Фридрих Вёлер ( нем. [ˈvøːlɐ] ) FRS (For) Hon FRSE (31 июля 1800 — 23 сентября 1882) был немецким химиком , известным своими работами как в органической , так и в неорганической химии , первым изолировав химические элементы бериллий и иттрий . в чистом металлическом виде. Он был первым, кто получил несколько неорганических соединений, в том числе силан и нитрид кремния . [1]
Велер также известен своим плодотворным вкладом в органическую химию , в частности, синтезом Вёлера мочевины . [2] Его синтез органического соединения мочевины в лаборатории из неорганических веществ противоречил убеждению, что органические соединения могут производиться только живыми организмами благодаря «жизненной силе». [1] Однако точная степень роли Велера в уменьшении веры в витализм считается некоторыми сомнительной. [3]
Фридрих Вёлер родился в Эшерсхайме , Германия, в семье ветеринара . В детстве он проявлял интерес к коллекционированию минералов, рисованию и науке. [4] Его среднее образование получил во Франкфуртской гимназии. Во время учебы в гимназии Велер начал химические эксперименты в домашней лаборатории, предоставленной его отцом. Он начал свое высшее образование в Марбургском университете в 1820 году .
2 сентября 1823 года Велер сдал экзамены на доктора медицины, хирургии и акушерства в Гейдельбергском университете , проучившись в лаборатории химика Леопольда Гмелина . Гмелин посоветовал ему сосредоточиться на химии и организовал для Велера проведение исследований под руководством химика Якоба Берцелиуса в Стокгольме , Швеция . [5] [7] Время, проведенное Вёлером в Стокгольме с Берцелиусом, положило начало длительным личным и профессиональным отношениям между двумя учеными. Велер перевел многие научные труды Берцелиуса на немецкий язык для международной публикации. [6] За свою жизнь Велер написал около 275 книг, изданий и статей. [8]
С 1826 по 1831 год Вёлер преподавал химию в Политехнической школе в Берлине . С 1831 по 1836 год он преподавал в Политехнической школе в Касселе . Весной 1836 года Велер стал преемником Фридриха Штромейера на посту рядового профессора химии в Геттингенском университете , где он занимал кафедру химии в течение 46 лет, вплоть до своей смерти в 1882 году. За время его пребывания в Геттингене около 8000 студентов-исследователей были стажировался в своей лаборатории. В 1834 году он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук . [6]
За свою карьеру Велер исследовал более двадцати пяти химических элементов . [9] Ганс Христиан Эрстед был первым, кто отделил элемент алюминий в 1825 году, используя восстановление хлорида алюминия амальгамой калия . [10] Хотя Эрстед опубликовал свои открытия по выделению алюминия в виде мелких частиц, ни один другой исследователь успешно не повторил его выводы до 1936 года. Эрстеду теперь приписывают открытие алюминия. [11] Выводы Эрстеда по приготовлению алюминия были развиты Вёлером с разрешения Эрстеда. Вёлер модифицировал методы Эрстеда, заменив амальгаму калия металлическим калием для восстановления хлорида алюминия. Используя этот усовершенствованный метод, Велер выделил алюминиевый порошок в чистом виде 22 октября 1827 года. В 1845 году он показал, что алюминиевый порошок может превращаться в твердые шарики из чистого металлического алюминия. За эту работу Велеру приписывают первое выделение металлического алюминия в чистая форма. [12] [13]
В 1828 году Велер был первым, кто выделил элемент бериллий в чистой металлической форме (также независимо выделенный Антуаном Бюсси ). [5] [14] В том же году он стал первым, кто выделил элемент иттрий в чистой металлической форме. [15] Он получил эти препараты путем нагревания безводных хлоридов бериллия и иттрия с металлическим калием . [6]
В 1850 году Велер определил, что то, что до тех пор считалось металлическим титаном, представляет собой смесь титана, углерода и азота , из которой он получил наиболее чистую форму, выделенную к тому времени. [16] (Элементарный титан был позже выделен в совершенно чистой форме в 1910 году Мэтью А. Хантером .) [17] Он также разработал химический синтез карбида кальция и нитрида кремния . [18]
Велер, работая с французским химиком Сент-Клер Девиль , выделил элемент бор в кристаллической форме. Он также выделил элемент кремний в кристаллической форме. Кристаллические формы этих двух элементов ранее были неизвестны. В 1856 году, работая с Генрихом Буффом, Вёлер получил неорганическое соединение силан (SiH 4 ). Он приготовил первые образцы нитрида бора путем плавления борной кислоты и цианида калия . Он также разработал метод получения карбида кальция . [6]
Вёлер интересовался химическим составом метеоритов . Он показал, что некоторые метеоритные камни содержат органические вещества. Он анализировал метеориты и в течение многих лет писал обзор литературы по метеоритам в Jahresberichte über die Fortschritte der Chemie . Вёлер собрал лучшую из существовавших частных коллекций метеоритных камней и утюгов. [6]
В 1832 году, не имея собственной лаборатории в Касселе, Вёлер работал с Юстусом Либихом в его лаборатории в Гиссене . В том же году Велер и Либих опубликовали исследование масла горького миндаля . Благодаря детальному анализу химического состава этого масла они доказали своими экспериментами, что группа атомов углерода , водорода и кислорода может вести себя химически так, как если бы она была эквивалентом одного атома, занимая место атома в химическое соединение и обмениваться на другие атомы в химических соединениях. В частности, их исследования масла горького миндаля показали, что группу элементов с химическим составом C 7 H 5 O можно рассматривать как одну функциональную группу, которая стала известна как бензоильный радикал. Таким образом, исследования Велера и Либиха создали новую концепцию в органической химии, называемую сложными радикалами , которая оказала глубокое влияние на развитие органической химии. Позже последующими исследователями было идентифицировано гораздо больше функциональных групп , которые нашли широкое применение в химии. [6]
