Барон Йёнс Якоб Берцелиус ( швед.: [jœns ˈjɑ̌ːkɔb bæˈʂěːlɪɵs] [1] (20 августа 1779 — 7 августа 1848) был шведским химиком. В целом, он считается последним человеком, который знал всю область химии. [2] Берцелиус считается, наряду с Робертом Бойлем , Джоном Дальтоном и Антуаном Лавуазье , одним из основателей современной химии . [3] Берцелиус стал членом Королевской шведской академии наук в 1808 году и с 1818 года был ее главным функционером. Он известен в Швеции как «отец шведской химии». При жизни он обычно не использовал свое первое имя и был повсеместно известен просто как Якоб Берцелиус. [4]
Хотя Берцелиус начал свою карьеру как врач , его непреходящий вклад был в области электрохимии , химической связи и стехиометрии . В частности, он известен своим определением атомных весов и своими экспериментами, которые привели к более полному пониманию принципов стехиометрии, которая является разделом химии, относящимся к количественным соотношениям между элементами в химических соединениях и химическим реакциям, и что они происходят в определенных пропорциях. Это понимание стало известно как «Закон постоянных пропорций» . [5]
Берцелиус был строгим эмпириком , ожидавшим, что любая новая теория должна соответствовать сумме современных химических знаний. Он разработал усовершенствованные методы химического анализа, которые были необходимы для разработки основных данных в поддержку его работы по стехиометрии. Он исследовал изомерию , аллотропию и катализ — явления, которые обязаны своими названиями ему. [6] Берцелиус был одним из первых, кто сформулировал различия между неорганическими и органическими соединениями . [7] [8] Среди множества изученных им минералов и элементов ему приписывают открытие церия и селена , а также то, что он первым выделил кремний и торий . Следуя своему интересу к минералогии , Берцелиус синтезировал и химически охарактеризовал новые соединения этих и других элементов.
Берцелиус продемонстрировал использование электрохимической ячейки для разложения определенных химических соединений на пары электрически противоположных компонентов. Из этого исследования он сформулировал теорию, которая стала известна как электрохимический дуализм , утверждая, что химические соединения представляют собой оксидные соли, связанные вместе электростатическими взаимодействиями . Эта теория, хотя и полезная в некоторых контекстах, стала рассматриваться как недостаточная. [5] Работа Берцелиуса с атомными весами и его теория электрохимического дуализма привели к разработке им современной системы обозначений химических формул , которая показывала состав любого соединения как качественно, так и количественно. Его система сокращала латинские названия элементов одной или двумя буквами и применяла верхние индексы для обозначения числа атомов каждого элемента, присутствующего в соединении. Позже химики перешли к использованию нижних индексов вместо верхних. [5]
Берцелиус родился в приходе Веверсунда в Эстергётланде в Швеции. Его отец Самуэль Берцелиус был школьным учителем в соседнем городе Линчёпинг , а его мать Элизабет Доротея Шёстин была домохозяйкой. [9] Его родители оба были из семей церковных пасторов. Берцелиус потерял обоих родителей в раннем возрасте. Его отец умер в 1779 году, после чего его мать вышла замуж за пастора по имени Андерс Экмарк, который дал Берцелиусу базовое образование, включая знание окружающего мира . После смерти его матери в 1787 году о нем заботились родственники в Линчёпинге. Там он посещал школу, сегодня известную как Katedralskolan . [10] Будучи подростком, он устроился учителем на ферму недалеко от своего дома, в это время он увлекся коллекционированием цветов и насекомых и их классификацией . [11]
