Великие ученые-химики
материал по химии по теме

АВОГАДРО (Avogadro), Амедео

9 августа 1776 г. – 9 июля 1856 г.

Итальянский физик и химик Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро ди Кваренья э ди Черрето родился в Турине, в семье чиновника судебного ведомства. В 1792 г. окончил юридический факультет Туринского университета, в 1796 г. стал доктором права. Уже в юности Авогадро заинтересовался естественными науками, самостоятельно изучал физику и математику.

В 1803 г. Авогадро представил в Туринскую академию свою первую научную работу по изучению свойств электричества. С 1806 г. преподавал физику в университетском лицее в Верчелли. В 1820 г. Авогадро стал профессором Туринского университета; однако в 1822 г. кафедра высшей физики была закрыта и только в 1834 г. он смог вернуться к преподавательской деятельности в университете, которой занимался до 1850 г.

В 1804 г. Авогадро становится членом-корреспондентом, а в 1819 – ординарным академиком Туринской академии наук.

Научные труды Авогадро посвящены различным областям физики и химии (электричество, электрохимическая теория, удельные теплоёмкости, капиллярность, атомные объёмы, номенклатура химических соединений и др.). В 1811 г. Авогадро выдвинул гипотезу, что в одинаковых объёмах газов содержится при одинаковых температурах и давлении равное число молекул (закон Авогадро). Гипотеза Авогадро позволила привести в единую систему противоречащие друг другу опытные данные Ж.Л.Гей-Люссака (закон соединения газов) и атомистику Дж.Дальтона. Следствием гипотезы Авогадро явилось предположение о том, что молекулы простых газов могут состоять из двух атомов. На основе своей гипотезы Авогадро предложил способ определения атомных и молекулярных масс; по данным других исследователей он впервые правильно определил атомные массы кислорода, углерода, азота, хлора и ряда других элементов. Авогадро первым установил точный количественный атомный состав молекул многих веществ (воды, водорода, кислорода, азота, аммиака, хлора, оксидов азота).
Молекулярная гипотеза Авогадро не была принята большинством физиков и химиков 1-й половины XIX в. Большинство химиков – современников итальянского учёного не могли отчётливо понять различия между атомом и молекулой. Даже Берцелиус, исходя из своей электрохимической теории, считал, что в равных объёмах газов содержится одинаковое число атомов.

Результаты работ Авогадро как основателя молекулярной теории были признаны лишь в 1860 г. на Международном конгрессе химиков в Карлсруэ благодаря усилиям С.Канниццаро. По имени Авогадро названа универсальная постоянная (число Авогадро ) – число молекул в 1 моле идеального газа. Авогадро – автор оригинального 4-томного курса физики, являющегося первым руководством по молекулярной физике, который включает также элементы физической химии.

АРРЕНИУС (Arrhenius), Сванте Август

19 февраля 1859 г. – 2 октября 1927 г.

 Нобелевская премия по химии, 1903 г.

Шведский физикохимик Сванте Август Аррениус родился в имении Вейк, недалеко от Упсалы. Он был вторым сыном Каролины Кристины (Тунберг) и Сванте Густава Аррениуса, управляющего имением. Предки Аррениуса были фермерами. Через год после рождения сына семья переехала в Упсалу, где С.Г. Аррениус вошел в состав совета инспекторов Упсальского университета. Посещая кафедральное училище в Упсале, Аррениус проявил исключительные способности к биологии, физике и математике.

В 1876 г. Аррениус поступил в Упсальский университет, где изучал физику, химию и математику. В 1878 г. ему была присвоена степень бакалавра естественных наук. Однако он продолжал изучение физики в Упсальском университете в течение трех последующих лет, а в 1881 г. уехал в Стокгольм, в Шведскую королевскую академию наук, чтобы продолжать исследования в области электричества под руководством Эрика Эдлунда.

