съезда немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере.
В свою теорию он включил идеи Кекуле о валентности (количестве связей для конкретного атома) и шотландского химика Арчибальда Купера о том, что атомы углерода могут образовывать цепочки.
Принципиальным отличием теории Бутлерова от других было положение о химическом (а не механическом) строении молекул — способе, с помощью которого атомы связывались друг с другом, образовывая молекулу. При этом каждый атом устанавливал связь в соответствии с принадлежащей конкретно ему «химической силой». В своей теории ученый проводил четкое различие между свободным атомом и атомом, вступившим в соединение с другим (он переходит в новую форму, а в результате взаимного влияния соединенные атомы, в зависимости от структурного окружения, имеют различные химические функции).
Русский химик был убежден, что формулы не просто схематично изображают молекулы, но и отражают их реальное строение. Более того, каждая молекула имеет определенную структуру, которая меняется только в ходе химических превращений.
Из положений теории следовало (впоследствии было подтверждено экспериментально), что химические свойства органического соединения определяются его строением. Это утверждение особенно важно, так как позволило объяснять и предсказывать химические превращения веществ. Существует и обратная зависимость: по структурной формуле можно судить о химических и физических свойствах вещества. Кроме этого, ученый обратил внимание на то, что реакционная способность соединений объясняется энергией, с которой связываются атомы.
С помощью созданной теории Бутлеров смог объяснить изомерию. Изомерами называют соединения, количество и «качество» атомов в которых одинаково, но при этом они имеют различные химические свойства, а значит, и разное строение. Теория позволила доступно объяснить известные случаи изомерии. Бутлеров верил, что можно определить и пространственное расположение атомов в молекуле. Его предсказания были позже подтверждены, что дало толчок развитию нового раздела органической химии — стереохимии. Следует отметить, что ученый первым открыл и объяснил явление динамической изомерии. Ее смысл заключается в том, что два или несколько изомеров в определенных условиях могут легко переходить друг в друга. Если говорить в общем, то именно изомерия стала серьезным испытанием для теории химического строения и была ею блестяще объяснена.
Сформулированные Бутлеровым неопровержимые положения очень скоро принесли теории всеобщее признание. Верность выдвинутых идей была подтверждена экспериментами ученого и его последователей. В их процессе доказали гипотезу об изомерии: Бутлеров синтезировал один из четырех предсказанных теорией бутиловых спиртов, расшифровал его строение. В соответствии с правилами изомерии, которые напрямую вытекали из теории, также была высказана возможность существования четырех валериановых кислот. Позже они были получены.
Это лишь единичные факты в цепочке открытий: химическая теория строения органических соединений обладала потрясающей предсказательной способностью.
За относительно короткий период было открыто, синтезировано и изучено большое количество новых органических веществ и их изомеров. В итоге теория Бутлерова дала толчок бурному развитию химической науки, в том числе синтетической органической химии.
Так, многочисленные синтезы Бутлерова являются главными продуктами целых отраслей промышленности.
Теория химического строения продолжила развиваться, что принесло органической химии много революционных по тем временам идей. К примеру, Кекуле выдвинул предположение о циклическом строении бензола и перемещении его двойных связей в молекуле, об особых свойствах соединений с сопряженными связями и многом другом. Более того, упомянутая теория сделала органическую химию более наглядной — появилась возможность рисовать формулы молекул.
А это, в свою очередь, положило начало классификации органических соединений. Именно использование структурных формул помогало определить пути синтеза новых веществ, установить строение сложных соединений, то есть обусловило активное развитие химической науки и ее отраслей. Например, Бутлеров стал проводить серьезные исследования процесса полимеризации. В России это начинание было продолжено его учениками, что в итоге позволило открыть промышленный способ получения синтетического каучука.
Краткая биография
Александр Михайлович Бутлеров родился 3 (15) сентября 1828 года в городе Чистополь Казанской губернии в семье помещика, офицера в отставке. Первое образование получил в частном пансионе, затем учился в гимназии и Казанском императорском университете. С 1849-го преподавал, в 1857-м стал ординарным профессором химии в том же университете. Дважды был его ректором. В 1851-м защитил магистерскую диссертацию «Об окислении органических соединений», а в 1854-м в Московском университете — докторскую диссертацию «Об эфирных маслах». С 1868 года был ординарным профессором химии Петербургского университета, с 1874-го — ординарным академиком Петербургской академии наук. Кроме химии Бутлеров уделял внимание практическим вопросам сельского хозяйства, садоводству, пчеловодству, под его руководством началось разведение чая на Кавказе. Умер в деревне Бутлеровка Казанской губернии 5 (17) августа 1886 года.
