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2017-10-23 16:05:30 科学百科 阅读 2 次

科研之前/阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫 编辑

阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫
阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫布特列洛夫出生在一个地主和退伍军官的家庭中,他的父辈们曾参加过1812年抵抗拿破仑的卫国战争,布特列洛夫从小过着比较富有的生活,受到过良好的教育。他的初等教育是在一所寄宿学校里完成的,1839年进入喀山中学读书。在中学时期,他喜欢物理学、数学和博物学,对化学更有着特别浓厚的兴趣。1844年中学毕业后,他以优异的成绩考入喀山大学,进一步深入学习化学。1849年大学毕业,因为成绩优良并有独立研究的能力,所以彼留在喀山大学任教。

1851年,布特列洛夫在喀山大学获得了硕士学位,他的硕士论文题目是《论有机化合物的氧化》,1854年,他获得了莫斯科大学博士学位后,就回到喀山大学担任教授。当时在喀山大学任教授的有许多著名的科学家,例如,克拉乌斯、齐宁等,这些人都是享有盛名的科学家和教育家,布特列洛夫和这些专家共同工作,受益很深。后来,克拉乌斯教授被聘到捷尔普斯克大学任教,布特列洛夫就主持和领导喀山大学的全部化学教学活动。

在1857年一1858年,布特列洛夫曾到国外进行科学旅行和考察,在这期间,他结识了许多著名的化学家,其中有凯库勒、康尼查罗等。他还在著名的武兹实验室进行了一系列的研究工作。在研究中,他首先发现了制备二碘甲烷的新方法,并制备了许多二碘甲烷和二碘甲烷的衍生物。他在武兹实验室首次合成了六次甲基四氨(乌洛托品)。首次合成了甲醛的聚合物,并且发现,这些聚合物经石灰水处理会转变成糖类物质。这些新的研究戌果,受到欧洲各国化学家的注目和称赞,一致认为,布特列洛夫的工作是化学上开创性的工作,特别是糖类物质的合成,被认为是人类历史上的第一次。

学术研究/阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫 编辑

阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫
物质化学结构

1861年,布特列洛夫首次提出了化学给构理论的基本思想。这一年9月份,在德国的施别依市,举行了科学家和医生代表大会。会上、布特列洛夫宣读了他的著名论文:《论物质的化学结构》在论文中,他系统地阐明了化学结构理论的基本原理。这一理论的基本观点可以归给为以下两点:
1.“假定两个化学原子,具有一定的和有限的化学亲合力、化学原子借这种化学力形成物体,那么,我拟将这种化学关系,或者叫做复杂物体中的各原子相互结合的方式,称之为化学结构。”
2.“……复杂物质的化学性质,决定于组成这种物质的基本质点的性质,决定于基本质点的数量和化学结构。”

在布特列洛夫之前,有许多化学家对有机结构理论的建立做出了重要贡献。例如1852年,弗兰克兰在研究金属有机化合物时,提出了不同的元素具有不同的给合能力的见解。1857年,凯库勒提出了原子数的概念,他认为:“化合物的分子,由连同原子结合而成,与某上原子相化合的其它元素的原子或基团的数目,取决于各成分的亲合力值”,他说的“亲合力值”就是原子价。他通过研究还进一步指出:“一个原子的碳和四个原子的氢是等价的。”这就提出了碳原子的四价学说。1858年,英国有机化学家库帕在《论一个新的化学理论》一文中,也提出了碳的四价学说,并阐明了碳原子可以互相联接成链的思想,他指出:“碳原子可以和一定数目的氢、氯、氧、硫等元素结合,碳原子和一价元素的最高结合能力是四”,“碳原子彼此之间也可以结合”。

布特列洛夫总给了前人的研究成果,经过独立的研究,系统地提出了有机结构理论。他认为化学物质的结构和性质是紧密联系在一起的,指出:“当人们懂得了物质的化学性质依赖于化学给构的一般原理以后,就可以从化学结构推测化学性质。”布特列洛夫坚信,他所创立的结构理论,必将成为化学上的普遍法则。布特列洛夫还拟定了确定化学结构的方法,制定了确定化学结构的基本原则。此外,他十分注重研究在保持一些化学基团的结构条件下所进行的一些化学反应,他预言,在化学反应中,各种基团有进行重排的可能性。经过深入地研究物质的化学结构,布特列洛夫首先正确地解释了同分异构现象,他指出,化学同分异构体,是那些由相同的化学元素组成,但具有不同化学结构的化合物。他还成功地解释了同分异构体性质对结构的依赖往。认为物质结构内部,存在着构成化学结构的间接的“原子的相互影响”,正是由于这种影响,使原子具有不同的“化学意义”,这种不同的“化学意义”,要看原子所处的化学给构条件而定。

布特列洛夫和他的学生经过长期的实验研究和理论研究,把化学结构学说的一般原理具体化为许多法则,这些经验性的法则,直到本世纪以后,才象其它所有的化学理论一样,得到电子理论的解释。布特列洛夫不仅是一位化学理论家,同时也是一位娴熟的实验家。他和他的助手,对结构理论所预言的一些新物质,都一一进行了实验证明。例如,他从结构理论出发,预言了位置异构和碳链异构的存在,随后,他们就在实验室合成了丁醇和异丁醇,并正确他说明了这两种物质的结构。1864年,布特列洛夫还用结构理论,大胆地预言两种了烷和三种戊烷的存在,这一预言,后来也在实验室中得到了证明。