Аррениус исследовал прохождение электрического тока через многие типы растворов. Он выдвинул предположение, что молекулы некоторых веществ при растворении в жидкости диссоциируют, или распадаются, на две или более частиц, которые он назвал ионами. Несмотря на то, что каждая целая молекула электронейтральна, ее частицы несут небольшой электрический заряд – либо положительный, либо отрицательный, в зависимости от природы частицы. Например, молекулы хлорида натрия (соль) при растворении в воде распадаются на положительно заряженные атомы натрия и отрицательно заряженные атомы хлора. Эти заряженные атомы, активные составные части молекулы, образуются только в растворе и создают возможность для прохождения электрического тока. Электрический ток в свою очередь направляет активные составные части к противоположно заряженным электродам.

Эта гипотеза составила основу докторской диссертации Аррениуса, которую он в 1884 г. представил к защите в Упсальском университете. В то время, однако, многие ученые сомневались в том, что в растворе могут сосуществовать противоположно заряженные частицы, и совет факультета оценил его диссертацию по четвертому классу – слишком низко, чтобы он мог быть допущен к чтению лекций.

Ничуть не обескураженный этим, Аррениус не только опубликовал полученные результаты, но и разослал копии своих тезисов целому ряду ведущих европейских ученых, включая знаменитого немецкого химика Вильгельма Оствальда. Оствальд так заинтересовался этой работой, что посетил Аррениуса в Упсале и пригласил его поработать в своей лаборатории в Рижском политехническом институте. Аррениус отклонил предложение, однако поддержка Оствальда способствовала тому, что он был назначен лектором Упсальского университета. Аррениус занимал эту должность в течение двух лет.

В 1886 г. Аррениус стал стипендиатом Шведской королевской академии наук, что позволило ему работать и проводить исследования за рубежом. В течение следующих пяти лет он работал в Риге с Оствальдом, в Вюрцбурге с Фридрихом Кольраушем (здесь он встретился с Вальтером Нернстом), в Грацком университете с Людвигом Больцманом и в Амстердамском – с Якобом Вант-Гоффом. Вернувшись в Стокгольм в 1891 г., Аррениус начинает читать лекции по физике в Стокгольмском университете, а в 1895 г. получает там должность профессора. В 1897 г. он занимает пост ректора университета.

В течение всего этого времени Аррениус продолжает разрабатывать свою теорию электролитической диссоциации, а также изучать осмотическое давление. Вант-Гофф выразил осмотическое давление формулой PV = iRT, где Р обозначает осмотическое давление вещества, растворенного в жидкости; V – объем; R – давление любого присутствующего газа; Т – температуру и i – коэффициент, который для газов часто равен 1, а для растворов, содержащих соли, – больше 1. Вант-Гофф не мог объяснить, почему изменяется значение i, а работа Аррениуса помогла ему показать, что этот коэффициент может быть связан с числом ионов, находящихся в растворе.

В 1903 г. Аррениусу была присуждена Нобелевская премия по химии, «как факт признания особого значения его теории электролитической диссоциации для развития химии». Выступая от имени Шведской королевской академии наук, X. Р. Тернеблад подчеркнул, что теория ионов Аррениуса заложила качественную основу электрохимии, «позволив применять к ней математический подход». «Одним из наиболее важных результатов теории Аррениуса, – сказал Тернеблад, – является завершение колоссального обобщения, за которое первая Нобелевская премия по химии была присуждена Вант-Гоффу».

Ученый с широким диапазоном интересов, Аррениус проводил исследования во многих областях физики: опубликовал статью о шаровых молниях (1883), изучал влияние солнечной радиации на атмосферу, искал объяснение таким климатическим изменениям, как ледниковые периоды, пытался применить физико-химические теории к изучению вулканической активности. В 1901 г. вместе с несколькими своими коллегами он подтвердил гипотезу Джеймса Клерка Максвелла о том, что космическая радиация оказывает давление на частицы. Аррениус продолжил изучение проблемы и, используя это явление, предпринял попытку объяснить природу северного полярного сияния и солнечной короны. Он также предположил, что в космическом пространстве благодаря давлению света могут переноситься споры и другие живые семена. В 1902 г. Аррениус начал исследования в области иммунохимии – науки, которая не переставала интересовать его в течение многих лет.