Вклад Александра Михайловича Бутлерова в мировую и российскую науку
Главным делом всей жизни А. М. Бутлерова 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.
Александр Михайлович Бутлеров — выдающийся русский химик-органик
Александр Михайлович Бутлеров — великий русский химик, оставивший заметный 
след в становлении химии как науки, принимавший непосредственное участие в создании современной теории строения органических соединений. Вклад Бутлерова в органическую химию сложно переоценить — постулаты его теории известны химикам-органикам всего мира. При этом он был еще и блестящим преподавателем, общественным деятелем, специалистом во многих областях. Именно на основе его теории химики всего мира могут интерпретировать химические реакции между различными органическими веществами, открывать новые соединения и разрабатывать методы их синтеза.
Александр родился 15 сентября 1828 года в имении своего отца под Казанью. Мать его умерла вскоре после родов, и мальчика воспитывал отец с помощью любящих тетушек. Михаил Бутлеров придавал большое значение образованию единственного сына. Сначала Саша учился в частном пансионе, потом — в гимназии, закончив которую поступил в университет в Казани на отделение естественных наук. Первоначально юный студент увлекался изучением ботаники и зоологии, но впоследствии, под влиянием знаменитого российского химика Н. Н. Зинина, стал больше внимания уделять химическим исследованиям. После того, как Зинин уехал в Петербург, Бутлеров вернулся к работам по биологии и защитил диплом по биологии бабочек
По окончании учебы молодой Бутлеров остается работать в университете в качестве преподавателя химии. В 1851-м году он женится (на племяннице писателя Аксакова). Защитив кандидатскую и докторскую диссертации, Бутлеров занимает место профессора химии. Он читает лекции, занимается исследованиями в лаборатории и в оранжерее, пишет статьи, посвященные цветоводству, пчеловодству, сельскому хозяйству.
В 1857-м году молодой ученый отправляется в заграничную командировку. Посетив химические научные центры и заводы в Германии, Швейцарии и Италии, прослушав цикл лекций известнейших химиков того времени Бунзена, Беккереля, Либиха и некоторых других, он останавливается в Париже. Здесь он несколько месяцев работает в лаборатории под руководством Адольфа Вюрца, занимаясь изучением свойств производных метилена и синтезировав такие важные вещества как уротропин и «метиленитан». Последний, как потом оказалось, был смесью двух других веществ; но на тот момент считалось, что это первое сахаристое вещество, которое было синтезировано. В любом случае, это было очень большим достижением.
Вернувшись домой, Бутлеров продолжил работы, начатые во Франции, а также вплотную занялся разработкой собственной теории строения органических веществ, которая объясняла бы и предсказывала их поведение в химических реакциях. Эту теорию он представил международной научной общественности в Германии в 1861-м году.
Одновременно с интенсивной научной деятельностью, Бутлеров занимается преподаванием в университете, создает собственную «школу» из учеников, три года занимает пост ректора. Современники считали Бутлерова одним из самых ярких лекторов, который умел простыми словами, живым и образным языком и строгой логикой увлечь аудиторию. Стоит сказать, что доступные для всех желающих лекции по химии, которые он читал в Казани, успешно соперничали по популярности с модными театральными постановками.
В 1868-м году Бутлеров переехал в Петербург и получил место профессора химии 
в университете. Там он продолжил заниматься теоретическими исследованиями, совместно с учениками развивал положения свой теории, работал в созданной им самим лаборатории, продолжая изучение непредельных углеводородов. Он ввел новую методику преподавания химии с упором на практические занятия; вел активную общественную жизнь, пропагандировал высшее образование для женщин и сам участвовал в организации Высших женских курсов. После того, как в 1874-м году его избрали академиком Петербургской Академии Наук, выступил за то, чтобы российская АН больше внимания обращала на заслуги российских ученых. Одновременно Алексанр Михайлович занимался проблемами земледелия, садоводства, разведения чая на Кавказе, рационального пчеловодства, организовал выпуск «Русского пчеловодного листка» и стал его первым редактором.
Умер Бутлеров в 1886-м году.
В следующей статье расскажем более подробно о теории химического строения Бутлерова и о его вкладе в развитие химической науки.