经过长时期的实验研究和理论研究,布特列洛夫提出的有机结构理论逐步成熟、完善和系统化;他用这一理论成功他说明了有机化学中的各种经验事实,同时,他的理论还能预言新的有机化合物的存在。他把他的研究成果写成《有机化学研究导论》一本巨著,这本书在1864一1866年曾三次在喀山出版,在1867一1368年还曾两次用德文出版,现在,这本书已经成了研究有机化学史和早期有机结构理论的经典著作。

在有机结构理论的指导下,布特列洛夫还详细地研究了有机化学的聚合作用,提出了聚合反应理论,并做了大量的出色的实验,为有机合成化学奠定了基础,布特列洛夫这一开创性的工作,为他的学生列别捷夫加以继承和发展,列别捷夫经过深入的研究,发现了人工合成橡胶的工业方法,1910年,他发表了关于了二烯钠聚合的研究成果人这一成果是苏联早期合成橡胶的理论基础。

培养人才/阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫 编辑

阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫
化学实验布特列洛夫在化学教学和培养人才方面也有杰出的贡献。他在喀山大学任教18年,培养了一大批优秀的化学人才。他的学生遍及全俄各大学和科研单位,很多人成了著名的教授和专家,其中主要有,马尔柯夫尼可夫,A.H.波波夫,A.M.查依采夫等。布特列洛夫在彼得堡大学担任化学教授17年,也培养出一大批著名的学者,其中有,A.E.法沃尔斯基,等。作为一个教育家,布特列洛大在多方面为学生树立了榜样。他治学严谨,精益求精,对教学工作尽心竭力,事必躬亲。他的学生和同事,每当回忆起他的教学和研究工作时,都一致称赞他是“一个无与伦比的人”,这些人部以与他一起工作过或当过他的学生而自豪。

布特列洛夫在科学上的成果是划时代的,作为一“个伟大的你学家也是当之无愧的。他受到了科学家们的普遍的承认”科学史上将永远留名。科学家也会犯错误。在19世纪60年代末期以后,布特列洛夫背离了自然科学唯物主义。因而使他失去了科学的进取心。相反,对扶乱招魂术、降神术等荒诞迷信的东西却发生了浓厚的兴趣。他还把这些东西作为研究对象,用科学方法进行研究。他对扶虬深信不疑。自己还用这种方法预卜吉凶祸福。他认为,人是有灵魂的,灵魂和上帝都是存在的,这些思想和他的自然科学成果产生了尖锐的矛盾。如果有灵魂的魂,那么灵魂的化学组成和化学结构是什么样的?这类问题使布特列洛夫十分难堪,因而,这位伟大队化学家深深地陷入苦闷之中。

尽管布特列洛夫在化学上有过杰出的贡献,成了有世界影响的科学家,但是在帝俄时代。他享受不到应有的待遇;也得不到应有的尊重,他逝世以后,一些简单的纪念活动都是靠他的学生在私下举行的,当局对此则采取了令人气愤的冷漠态度。十月革命之后,在列宁的领导下,苏维埃政府十分重视布特列洛夫的科学成就,广泛宣传和高度评价布特列洛夫的科学贡献。1953年,苏联政府在莫斯科罗蒙诺夫大学化学楼前,专门为布特列洛夫建立了纪念碑,作为对这位伟大的化学家的永久性的纪念,表彰他的杰出的科学贡献。同时,苏联科学虎在1953年,还组织编写和出版了布特列洛夫全集。布特列洛夫的伟大名字,将永远记在科学的史册上。

学术贡献/阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫 编辑

阿列克萨得尔·米哈依洛维奇·布特列洛夫
物质的化学结构式布特列洛夫在化学上的建树甚多,最大成就是对有机化学结构哩论作出了杰出贡献。1861年9月19日,布特列洛夫在德国自然科学家和医生代表大会上,作了有名的《论物质的化学结构》的报告,阐明了他的“化学结构”理论,其要点如下:

(1)建立“化学结构”的概念

主张应把组成物质的化学质点——分子,看成是有内在联系的统一整体。分子中的原子以一定排列顺序结合,其间存在着亲和力的相互作用,在亲和力的相互作用下构成分子。

(2)原子间相互作用有不同的类型

他认为有两种原子间的相互作用,一种存在于直接相连的原子之间,决定分子中原子团或结构单位的反应性能;另一种存在于不直接相连的原子间,决定属于同一类型的各个反应的特殊性。但比较起来,前者主要,后者次要。

(3)化学结构和化学性质间有依赖关系

他指出物质的化学性质取决于它的化学结构;人们既可以通过对化学性质的研究来推测它的结构,也可以根据结构说明物质的化学性质,以至预言尚未发现的新化合物。

(4)关于分子结构的单一性

跟类型论不同,布特列洛夫认为:每个分于有一个确定的结构,不可能有几个不同的结构存在;化学结构式是表示分子结构的方式,并非是描述化学反应的方法。

在1861…1873年间,布特列洛夫根据上述观点,预言并合成了一系列有机化合物:叔丁醇、异丁烯、聚甲醛糖、环六亚甲基四胺(乌洛托品)等。由于当时认识上的局限性,布特列洛夫曾假定碳原子的四个价键是不等同的。
布特列洛夫的主要学术著作有:《有机化学研究概论》、《化学结构与取代理论》等。1886年8月17日,布特列洛夫在喀山逝世。