После того как в 1905 г. Аррениус вышел в отставку, покинув Стокгольмский университет, он был назначен директором физико-химического Нобелевского института в Стокгольме и оставался на этом посту до конца жизни.

В 1894 г. Аррениус женился на Софье Рудбек. У них родился сын. Однако два года спустя их брак распался. В 1905 г. он женился еще раз – на Марии Иоганссон, которая родила ему сына и двух дочерей. 2 октября 1927 г. после непродолжительной болезни Аррениус умер в Стокгольме.

Аррениус получил много наград и титулов. Среди них: медаль Дэви Лондонского королевского общества (1902), первая медаль Уилларда Гиббса Американского химического общества (1911), медаль Фарадея Британского химического общества (1914). Он был членом Шведской королевской академии наук, иностранным членом Лондонского королевского общества и Германского химического общества. Аррениус был удостоен почетных степеней многих университетов, в т. ч. Бирмингемского, Эдинбургского, Гейдельбергского, Лейпцигского, Оксфордского и Кембриджского.

БЕРЦЕЛИУС (Berzelius), Йёнс Якоб

20 августа 1779 г. – 7 августа 1848 г.

Шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус родился в селении Веверсунде на юге Швеции. Его отец был директором школы в Линчепинге. Берцелиус рано потерял родителей и уже во время обучения в гимназии зарабатывал частными уроками. Тем не менее Берцелиус смог получить медицинское образование в Упсальском университете в 1797-1801 гг. По окончании курса Берцелиус стал ассистентом в медико-хирургическом институте институте Стокгольма, а в 1807 г. был избран на должность профессора химии и фармации.

Научные исследования Берцелиуса охватывают все главные проблемы общей химии первой половины XIX в. Он экспериментально проверил и доказал достоверность законов постоянства состава и кратных отношений применительно к неорганическим и органическим соединениям. Одним из важнейших достижений Берцелиуса стало создание системы атомных масс химических элементов. Берцелиус определил состав более чем двух тысяч соединений и рассчитал атомные массы 45 химических элементов (1814-1826). Берцелиус также ввёл современные обозначения химических элементов и первые формулы химических соединений.

В ходе своих аналитических работ Берцелиус открыл три новых химических элемента: церий (1803) совместно со шведским химиком В.Г.Гизенгером (независимо от них церий открыл также М.Г.Клапрот), селен (1817) и торий (1828); впервые получил в свободном состоянии кремний, титан, тантал и цирконий.

Берцелиус известен также своими исследованиями в области электрохимии. В 1803 г. он выполнил работу по электролизу (совместно с В.Гизингером), в 1812 г. – по электрохимической классификации элементов. На основе этой классификации в 1812-1819 гг. Берцелиус разработал электрохимическую теорию сродства, согласно которой причиной соединения элементов в определённых отношениях является электрическая полярность атомов. В своей теории Берцелиус важнейшей характеристикой элемента считал его электроотрицательность; химическое сродство рассматривалось им как стремление к уравниванию электрических полярностей атомов либо групп атомов.

С 1811 г. Берцелиус занимался систематическим определением состава органических соединений, в результате чего доказал применимость стехиометрических законов к органическим соединениям. Он внёс существенный вклад в создание теории сложных радикалов, хорошо согласующейся с его дуалистическими представлениями о сродстве атомов. Берцелиус развивал также теоретические представления об изомерии и полимерии (1830-1835), представления об аллотропии (1841). Он ввёл в науку также и термины «органическая химия», «аллотропия», «изомерия».

Обобщив все известные тогда результаты исследований каталитических процессов, Берцелиус предложил (1835) термин «катализ» для обозначения явлений нестехиометрического вмешательства «третьих сил» (катализаторов) в химические реакции. Берцелиус ввёл понятие «каталитическая сила», аналогичное современному понятию каталитической активности, и указал на то, что катализ играет важнейшую роль в «лаборатории живых организмов».

