Лев Гумилевский - Бутлеров

В 1864 году в связи со своей работой над третичными спиртами Бутлеров, разъясняя вопрос о строении углеводородов и алкоголей, указал на возможность существования изомерных предельных углеводородов и изомерных первичных спиртов, между тем, как «сам» Вюрц не признавал возможности изомерии предельных углеводородов. В статье «К вопросу об изомерии акриловой кислоты» Бутлеров критически разобрал с точки зрения теории химического строения работы Франкланда и Дюппа.

Уже в эти годы напряженной и необычайно плодотворной деятельности Бутлеров обнаруживает свою проницательность, свою гениальную способность предвидеть «тень грядущих событий».

В статье «О различных способах объяснения некоторых случаев изомерии» он предвидит рождение новой науки, получившей позднее название стереохимии , составляющей сейчас одну из важнейших дисциплин.

«Вряд ли можно присоединиться к мнению Кольбе, — пишет он, — что положение атомов в пространстве нельзя изобразить в плоскости бумаги; ведь математическими формулами выражается положение точек в пространстве, и можно надеяться, что законы, управляющие образованием и существованием химических соединений, найдут в свое время математическое выражение. Но если атомы действительно существуют, тогда я не понимаю, почему все попытки определения их группировки в пространстве, как это полагает Кольбе, должны быть тщетными, почему будущее нас не научит произвести такие определения?»

В этих строках, предвещавших новый фазис развития химии, Бутлеров как химик-философ с необычайно развитой интуицией проявляется как нельзя более ярко. Через одиннадцать лет, в 1874 году, Вант-Гофф и Лебель положили основание «химии в пространстве», или стереохимии.

А как в это же самое время относились к вопросу о «химии в пространстве» выдающиеся ученые Запада, которых их соотечественники рекламируют как «творцов структурной теории»?

Попытки иллюстрировать предполагаемое расположение атомов в пространстве при помощи чертежа Кольбе, например, считал «пустым фокусничаньем с формулами», а о книге Вант-Гоффа «Химия в пространстве» Кольбе, издеваясь над автором, писал:

«Некий доктор Я. Г. Вант-Гофф, служащий ветеринарной школы в Утрехте, повидимому, не имеет никакого вкуса к точному химическому исследованию. Он предпочел сесть верхом на Пегаса (взятого, вероятно, напрокат в ветеринарных конюшнях) и провозглашать в своей «Химии в пространстве» о том, как в продолжение его смелого полета на вершину химического Парнаса атомы казались ему сами себя группирующими во всем мировом пространстве».

В этом злобном выпаде, как в зеркале, отразился весь Кольбе — типичный химик-практик, презирающий теоретические построения, неспособный к философским обобщениям. Противник теории типов, структурной теории, он, естественно, выступил и противником пространственной химии.

Нынешние успехи физико-химических наук подтвердили предвидение Бутлерова о том, что химические, физические, механические и все иные свойства веществ зависят не только от последовательности сцепления атомов в молекулах, то-есть химического строения, но и от размещения атомов в пространстве. Пространственные представления в современной физике и химии стали столь же необходимыми, как и представления об атомах и молекулах.

Отсюда ясно, как глубоко, хотя и опираясь лишь на свою интуицию, Бутлеров проникал в тайны химического строения и как прав был он, предвидя все колоссальное значение созданной им теории химического строения для будущего.

Руководясь ею, не только возможно выяснить причину изомерии громадного числа соединений, но возможно и сознательно выбирать пути к синтезу новых органических соединений, так как из всего огромного числа мыслимых сочетаний атомов способными к существованию оказываются те, которые удовлетворяют основным принципам теории химического строения.

Установление строения органических соединений обратилось в одну из важнейших и труднейших задач органической химии. Для решения вопроса о строении некоторых соединений понадобилось немало труда и времени со стороны исследователей, перед которыми природа ставила все новые и новые загадки. Такой загадкой явился, например, особый вид изомерии, когда вещество способно в одних случаях реагировать, как имеющее одно строение, а в других, как имеющее другое строение.

Для характеристики непосредственного чутья истины в области химических превращений, которым обладал Бутлеров, достаточно указать на тот факт, что возможность взаимных изомерных превращений он предвидел задолго до того, как с этим видом изомерии столкнулись исследователи. Его указание на возможность двойственного поведения вещества в реакциях, вследствие способности вещества к легкому превращению в другое, изомерное ему вещество, кажется каким-то чудом, откровением поэта.

По мнению Бутлерова, сосуществование изомерных веществ в подвижном равновесии могло иметь внешнее проявление, как двойственность свойств одного вещества.

Так Бутлеров правильно объяснил то явление, которое в настоящее время известно под названием таутомерии .

Еще в 1876 году, за десять лет до того, как химик Лаар столкнулся с явлением таутомерии, Бутлеров писал:

«Мыслимо, что частицы некоторых веществ постоянно изомеризуются, переходя из одного видоизменения в другое и обратно…

В огромном большинстве случаев мы имеем дело с веществами, в газообразной или жидкой массе которых при обыкновенных условиях химическому равновесию соответствует присутствие частиц одного определенного строения в бесконечно большем числе, чем частиц других строений, изомерных с первым; но не невероятно, что в некоторых случаях можно встретить и такие тела, масса которых постоянно заключает в заметном количестве изомерные частицы различного химического строения. В первом случае можно смело говорить об определенном химическом строении тела, а во втором… вся эта масса, понятно, будет подвергаться реакциям, свойственным строению, смотря, так сказать, по направлению действия этой реакции».

Идеи Бутлерова о взаимно превращающихся друг в друга изомерах вытекали из основных принципов созданной им теории, из основных его воззрений на химизм. Все это высказано было русским химиком еще в то время, когда в органической химии господствовали представления о неизменности атомных группировок в молекулах.

Правда, Бутлерову в то время казалось еще невозможным решить вопрос о том или ином строении находящихся в таутомерной смеси веществ. Но важно, что в его идее о взаимном превращении веществ, о внутренних перестройках молекул, вопреки укоренившимся взглядам, отражено явление динамической изменчивости молекул.