Александр Бутлеров: биография, научная деятельность и достижения
В настоящей статье дана краткая биография Бутлерова Александра Михайловича ― выдающегося русского химика, во многом определившего органическую химию такой, какая она есть сейчас, создавшего знаменитую на весь мир «Теорию строения органических соединений». Именно на ее основе любой химик может интерпретировать химические реакции между любыми органическими веществами, открывать новые соединения и разрабатывать методы их синтеза.
Кроме того, этот ученый был еще и замечательным преподавателем, активным общественным деятелем, специалистом в самых разных сферах естествознания и техники, а биография Бутлерова полна курьезными случаями. При всем этом он был сострадательным, мягким и обаятельным, легким в общении человеком.
Ранняя биография Бутлерова
Александр Михайлович Бутлеров родился 15 сентября 1828 года в Казанской губернии и первые восемь лет своей жизни провел в деревне Бутлеровке, в своих родовых владениях. Мальчик рано потерял мать: она умерла от разрыва сердца вскоре после родов. Его воспитывали в основном бабушка и дедушка, но особенно близким другом и наставником был для него отец.
Возможно, именно Михаил Васильевич послужил примером для будущего великого химика. После войны с Наполеоном он получил звание полковника, предлагали ему и должность вице-губернатора, но Михаил Бутлеров отказался и поселился в своем поместье. Он был страстным любителем охоты и рыбалки, на которые часто брал с собой Сашу, отличался трудолюбием, разбирался в некоторых отраслях естествознания, даже сам лечил своих крестьян, поскольку путь до земской больницы был достаточно дальний. Он не уставал говорить сыну: «Всегда и всего добивайся сам», он же привил ему дисциплину и дал образование. Юный Бутлеров любил читать, владел несколькими языками. Хотя, справедливости ради, выбор сына в пользу естественных наук Михаил Васильевич не слишком одобрял.
К счастью, при этом никто не пострадал, кроме самого Александра, который опалил волосы и бровь и был посажен под замок. Этот проступок настолько возмутил руководство, что к Александру применили невиданное в стенах пансиона доселе наказание: вывели в обеденную залу с табличкой на груди, саркастично гласившей: «Великий химик».
Первые шаги в науку
Как в воду глядели. После гимназии Бутлеров уже в 16 лет стал студентом Казанского университета, где здорово выделялся своим умом среди однокурсников, а едва перешагнув 20-летний порог, стал преподавателем. В 29 лет он и вовсе был избран профессором.
Но в студенческие годы Бутлерову тоже были не чужды разные проделки. Например, они с товарищами так пугали по вечерам суеверных прохожих: влезали друг другу на плечи и накрывались длинной шинелью, что издалека создавало иллюзию невероятно высокой фигуры.
Биография Александра Бутлерова пестрит такими безобидными выходками. Рассказывают, что атлетически сложенный Бутлеров запросто мог прийти с визитом и, не застав хозяев дома, скрутить кочергу в форме буквы «Б» и оставить ее как визитную карточку.
Это не мешало ему быть серьезным и основательным во всем, чем он занимался. Поначалу он больше внимания уделял энтомологии, в частности, его выпускная университетская работа была посвящена бабочкам. Его коллекция и по сей день хранится в зоологическом музее Казанского Федерального университета. Она пережила революцию, Великую Отечественную войну, оставшись в довольно хорошем состоянии. Специалисты говорят, что она не уникальна с научной точки зрения, но вполне грамотно и интересно составлена.
Он собирал насекомых, часто забираясь далеко от города. В связи с этим в юности Бутлеров трагически потерял отца. По несчастью, в одной из своих научных экспедиций он слег с брюшным тифом. Отец, ухаживая за ним, тоже заразился, но, к сожалению, перенес эту болезнь хуже и вскоре скончался. Это стало для Бутлерова тяжелым ударом, и к занятиям он смог вернуться нескоро. После этого интересы ученого всецело сосредотачиваются на химии.
В 1851 году он защитил диссертацию «Об окислении органических соединений». Работа, объединившая и логически выстроившая труды различных ученых, была высоко оценена его коллегами. Как мы знаем, в химии систематический подход имеет большое значение.
В 1853 году Бутлеров выступил с диссертацией «Об эфирных маслах», такого же теоретически-обобщающего содержания, но она была доработана впоследствии с результатами его собственных экспериментов. В Москве в 1854 году он с отличием сдал докторский экзамен и получил степень доктора физики и химии.
25 сентября 1854 года он был практически единогласно избран на должность профессора, и в октябре в ней утвержден.