Либих и Вёлер исследовали концепцию химической изомерии , идею о том, что два химических соединения с одинаковым химическим составом могут быть разными веществами из-за различного расположения атомов в химической структуре . [1] Аспекты химической изомерии возникли в исследованиях Берцелиуса. Либих и Велер исследовали гремучее серебро и цианат серебра . Эти два соединения имеют одинаковый химический состав, но химически различны. Гремучее серебро взрывоопасно, а цианат серебра является стабильным соединением. Либих и Вёлер признали это примерами структурной изомерии, что стало значительным шагом вперед в понимании химической изомерии. [19]
Вёлер также считается новатором в области органической химии после того, как в 1828 году он продемонстрировал лабораторный синтез мочевины из цианата аммония в химической реакции, которая стала известна как « синтез Велера ». [5] [20] [21] Мочевина и цианат аммония являются еще одним примером структурных изомеров химических соединений. Нагревание цианата аммония превращает его в мочевину, которая является его изомером. В письме шведскому химику Йенсу Якобу Берцелиусу в том же году он написал: «В некотором смысле я больше не могу удерживать свою химическую воду. Должен вам сказать, что я могу производить мочевину без использования почек любого животного, будь то человек или собака». [22]
Демонстрация Вёлером синтеза мочевины стала рассматриваться как опровержение витализма , гипотезы о том, что живые существа живы благодаря какой-то особой «жизненной силе». Это было началом конца одной популярной виталистской гипотезы — идеи о том, что «органические» соединения могут создаваться только живыми существами. Отвечая Велеру, Йёнс Якоб Берцелиус признал, что результаты Велера имели большое значение для понимания органической химии, назвав эти результаты «драгоценностью» в «лавровом венке» Велера. Оба учёных также признали важность работы для изучения изомерии , новой области исследований. [23]
Говорят, что роль Велера в ниспровержении витализма со временем стала преувеличена. Эту тенденцию можно проследить до «Истории химии» Германа Коппа ( в четырех томах, 1843–1847). Он подчеркнул важность исследований Велера как опровержения витализма, но проигнорировал их важность для понимания химической изомерии, задав тон последующим авторам. [23] Идея о том, что Велер в одиночку опроверг витализм, также приобрела популярность после того, как она появилась в популярной истории химии, опубликованной в 1931 году, которая, «игнорируя все претензии на историческую точность, превратила Велера в крестоносца». [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31]
Вопреки тому, что считалось во времена Велера, цианат не является чисто неорганическим анионом, поскольку он образуется в различных метаболических путях. [32] Таким образом, превращение цианата аммония в мочевину не было примером производства органического соединения из неорганического предшественника.
Когда Вёлер стал профессором Гёттингенского университета , студенты стали приезжать к нему со всего мира, чтобы обучаться у него. Велер добился особого успеха в своих учениках после того, как дал им практический опыт работы в лаборатории. Позже эта практика была принята во всем мире, став обязательным условием химической лаборатории, которое сегодня требуется в большинстве университетов.
Вёлер также позволил своим ученикам участвовать и помогать ему в исследованиях, что было нетипично для того времени. Эта практика стала почти универсальной, нормализовав исследования на уровне бакалавриата и магистратуры, которые сегодня являются обязательными для получения многих степеней. [33]
Открытия Велера оказали значительное влияние на теоретические основы химии. Журналы каждого года с 1820 по 1881 год содержат его оригинальные научные статьи. В приложении к Scientific American за 1882 год говорилось, что «за два или три своих исследования он заслуживает самой высокой чести, какую только может получить ученый человек, но объем его работы огромен. Если бы он никогда не жил, аспект химии сильно отличался бы от что это сейчас». [34]
Среди известных студентов-исследователей Вёлера были химики Георг Людвиг Кариус , Генрих Лимприхт , Рудольф Фиттиг , Адольф Вильгельм Герман Кольбе , Альберт Ниманн , Войтех Шафаржик , Вильгельм Кюне и Август Фелькер . [35]
Велер был избран членом Лондонского королевского общества в 1854 году. [36] Он был почетным членом Королевского общества Эдинбурга . [37] В 1862 году Вёлер был избран членом Американского философского общества . [38]
«Жизнь и творчество Фридриха Велера (1800–1882)» (2005) Робина Кина считается «первой подробной научной биографией» Велера. [9]
К 100-летию со дня смерти Велера правительство Западной Германии выпустило марку с изображением структуры мочевины и формулой ее синтеза, указанной непосредственно ниже. [39]
Первый брак Велера был в 1828 году [40] на его кузине Франциске Марии Вёлер (1811–1832). У пары было двое детей: сын (Август) и дочь (Софи). После смерти Франциски в 1834 году он женился на Джули Пфайффер (1813–1886), [41] от которой у него было четыре дочери: Фанни, Элен, Эмили и Полина. [42]
Дальнейшие работы Вёлера:
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