Берцелиус опубликовал более двухсот пятидесяти научных работ; среди них – пятитомный «Учебник химии» (1808-1818), выдержавший пять изданий и переведённый на немецкий и французский языки. С 1821 г. Берцелиус издавал ежегодный «Обзор успехов химии и физики» (всего вышло 27 томов), являвшийся наиболее полным собранием новейших достижений науки своего времени и оказавший существенное влияние на выработку теоретических представлений химии. Берцелиус пользовался огромным авторитетом у химиков-современников. В 1808 г. он стал членом шведской Королевской Академии наук, в 1810-1818 гг. был её президентом. С 1818 г. Берцелиус – непременный секретарь Королевской Академии наук. В 1818 г. он был посвящен в рыцари, в 1835 г. ему был пожалован титул барона.

БОР (Bohr), Нильс Хенрик Давид

7 октября 1885 г. – 8 ноября 1962 г.

 Нобелевская премия по физике, 1922 г.

Датский физик Нильс Хенрик Давид Бор родился в Копенгагене и был вторым из трех детей Кристиана Бора и Эллен (в девичестве Адлер) Бор. Его отец был известным профессором физиологии в Копенгагенском университете; его мать происходила из еврейской семьи, хорошо известной в банковских, политических и интеллектуальных кругах. Их дом был центром весьма оживленных дискуссий по животрепещущим научным и философским вопросам, и на протяжении всей своей жизни Бор размышлял над философскими выводами из своей работы. Он учился в Гаммельхольмской грамматической школе в Копенгагене и окончил ее в 1903 г. Бор и его брат Гаральд, который стал известным математиком, в школьные годы были заядлыми футболистами; позднее Нильс увлекался катанием на лыжах и парусным спортом.

Когда Бор был студентом-физиком Копенгагенского университета, где он стал бакалавром в 1907 г., его признавали необычайно способным исследователем. Его дипломный проект, в котором он определял поверхностное натяжение воды по вибрации водяной струи, принес ему золотую медаль Датской королевской академии наук. Степень магистра он получил в Копенгагенском университете в 1909 г. Его докторская диссертация по теории электронов в металлах считалась мастерским теоретическим исследованием. Среди прочего в ней вскрывалась неспособность классической электродинамики объяснить магнитные явления в металлах. Это исследование помогло Бору понять на ранней стадии своей научной деятельности, что классическая теория не может полностью описать поведение электронов.

Получив докторскую степень в 1911 г., Бор отправился в Кембриджский университет, в Англию, чтобы работать с Дж.Дж. Томсоном, который открыл электрон в 1897 г. Правда, к тому времени Томсон начал заниматься уже другими темами, и он выказал мало интереса к диссертации Бора и содержащимся там выводам. Но Бор тем временем заинтересовался работой Эрнеста Резерфорда в Манчестерском университете. Резерфорд со своими коллегами изучал вопросы радиоактивности элементов и строения атома. Бор переехал в Манчестер на несколько месяцев в начале 1912 г. и энергично окунулся в эти исследования. Он вывел много следствий из ядерной модели атома, предложенной Резерфордом, которая не получила еще широкого признания. В дискуссиях с Резерфордом и другими учеными Бор отрабатывал идеи, которые привели его к созданию своей собственной модели строения атома. Летом 1912 г. Бор вернулся в Копенгаген и стал ассистент-профессором Копенгагенского университета. В этом же году он женился на Маргрет Норлунд. У них было шесть сыновей, один из которых, Oгe Бор, также стал известным физиком.

В течение следующих двух лет Бор продолжал работать над проблемами, возникающими в связи с ядерной моделью атома. Резерфорд предположил в 1911 г., что атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. Эта модель основывалась на представлениях, находивших опытное подтверждение в физике твердого тела, но приводила к одному трудноразрешимому парадоксу. Согласно классической электродинамике, вращающийся по орбите электрон должен постоянно терять энергию, отдавая ее в виде света или другой формы электромагнитного излучения. По мере того как его энергия теряется, электрон должен приближаться по спирали к ядру и в конце концов упасть на него, что привело бы к разрушению атома. На самом же деле атомы весьма стабильны, и, следовательно, здесь образуется брешь в классической теории. Бор испытывал особый интерес к этому очевидному парадоксу классической физики, поскольку все слишком напоминало те трудности, с которыми он столкнулся при работе над диссертацией. Возможное решение этого парадокса, как полагал он, могло лежать в квантовой теории.