В 1857–1858 годах Александр Бутлеров был за границей, где обменивался опытом со множеством авторитетных европейских химиков, участвуя в заседаниях Парижского химического общества.
В первом публичном выступлении он высказал мысль, что за радикалы следует считать не только органические группы, но и гидроксильные, амино- и другие группы, то есть все то, что впоследствии мы стали называть функциональными группами.
Достижения в органической химии
Император Александр II назначил Бутлерова ректором Казанского университета, который уже тогда был одним из самых уважаемых и известных учебных заведений в Российской империи. Несмотря на молодой возраст, Александр Михайлович пользовался безграничным уважением коллег, но спустя три года сам оставил должность, чтобы полностью уйти в науку.
В январе 1869 года Бутлеров стал работать на кафедре органической химии в Петербургском университете. Его первую лекцию, состоявшуюся 23 января 1869 года, студенты встретили с восторгом.
Лекции Бутлерова были доступны всем желающим, и, надо сказать, залы всегда были набиты битком. Он действительно был одним из самых ярких лекторов, умел простым языком, последовательно и вместе с тем образно объяснить сложные вещи и увлечь аудиторию. Послушать его лекции приезжали даже крестьяне.
Другие сферы интересов
В конце 1860-х он, вернувшись из поездки за рубеж, занялся газификацией университета. По его проекту здание освещалось газом, который по трубам поступал в люстры. Это было совершенной новинкой для России.
На протяжении всей жизни А. Бутлеров питал особую любовь к пчелам. По воспоминаниям друзей, у Александра Михайловича в имении повсюду были превосходные пчельники: и в лесу, и возле дома, даже в самом доме. Их он конструировал сам. Наверное, такая увлеченность и позволила ему создать свою теорию разведения пчел. Он хотел своим примером помочь крестьянам освоить основы рационального пчеловодства, выпустил книгу, переиздававшуюся множество раз, организовал и журнал на эту тему.
Любопытно, не с биографии Бутлерова ли Конан Дойл списал некоторые черты своего самого знаменитого персонажа, помимо всего прочего, талантливого химика и пчеловода на пенсии? А, может статься, сложность пчелиной организации завораживает всех людей, имеющих аналитический ум.
Интересовался он и растениеводством: разводил чай и особые сорта роз.
Жизнь и общественная деятельность
Бутлеров активно распространял идею доступности высшего образования для женщин. Помогал организовывать Высшие женские курсы в 1878 году, устроил там химические лаборатории, прочитал множество лекций.
На протяжении многих лет он принимал активное участие в работе земских учреждений Казанской губернии. Он поднимал насущные проблемы крестьян. Предлагал организацию страхования, касс взаимопомощи, хлебных запасов, обществ призрения и так далее. Помогал открывать новые сельские школы, сам выступал с лекциями по химии для самой широкой аудитории.
Александр Михайлович, когда бывал в своем имении, по примеру отца лечил крестьян: мог вскрывать нарывы, накладывать швы, перевязывать раны. В округе приобрели известность «бутлеровские порошки». Бутлеров рад был помочь простому народу и в качестве ветеринара.
В 1886-м году Бутлеров умер от болезни, ему было тогда 58 лет. Свою последнюю лекцию великий ученый прочитал всего за год до этого.
Теория строения органических соединений
Бутлеров имел обширные интересы во всех областях, но главным делом его жизни стала теория химического строения органических веществ, перевернувшая взгляды химиков того времени. Он был уверен, что свойства определенного вещества зависят не только от химических элементов, входящих в состав его молекулы, и от их количества, но и от того, как атомы этих элементов связаны между собой. То есть, не только от состава, но и от структуры молекулы. Он ввел понятие изомеров — веществ одинакового химического состава, но разного химического строения, благодаря этому различающихся по своим свойствам.
Теория Бутлерова быстро завоевывала авторитет в международном сообществе химиков. Учебник с изложением этой теории практически сразу был переведен на все основные европейские языки.
Менделеев особо отмечал заслуги Бутлерова в том, что он развивал свои собственные, оригинальные идеи, и в создании им химической школы, и за огромный вклад не только в российскую, но и в мировую науку.
Наследие
Среди учеников Бутлерова, ставших известными химиками, такие представители: Марковников, Зайцев, Попов, Коновалов. На основе теории Бутлерова, продолжив начатое им исследование явлений полимеризации, С. В. Лебедев смог открыть промышленный способ получения синтетического каучука.