Позже Берцелиус поступил на медицинский факультет Уппсальского университета с 1796 по 1801 год . В это время его химией обучал Андерс Густав Экеберг , первооткрыватель тантала . Он работал учеником в аптеке, в это же время он также изучал практические вопросы в лаборатории, такие как выдувание стекла. [11] Самостоятельно во время учебы он успешно повторил эксперименты, проведенные шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле , которые привели к открытию Шееле кислорода . [10] Он также работал с врачом в минеральных источниках Медеви . В это время он провел анализ воды из этого источника. Кроме того, в рамках своих исследований в 1800 году Берцелиус узнал об электрическом столбе Алессандро Вольта , первом устройстве, которое могло обеспечивать постоянный электрический ток (т. е. первой батарее). Он сконструировал для себя похожую батарею, состоящую из чередующихся дисков меди и цинка, и это была его первая работа в области электрохимии. [5] [11]
В качестве диссертационного исследования в области медицины он изучал влияние гальванического тока на ряд заболеваний. Это направление экспериментов не дало четких доказательств такого влияния. [11] Берцелиус получил диплом врача в 1802 году. Он работал врачом недалеко от Стокгольма, пока химик и владелец шахты Вильгельм Хизингер не признал его способности как аналитического химика и не предоставил ему лабораторию. [8]
В 1807 году Берцелиус был назначен профессором химии и фармации в Каролинском институте . [5] В период с 1808 по 1836 год Берцелиус работал вместе с Анной Сундстрём , которая была его помощницей и первой женщиной-химиком в Швеции. [12]
В 1808 году он был избран членом Королевской шведской академии наук . В это время Академия находилась в состоянии застоя в течение нескольких лет, так как эпоха романтизма в Швеции привела к снижению интереса к наукам. В 1818 году Берцелиус был избран секретарем Академии и занимал этот пост до 1848 года. За время пребывания Берцелиуса на этом посту ему приписывают возрождение Академии и введение ее во вторую золотую эру (первая была в период астронома Пера Вильгельма Варгентина в качестве секретаря с 1749 по 1783 год). [13] Он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1822 году . [14] В 1827 году он стал корреспондентом Королевского института Нидерландов, а в 1830 году — ассоциированным членом. [15] В 1837 году он был избран членом Шведской академии на кафедру номер 5.
Берцелиус был активным участником движения за трезвость . Вместе с Бенгтом Франк-Спарре , Августом фон Хартмансдорфом , Андерсом Ретциусом , Сэмюэлем Оуэном , Джорджем Скоттом и другими он был одним из основателей Svenska nykterhetssällskapet (Шведского общества трезвости) в 1837 году и его первым председателем. [16] Берцелиус написал предисловие к одной из работ Карла аф Экенстама по этой теме, которая была напечатана тиражом 50 000 экземпляров. [17]
На протяжении большей части своей жизни Берцелиус страдал от различных медицинских недугов. Они включали в себя повторяющиеся мигрени , а затем он страдал подагрой . У него также были эпизоды депрессии . [11]
В 1818 году у Берцелиуса случился нервный срыв , как говорят, из-за стресса на работе. [10] Медицинский совет, который он получил, состоял в том, чтобы путешествовать и брать отпуск. Однако в это время Берцелиус отправился во Францию, чтобы работать в химических лабораториях Клода Луи Бертолле . [11]
В 1835 году, в возрасте 56 лет, он женился на Элизабет Поппиус, 24-летней дочери шведского министра. [11]
Он умер 7 августа 1848 года в своем доме в Стокгольме, где он жил с 1806 года. [18] Он похоронен на кладбище Сольна. [10]
Вскоре после прибытия в Стокгольм Берцелиус написал учебник химии для своих студентов-медиков, Lärbok i Kemien , который стал его первой значительной научной публикацией. Он провел эксперименты, готовясь к написанию этого учебника, по составам неорганических соединений, что было его самой ранней работой по определенным пропорциям. [5] В 1813–1814 годах он представил длинное эссе (опубликованное в пяти отдельных статьях) о пропорциях элементов в соединениях. Эссе начиналось с общего описания, [19] [20] представляло его новую символику и рассматривало все известные элементы. [21] [22] Эссе заканчивалось таблицей «удельных весов» (относительных атомных масс) элементов, где кислород