Барон Йонс Якоб Берцелиус ( шведский: [jœns ˈjɑ̌ːkɔb bæˈʂěːlɪɵs] [1] (20 августа 1779 — 7 августа 1848) был шведским химиком. Берцелиус считается, наряду с Робертом Бойлем , Джоном Далтоном и Антуаном Лавуазье , одним из основоположники современной химии . [2] Берцелиус стал членом Шведской королевской академии наук в 1808 году и служил с 1818 года ее главным функционером.Он известен в Швеции как «отец шведской химии».При жизни он не был обычно использовал свое имя и был широко известен просто как Якоб Берцелиус .
Хотя Берцелиус начал свою карьеру в качестве врача , его значительный вклад был в области электрохимии , химической связи и стехиометрии . В частности, он известен своим определением атомного веса и своими экспериментами, которые привели к более полному пониманию принципов стехиометрии, раздела химии, изучающего количественные отношения между элементами в химических соединениях и химических реакциях, а также то, что эти происходят в определенных пропорциях. Это понимание стало известно как «Закон постоянных пропорций» . [4]
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 получения основных данных в поддержку его работ по стехиометрии. Он исследовал изомерию , аллотропию и катализ — явления, которые обязаны ему своими названиями. [5] Берцелиус был одним из первых, кто сформулировал различия между неорганическими и органическими соединениями . [5] [6] Среди многих минералов и элементов, которые он изучал, ему приписывают открытие церия и селена , а также то, что он первым выделил кремний и торий . Развивая интерес 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. На основе этого исследования он сформулировал теорию, которая стала известна как электрохимический дуализм , утверждая, что химические соединения представляют собой оксидные соли, связанные друг с другом электростатическими взаимодействиями . Эта теория, хотя и полезная в некоторых контекстах, оказалась недостаточной. [4] Работа Берцелиуса с атомными весами и его теория электрохимического дуализма привели к разработке современной системы обозначения химических формул , которая показывала состав любого соединения как качественно, так и количественно. Его система сокращала латинские названия элементов одной или двумя буквами и применяла надстрочные индексы для обозначения количества атомов каждого элемента, присутствующего в соединении. Позже химики перешли на использование нижних индексов, а не надстрочных. [4]
Берцелиус родился в приходе Веверсунда в Эстергётланде в Швеции. Его отец Самуэль Берцелиус был школьным учителем в соседнем городе Линчепинг , а мать Элизабет Доротея Шёстин была домохозяйкой. [7] 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 знания о мире природы . После смерти матери в 1787 году о нем позаботились родственники в Линчёпинге. Там он посещал школу, сегодня известную как Катедральсколан . [8] Будучи подростком, он устроился репетитором на ферму недалеко от своего дома, за это время он увлекся коллекционированием цветов и насекомых и их классификацией . [9]
Позже Берцелиус поступил студентом-медиком в Уппсальский университет с 1796 по 1801 год. Андерс Густав Экеберг , первооткрыватель тантала , в это время преподавал ему химию. Он работал подмастерьем в аптеке, одновременно изучая практические вопросы в лаборатории, например, выдувание стекла. [9] Самостоятельно во время учебы он успешно повторил эксперименты, проведенные шведским химиком Карлом Уильямом Шееле , которые привели к открытию Шееле кислорода . [8] Он также работал с врачом на минеральных источниках Медеви . За это время он провел анализ воды из этого источника. Кроме того, в рамках своих исследований в 1800 году Берцелиус узнал об электрической батарее Алессандро Вольты , первом устройстве, которое могло обеспечивать постоянный электрический ток (т. е. о первой батарее). Он сконструировал для себя аналогичную батарею, состоящую из чередующихся дисков меди и цинка, и это была его первая работа в области электрохимии. [4] [9]
В качестве диссертационного исследования в своих медицинских исследованиях он исследовал влияние гальванического тока на ряд заболеваний. Эта линия экспериментов не дала четких доказательств такого влияния. [9] Берцелиус получил диплом врача в 1802 году. Он работал врачом недалеко от Стокгольма, пока химик и владелец шахты Вильгельм Хизингер не признал его способности химика -аналитика и не предоставил ему лабораторию. [6]
В 1807 году Берцелиус был назначен профессором химии и фармации Каролинского института . [4] Между 1808 и 1836 годами Берцелиус работал вместе с Анной Сундстрём , которая была его помощницей и была первой женщиной-химиком в Швеции. [10]
В 1808 году он был избран членом Шведской королевской академии наук . В это время Академия уже несколько лет находилась в застое, поскольку 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 в должности Берцелиуса ему приписывают возрождение Академии и введение ее во вторую золотую эпоху (первым из которых был период астронома Пера Вильгельма Варгентина на посту секретаря). с 1749 по 1783 год). [11] Он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1822 году. [12] В 1827 году он стал корреспондентом Королевского института Нидерландов, а в 1830 году — ассоциированным членом. [13] В 1837 году он был избран членом Шведской академии , на кафедру № 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 первого председатель. [14] Берцелиус написал предисловие к одной из работ Карла аф Экенштама на эту тему, тираж которой составил 50 000 экземпляров. [15]