В 1900 г. Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии. Назвав в 1905 г. эти единицы квантами, Альберт Эйнштейн распространил данную теорию на электронную эмиссию, возникающую при поглощении света некоторыми металлами (фотоэлектрический эффект). Применяя новую квантовую теорию к проблеме строения атома, Бор предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию, причем величина, на которую изменяется энергия, точно равна энергетической разности между двумя орбитами. Идея, что частицы могут обладать лишь определенными орбитами, была революционной, поскольку, согласно классической теории, их орбиты могли располагаться на любом расстоянии от ядра, подобно тому как планеты могли бы в принципе вращаться по любым орбитам вокруг Солнца.

Хотя модель Бора казалась странной и немного мистической, она позволяла решить проблемы, давно озадачивавшие физиков. В частности, она давала ключ к разделению спектров элементов. Когда свет от светящегося элемента (например, нагретого газа, состоящего из атомов водорода) проходит через призму, он дает не непрерывный включающий все цвета спектр, а последовательность дискретных ярких линий, разделенных более широкими темными областями. Согласно теории Бора, каждая яркая цветная линия (т.е. каждая отдельная длина волны) соответствует свету, излучаемому электронами, когда они переходят с одной разрешенной орбиты на другую орбиту с более низкой энергией. Бор вывел формулу для частот линий в спектре водорода, в которой содержалась постоянная Планка. Частота, умноженная на постоянную Планка, равна разности энергий между начальной и конечной орбитами, между которыми совершают переход электроны. Теория Бора, опубликованная в 1913 г., принесла ему известность; его модель атома стала известна как атом Бора.

Немедленно оценив важность работы Бора, Резерфорд предложил ему ставку лектора в Манчестерском университете – пост, который Бор занимал с 1914 по 1916 г. В 1916 г. он занял пост профессора, созданный для него в Копенгагенском университете, где он продолжал работать над строением атома. В 1920 г. он основал Институт теоретической физики в Копенгагене; за исключением периода второй мировой войны, когда Бора не было в Дании, он руководил этим институтом до конца своей жизни. Под его руководством институт сыграл ведущую роль в развитии квантовой механики (математическое описание волновых и корпускулярных аспектов материи и энергии). В течение 20-х гг. боровская модель атома была заменена более сложной квантово-механической моделью, основанной главным образом на исследованиях его студентов и коллег. Тем не менее атом Бора сыграл существенную роль моста между миром атомной структуры и миром квантовой теории.

Бор был награжден в 1922 г. Нобелевской премией по физике «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». При презентации лауреата Сванте Аррениус, член Шведской королевской академии наук, отметил, что открытия Бора «подвели его к теоретическим идеям, которые существенно отличаются от тех, какие лежали в основе классических постулатов Джеймса Клерка Максвелла». Аррениус добавил, что заложенные Бором принципы «обещают обильные плоды в будущих исследованиях».

Бор написал много работ, посвященных проблемам эпистемологии (познания), возникающим в современной физике. В 20-е гг. он сделал решающий вклад в то, что позднее было названо копенгагенской интерпретацией квантовой механики. Основываясь на принципе неопределенности Вернера Гейзенберга, копенгагенская интерпретация исходит из того, что жесткие законы причины и следствия, привычные нам в повседневном, макроскопическом мире, неприменимы к внутриатомным явлениям, которые можно истолковать лишь в вероятностных терминах. Например, нельзя даже в принципе предсказать заранее траекторию электрона; вместо этого можно указать вероятность каждой из возможных траекторий.