был принят за 100, и выбором соединений, написанных в его новом формализме. [23] [24] [25] Эта работа предоставила доказательства в пользу атомной теории, предложенной Джоном Дальтоном : что неорганические химические соединения состоят из атомов различных элементов, объединенных в целые числа . Обнаружив, что атомные веса не являются целыми кратными атомного веса водорода, Берцелиус также опроверг гипотезу Праута о том, что элементы построены из атомов водорода. [26] : 682–683 Последняя пересмотренная версия Берцелиуса его таблиц атомных весов была впервые опубликована в немецком переводе его учебника химии в 1826 году. [27]
Чтобы помочь своим экспериментам, он разработал систему химических обозначений, в которой элементы, составляющие любое конкретное химическое соединение, получали простые письменные обозначения — например, O для кислорода или Fe для железа — с их пропорциями в химическом соединении, обозначенными числами. Таким образом, Берцелиус изобрел систему химических обозначений, которая используется и по сей день, главное отличие которой заключается в том, что вместо нижних индексов, используемых сегодня (например, H 2 O или Fe 2 O 3 ), Берцелиус использовал верхние индексы (H 2 O или Fe 2 O 3 ). [28]
Берцелиусу приписывают открытие химических элементов церия и селена , а также то, что он первым выделил кремний , торий , титан и цирконий . Берцелиус открыл церий в 1803 году [29] и селен в 1817 году. [30] Берцелиус также открыл, как выделить кремний в 1824 году [31] и торий в 1824 году. [32] [33] Студенты, работавшие в лаборатории Берцелиуса, также открыли литий , лантан и ванадий . [34]
Берцелиус открыл аморфный кремний, повторив эксперимент, проведенный Гей-Люссаком и Тенаром, в котором они реагировали с тетрафторидом кремния с металлическим калием, что дало очень загрязненный кремний. В вариации этого эксперимента Берцелиус нагрел фторсиликат калия с калием. Он дал силицид калия, который он затем размешал с водой, чтобы получить относительно чистый порошок кремния. Берцелиус узнал этот порошок как новый элемент кремния, который он назвал кремнием [35] , название, предложенное ранее Дэви . [36]
Берцелиус был первым, кто выделил цирконий в 1824 году, но чистый цирконий был получен только в 1925 году Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Буром . [37]
.jpg/1280px-L%C3%A4rbok_i_kemien_(vol._I-III).jpg)
Берцелиусу приписывают создание химических терминов « катализ », [38] « полимер» , « изомер » , « белок » и « аллотроп », хотя его первоначальные определения в некоторых случаях значительно отличаются от современных. [39] Например, он ввел термин «полимер» в 1833 году для описания органических соединений, которые имели идентичные эмпирические формулы , но различались по общей молекулярной массе, причем большее из соединений описывалось как «полимеры» наименьшего. [40] В то время концепция химической структуры еще не была разработана, поэтому он рассматривал только количество атомов каждого элемента. Таким образом, он рассматривал, например, глюкозу (C 6 H 12 O 6 ) как полимер формальдегида (CH 2 O), хотя теперь мы знаем, что глюкоза не является полимером мономера формальдегида . [41]
Берцелиус был первым человеком, который провел различие между органическими соединениями (содержащими углерод) и неорганическими соединениями. В частности, он консультировал Герардуса Йоханнеса Мульдера в его элементарных анализах органических соединений, таких как кофе , чай и различные белки . Сам термин «белок» был придуман Берцелиусом в 1838 году после того, как Мульдер заметил, что все белки, по-видимому, имеют одну и ту же эмпирическую формулу , и пришел к ошибочному выводу, что они могут состоять из одного типа очень большой молекулы . Термин происходит от греческого слова, означающего «первого ранга», и Берцелиус предложил это название, потому что белки были настолько фундаментальны для живых организмов. [42]
В 1808 году Берцелиус обнаружил, что молочная кислота содержится не только в молоке, но и в мышечной ткани.