Большую часть своей жизни Берцелиус страдал от различных заболеваний. В их число входили периодические мигрени , а позже он заболел подагрой . У него также были эпизоды депрессии . [9]
В 1818 году у Берцелиуса случился нервный срыв , предположительно из-за стресса на работе. [8] Медицинский совет, который он получил, заключался в том, чтобы отправиться в путешествие и взять отпуск. Однако за это время Берцелиус отправился во Францию, чтобы работать в химических лабораториях Клода Луи Бертолле . [9]
В 1835 году, в возрасте 56 лет, он женился на Элизабет Поппиус, 24-летней дочери шведского министра. [9]
Он умер 7 августа 1848 года в своем доме в Стокгольме, где жил с 1806 года. [16] Он похоронен на кладбище Сольна. [8]
Вскоре после прибытия в Стокгольм Берцелиус написал учебник химии для своих студентов-медиков « Lärbok i Kemien» , который стал его первой значимой научной публикацией. Готовясь к написанию этого учебника, он провел эксперименты по составу неорганических соединений, что было его самой ранней работой по определенным пропорциям. [4] В 1813 году он опубликовал эссе о пропорциях элементов в соединениях. Эссе начиналось с общего описания, представляло его новую символику, исследовало все известные элементы, включало таблицу удельных весов и заканчивалось подборкой соединений, написанных в его новом формализме. [17] В 1818 году он составил таблицу относительных атомных весов, где кислород был установлен за 100 и которая включала все элементы, известные в то время. [18] Эта работа предоставила доказательства в пользу атомной теории , предложенной Джоном Дальтоном : что неорганические химические соединения состоят из атомов различных элементов, объединенных в целочисленных количествах . Обнаружив, что атомный вес не является целым кратным весу водорода, Берцелиус также опроверг гипотезу Праута о том, что элементы состоят из атомов водорода. [19] : 682–683 Последняя исправленная версия таблиц атомного веса Берцелиуса была впервые опубликована в немецком переводе его « Учебника химии» в 1826 году. [20]
Чтобы облегчить свои эксперименты, он разработал систему химических обозначений, в которой элементам, составляющим какое-либо конкретное химическое соединение, давались простые письменные обозначения, например, O для кислорода или Fe для железа , а их пропорции в химическом соединении обозначались числами. . Таким образом, Берцелиус изобрел систему химических обозначений, используемую до сих пор, с основным отличием в том, что вместо используемых сегодня индексов (например, H 2 O или Fe 2 O 3 ) Берцелиус использовал верхние индексы (H 2 O или Fe 2 O 3 ). . [21]
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 [22] и селен в 1817 году . [23] Берцелиус также открыл, как изолировать кремний в 1824 году, [24] и торий в 1824 году . [25] [26] Студенты, работавшие в лаборатории Берцелиуса, также открыли литий , лантан. и ванадий . [27]
Берцелиус открыл аморфный кремний, повторив эксперимент, проведенный Гей-Люссаком и Тенаром, в котором они вступили в реакцию тетрафторида кремния с металлическим калием, в результате чего получился очень нечистый кремний. В одном из вариантов этого эксперимента Берцелиус нагрел фторосиликат калия с калием. Получился силицид калия, который он затем смешал с водой, чтобы получить относительно чистый кремниевый порошок. Берцелиус признал этот порошок новым элементом кремния, который он назвал кремнием [28] — название, предложенное ранее Дэви . [29]
Берцелиус был первым, кто выделил цирконий в 1824 году, но чистый цирконий не производился до 1925 года Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Буром . [30]
.jpg/1280px-L%C3%A4rbok_i_kemien_(vol._I-III).jpg)
Берцелиусу приписывают создание химических терминов « катализ », [31] « полимер », « изомер », « белок » и « аллотроп », хотя его первоначальные определения в некоторых случаях значительно отличаются от современного использования. [32] В качестве примера, он ввел термин «полимер» в 1833 году для описания органических соединений, которые имели одинаковые эмпирические формулы , но отличались общей молекулярной массой, причем большее из соединений описывалось как «полимеры» наименьшего. [33] В это время концепция химической структуры еще не была разработана, так что 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 . [34]
Берцелиус был первым, кто провел различие между органическими соединениями (содержащими углерод) и неорганическими соединениями. В частности, он консультировал Герардуса Йоханнеса Мюлдера в его элементном анализе органических соединений, таких как кофе , чай и различные белки . Сам термин « белок» был придуман Берцелиусом в 1838 году, после того как Малдер 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 больших молекул . Этот термин происходит от греческого языка, означающего «первого ранга», и Берцелиус предложил это название, потому что белки имеют фундаментальное значение для живых организмов. [35]
В 1808 году Берцелиус обнаружил, что молочная кислота содержится в мышечной ткани, а не только в молоке.