Бор также сформулировал два из фундаментальных принципов, определивших развитие квантовой механики: принцип соответствия и принцип дополнительности. Принцип соответствия утверждает, что квантово-механическое описание макроскопического мира должно соответствовать его описанию в рамках классической механики. Принцип дополнительности утверждает, что волновой и корпускулярный характер вещества и излучения представляют собой взаимоисключающие свойства, хотя оба эти представления являются необходимыми компонентами понимания природы. Волновое или корпускулярное поведение может проявиться в эксперименте определенного типа, однако смешанное поведение не наблюдается никогда. Приняв сосуществование двух очевидно противоречащих друг другу интерпретаций, мы вынуждены обходиться без визуальных моделей – такова мысль, выраженная Бором в его Нобелевской лекции. Имея дело с миром атома, сказал он, «мы должны быть скромными в наших запросах и довольствоваться концепциями, которые являются формальными в том смысле, что в них отсутствует столь привычная нам визуальная картина».

В 30-х гг. Бор обратился к ядерной физике. Энрико Ферми с сотрудниками изучали результаты бомбардировки атомных ядер нейтронами. Бор вместе с рядом других ученых предложил капельную модель ядра, соответствующую многим наблюдаемым реакциям. Эта модель, где поведение нестабильного тяжелого атомного ядра сравнивается с делящейся каплей жидкости, дало в конце 1938 г. возможность Отто Р. Фришу и Лизе Майтнер разработать теоретическую основу для понимания деления ядра. Открытие деления накануне второй мировой войны немедленно дало пищу для домыслов о том, как с его помощью можно высвобождать колоссальную энергию. Во время визита в Принстон в начале 1939 г. Бор определил, что один из обычных изотопов урана, уран-235, является расщепляемым материалом, что оказало существенное влияние на разработку атомной бомбы.

В первые годы войны Бор продолжал работать в Копенгагене, в условиях германской оккупации Дании, над теоретическими деталями деления ядер. Однако в 1943 г., предупрежденный о предстоящем аресте, Бор с семьей бежал в Швецию. Оттуда он вместе с сыном Оге перелетел в Англию в пустом бомбовом отсеке британского военного самолета. Хотя Бор считал создание атомной бомбы технически неосуществимым, работа по созданию такой бомбы уже начиналась в Соединенных Штатах, и союзникам потребовалась его помощь. В конце 1943 г. Нильс и Оге отправились в Лос-Аламос для участия в работе над Манхэттенским проектом. Старший Бор сделал ряд технических разработок при создании бомбы и считался старейшиной среди многих работавших там ученых; однако его в конце войны крайне волновали последствия применения атомной бомбы в будущем. Он встречался с президентом США Франклином Д. Рузвельтом и премьер-министром Великобритании Уинстоном Черчиллем, пытаясь убедить их быть открытыми и откровенными с Советским Союзом в отношении нового оружия, а также настаивал на установлении системы контроля над вооружениями в послевоенный период. Однако его усилия не увенчались успехом.

После войны Бор вернулся в Институт теоретической физики, который расширился под его руководством. Он помогал основать ЦЕРН (Европейский центр ядерных исследований) и играл активную роль в его научной программе в 50-е гг. Он также принял участие в основании Нордического института теоретической атомной физики (Нордита) в Копенгагене – объединенного научного центра Скандинавских государств. В эти годы Бор продолжал выступать в прессе за мирное использование ядерной энергии и предупреждал об опасности ядерного оружия. В 1950 г. он послал открытое письмо в ООН, повторив свой призыв военных лет к «открытому миру» и международному контролю над вооружениями. За свои усилия в этом направлении он получил первую премию «За мирный атом», учрежденную Фондом Форда в 1957 г. Достигнув 70-летнего возраста обязательной отставки в 1955 г., Бор ушел с поста профессора Копенгагенского университета, но оставался главой Института теоретической физики. В последние годы своей жизни он продолжал вносить свой вклад в развитие квантовой физики и проявлял большой интерес к новой области молекулярной биологии.