Термин биливердин был введен Берцелиусом в 1840 году, хотя он предпочитал термин «билифульвин» (желтый/красный) вместо «билирубин» (красный). [43]
Берцелиус заявил в 1810 году, что живые существа работают с помощью некоей таинственной «жизненной силы», [44] гипотеза, называемая витализмом . Витализм был впервые предложен предыдущими исследователями, хотя Берцелиус утверждал, что соединения можно различать по тому, требуют ли они каких-либо организмов для своего синтеза ( органические соединения ) или нет ( неорганические соединения ). Однако в 1828 году Фридрих Вёлер случайно получил мочевину , органическое соединение, нагревая цианат аммония . Это показало, что органическое соединение, такое как мочевина, может быть получено синтетически, а не исключительно живыми организмами. Берцелиус переписывался с Вёлером по поводу результатов синтеза мочевины. Однако понятие витализма продолжало сохраняться, пока дальнейшая работа по абиотическому синтезу органических соединений не предоставила существенных доказательств против витализма. [45] [46]
Берцелиус был плодовитым корреспондентом с ведущими учеными своего времени, такими как Герардус Йоханнес Мюлдер , Клод Луи Бертолле , Хамфри Дэви , Фридрих Вёлер , Эйльхард Мичерлих и Кристиан Фридрих Шенбейн .
В 1812 году Берцелиус отправился в Лондон, Англия, включая Гринвич , чтобы встретиться с выдающимися британскими учеными того времени. Среди них были Гемфри Дэви, химик Уильям Волластон , врач-ученый Томас Янг , астроном Уильям Гершель , химик Смитсон Теннант и изобретатель Джеймс Уатт , среди прочих. Берцелиус также посетил лабораторию Дэви. После своего визита в лабораторию Дэви Берцелиус заметил: «Опрятная лаборатория — признак ленивого химика». [39]
В 1810 году Хэмфри Дэви предположил, что хлор является элементом. Берцелиус отверг это утверждение, поскольку считал, что все кислоты основаны на кислороде. Поскольку хлор образует сильную кислоту (соляную кислоту, современную HCl), хлор должен содержать кислород и, таким образом, не может быть элементом. Однако в 1812 году Бернар Куртуа доказал, что йод является элементом. Затем в 1816 году Жозеф-Луи Гей-Люссак продемонстрировал, что синильная кислота (цианистый водород) содержит только водород, углерод и азот и не содержит кислорода. Эти открытия убедили Берцелиуса, что не все кислоты содержат кислород, и что Дэви и Гей-Люссак были правы: хлор и йод действительно являются элементами.
В 1818 году Берцелиус был пожалован дворянством королем Карлом XIV Юханом . В 1835 году он получил титул friherre . [47]
В 1820 году он был избран членом Американского философского общества . [48]
В 1836 году Лондонское королевское общество наградило Берцелиуса медалью Копли с пометкой «За систематическое применение доктрины определенных пропорций к анализу минеральных тел, изложенной в его «Новой системе минералогии» и других его работах». [ необходима цитата ]
В 1840 году Берцелиус был назван кавалером ордена Леопольда . [49] В 1842 году он получил награду Pour le Mérite for Sciences and Arts. [50]
Минерал берцелианит , селенид меди , был открыт в 1850 году и назван в его честь Джеймсом Дуайтом Даной . [51] [52]
В 1852 году в Стокгольме, Швеция, был построен общественный парк и статуя , и то и другое в честь Берцелиуса. Berzeliusskolan , школа, расположенная рядом с его alma mater , Katedralskolan, названа в его честь. В 1890 году довольно известная улица в Гетеборге была названа Berzeliigatan (улица Берцели) в его честь.
В 1898 году Шведская академия наук открыла Музей Берцелиуса в честь Берцелиуса. В фондах музея было много предметов из его лаборатории. Музей был открыт по случаю пятидесятой годовщины со дня смерти Берцелиуса. Среди приглашенных на церемонию, посвященную этому случаю, были научные деятели из одиннадцати европейских стран и Соединенных Штатов, многие из которых выступили с официальными речами в честь Берцелиуса. [53] Позднее Музей Берцелиуса был перемещен в обсерваторию, которая является частью Шведской академии наук. [8]
В 1939 году его портрет появился на серии почтовых марок, посвященных двухсотлетию основания Шведской академии наук. [54] Помимо Швеции, его также почтила Гренада. [11]
В его честь названо тайное общество Берцелиуса в Йельском университете .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