Термин «биливердин» был введен Берцелиусом в 1840 году, хотя он предпочитал «билифульвин» (желтый/красный) «билирубину» (красному). [36]
Берцелиус заявил в 1810 году, что живые существа действуют посредством какой-то таинственной «жизненной силы», [37] гипотеза, названная витализмом . Витализм был впервые предложен предшествующими исследователями, хотя Берцелиус утверждал, что соединения можно отличить по тому, требуются ли для их синтеза какие-либо организмы ( органические соединения ) или нет ( неорганические соединения ). Однако в 1828 году Фридрих Велер случайно получил мочевину , органическое соединение, путем нагревания цианата аммония . Это показало, что такое органическое соединение, как мочевина, можно получить синтетически, а не только живыми организмами. Берцелиус переписывался с Вёлером по поводу результатов синтеза мочевины. Однако представление о витализме продолжало существовать до тех пор, пока дальнейшие работы по абиотическому синтезу органических соединений не предоставили существенных доказательств против витализма. [38] [39]
Берцелиус был плодовитым корреспондентом с ведущими учеными своего времени, такими как Герардус Иоганнес 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 Хамфри Дэви, химик Уильям Волластон , врач-ученый Томас Янг , астроном Уильям Гершель , химик Смитсон Теннант и изобретатель Джеймс Уотт и другие. Берцелиус также посетил лабораторию Дэви. После посещения лаборатории Дэви Берцелиус заметил: «Опрятная лаборатория — признак ленивого химика». [32]
Хамфри Дэви в 1810 году предположил, что хлор является элементом. Берцелиус отверг это утверждение, поскольку считал, что все кислоты основаны на кислороде. Поскольку хлор образует сильную кислоту (соляную кислоту, современный HCl), хлор должен содержать кислород и, следовательно, 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 в том, 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 королем Карлом XIV Юханом в дворянство . В 1835 году он получил титул фриэра . [40]
В 1820 году он был избран членом Американского философского общества . [41]
Лондонское королевское общество вручило Берцелиусу медаль Копли в 1836 году с наградой «За систематическое применение доктрины определенных пропорций к анализу минеральных тел, содержащейся в его «Новой системе минералогии» и в других его работах». [ нужна цитата ]
В 1840 году Берцелиус был удостоен звания кавалера ордена Леопольда . [42] В 1842 году он получил награду Pour le Mérite за науку и искусство. [43]
Минерал берзелианит , селенид меди , был открыт в 1850 году и назван в его честь Джеймсом Дуайтом Дана . [44] [45]
В 1852 году в Стокгольме (Швеция) были построены общественный парк и статуя в честь Берцелиуса. Берцелиуссколан , школа, расположенная рядом с его альма-матер , Катедральсколан, названа в его честь. В 1890 году в его честь довольно известная улица Гетеборга была названа Берзелиигатан (улица Берзелии).
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 пятидесятилетия со дня смерти Берцелиуса. На церемонию, посвященную этому случаю, были приглашены высокопоставленные ученые из одиннадцати европейских стран и Соединенных Штатов, многие из которых выступили с официальными обращениями в честь Берцелиуса. [46] Музей Берцелиуса позже был перенесен в обсерваторию, которая является частью Шведской академии наук. [6]
В 1939 году его портрет появился на серии почтовых марок, посвященных двухсотлетию со дня основания Шведской академии наук. [47] Помимо Швеции, его почтила также Гренада. [9]
В его честь названо тайное общество Берцелиуса в Йельском университете .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
