Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века - [16]

На основе именно этой гипотезы Берцелиус смог объяснить важнейшие положения химии и создать так называемую дуалистическую систему. Важнейшим в этой системе было предположение, что сложное вещество состоит из двух частей — электроположительной и электроотрицательной.

Берцелиус различал соединения первого, второго и третьего порядков. К первым он относил соединения кислорода с металлами — основные оксиды (например, К₂О или СuО), а также соединения кислорода с неметаллами — кислотные оксиды (например, SO₃ или СО₂). К соединениям второго порядка — соли (типа ВаОSO₃ — "сернокислый оксид бария"). Соединениями третьего порядка Берцелиус считал двойные соли (например, квасцы). Поскольку в то время еще не существовало отчетливых представлений о составе веществ, приведенные здесь формулы Берцелиус записывал несколько по-иному. Например, вместо К₂О он писал КО.

Даже еще в 1819 г. Берцелиус разделял ошибочное убеждение Лавуазье, что все кислоты содержат кислород, хотя уже в 1810 г. были известны бескислородные неорганические кислоты, например, Дэви доказал что соляная кислота состоит только из водорода и хлора.

Установлению точных атомных весов элементов и соединений в значительной степени способствовали еще два открытия.

Изоморфизм и закон удельных теплоемкостей

В 1818 г. Э. Мичерлих обнаружил, что различные вещества, например калиевые соли фосфорной и мышьяковой кислот, имеют одинаковые кристаллические формы. Изучение этого явления, названного изоморфизмом, позволило сделать выводы о составе некоторых соединений, а в случае соединений, для которых были известны данные анализа, облегчило расчет относительных атомных весов.

Второе открытие было сделано в 1819 г. П. Дюлонгом и А. Пти. Oни сформулировали закон удельных теплоемкостей для твердых элементов, показав, что произведение удельной теплоемкости и атомного веса элемента — величина постоянная. Убедившись в справедливости этих законов, Берцелиус исправил атомные веса некоторых элементов (в основном металлов), для которых ранее он вычислил завышенные значения.

Сложность определения атомных весов для Берцелиуса заключалась в следующем. Используя закон объемных отношений, Берцелиус рассматривал в ряде случаев соединительные (эквивалентные) веса как атомные веса. Но все же в большинстве случаев он определял атомные веса элементов довольно точно, о чем свидетельствует, например, весьма точная его вторая таблица атомных весов, опубликованная в 1826 г.

В последующее десятилетие обнаружились все наиболее значительные противоречия дуалистической системы. Берцелиус пережил крушение своей гипотезы, но принципиальный взгляд Берцелиуса на судьбу любой идеи помог ему пережить это без обиды[38]. Пытаясь спасти дуалистическую систему, Берцелиус выдвигал дополнительные гипотезы, и все-таки ему пришлось убедиться в том, что химики пошли по иному пути.

Начиная с 1821 г. Берцелиус регулярно издавал ежегодные обзоры об успехах физики и химии, и именно на страницах этих книг происходила большая часть дискуссий. На немецкий язык первые три тома этого издания перевел X. Г. Гмелин, а последующие 24 — Ф. Вёлер. В ежегодниках Берцелиус объективно и критически оценивал результаты важнейших исследований, как подтверждающих, так и опровергающих его систему. Однако в последнем выпуске Берцелиус все-таки выступил против данных и воззрений, противоречащих его системе. В течение многих лет эти "Ежегодные сообщения" играли роль важнейшего международного химического журнала.

Написанный Берцелиусом многотомный "Учебник химии" отличался ясным и четким изложением материала[39]. При жизни Берцелиуса этот учебник выдержал пять изданий (каждый раз в переработанном и расширенном виде) и был переведен на многие языки — французский, английский, итальянский, голландский, немецкий. Наглядность, простота и точность изложения оказались очень эффективным оружием в борьбе против умозрительных натурфилософских идей.

От теории радикалов к структурной химии

Явление, наблюдаемое однажды, не может быть предметом спора. Рассуждения на основе такого наблюдения могут привести к совершенно разным мнениям. Взгляды на природу вещей должны непрерывно совершенствоваться путем познания новых фактов и их научного обобщения.

Август Кекуле [23, с. 58]

Элементный анализ и изомерия

Во второй трети XIX в. быстрыми темпами стала развиваться новая область химии — органическая химия, которая вскоре

превратилась в самостоятельный раздел химии; ее развитие имело большое значение для совершенствования теоретических представлений в химии в целом[40].

Со времен Аристотеля было принято разделение природных веществ на три "царства природы" — минералов, растений и животных. Даже в 1675 г. французский химик Николя Лемери в "Курсе химии", выдержавшем затем в течение 80 лет многочисленные переиздания, использовал эту классификацию [24]. Однако в XVIII в. в химической литературе начали различать органическую и неорганическую химию [25, с. 91 и cл.]. Так, например, это новое понятие об органической химии встречается в работе Т. Бергмана "Химические и физические сочинения" (1780 г.), но широкое признание оно получило в начале XIX в., когда стало известно, что в телах растительного и животного происхождения встречаются одни и те же химические вещества [26, с. 93 и cл.].