Человек высокого роста, с большим чувством юмора, Бор был известен своим дружелюбием и гостеприимством. «Доброжелательный интерес к людям, проявляемый Бором, сделал личные отношения в институте во многом напоминающими подобные отношения в семье», – вспоминал Джон Кокрофт в биографических мемуарах о Боре. Эйнштейн сказал однажды: «Что удивительно привлекает в Боре как ученом-мыслителе, так это редкий сплав смелости и осторожности; мало кто обладал такой способностью интуитивно схватывать суть скрытых вещей, сочетая это с обостренным критицизмом. Он, без сомнения, является одним из величайших научных умов нашего века». Бор умер 18 ноября 1962 г. в своем доме в Копенгагене в результате сердечного приступа.

Бор был членом более двух десятков ведущих научных обществ и являлся президентом Датской королевской академии наук с 1939 г. до конца жизни. Кроме Нобелевской премии, он получил высшие награды многих ведущих мировых научных обществ, включая медаль Макса Планка Германского физического общества (1930) и медаль Копли Лондонского королевского общества (1938). Он обладал почетными учеными степенями ведущих университетов, включая Кембридж, Манчестер, Оксфорд, Эдинбург, Сорбонну, Принстон, Макгил, Гарвард и Рокфеллеровский центр

ВАНТ-ГОФФ (van't Hoff), Якоб

30 августа 1852 г. – 1 марта 1911 .

Нидерландский химик Якоб Хендрик Вант-Гофф родился в Роттердаме, в семье Алиды Якобы (Колф) Вант-Гофф и Якоба Хендрика Вант-Гоффа, врача и знатока Шекспира. Он был третьим по счету ребенком из семи родившихся у них детей. Свои первые химические опыты В.-Г., ученик роттердамской городской средней школы, которую он окончил в 1869 г., ставил дома. Он мечтал о карьере химика. Однако родители, считая научно-исследовательскую работу неперспективной, уговорили сына начать изучать инженерное дело в Политехнической школе в Дельфте. В ней В.-Г. за два года прошел трехлетнюю программу обучения и лучше всех сдал выпускной экзамен. Там же он увлекся философией, поэзией (особенно произведениями Джорджа Байрона) и математикой, интерес к которым пронес через всю жизнь.

Проработав недолгое время на сахарном заводе, В.-Г. в 1871 г. стал студентом естественно-математического факультета Лейденского университета. Однако уже на следующий год он перешел в Боннский университет, чтобы изучать химию под руководством Фридриха Августа Кекуле. Два года спустя будущий ученый продолжил свои занятия в Парижском университете, где и завершил работу над диссертацией. Вернувшись в Нидерланды, он представил ее к защите в Утрехтском университете.

Еще в самом начале XIX в. французский физик Жан Батист Био заметил, что кристаллические формы некоторых химических веществ могут изменять направление проходящих через них лучей поляризованного света. Научные наблюдения показали также, что некоторые молекулы (их назвали оптическими изомерами) вращают плоскость света в направлении, противоположном тому, в котором его вращают другие молекулы, хотя и первые, и вторые представляют собой молекулы одного типа и состоят из одинакового числа атомов. Наблюдая этот феномен в 1848 г., Луи Пастер выдвинул гипотезу, что такие молекулы являются зеркальным отображением друг друга и что атомы таких соединений расположены в трех измерениях.

В 1874 г., за несколько месяцев до защиты диссертации, В.-Г. опубликовал статью на 11 страницах под названием «Предложение применять в пространстве современные структурно-химические формулы вместе с примечанием об отношении между оптической вращательной способностью и химической конструкцией органических соединений» ("An Attempt to Extend to Space the Present Structural Chemical Formulae. With an Observation on the Relation Between Optical Activity and the Chemical Constituents of Organic Compounds").

В этой статье он предложил альтернативный вариант двухмерных моделей, которые в то время использовались для изображения структур химических соединений. В.-Г. предположил, что оптическая активность органических соединений связана с асимметрической молекулярной структурой, причем атом углерода находится в центре тетраэдра, а в четырех его углах располагаются атомы или группы атомов, отличающиеся друг от друга. Таким образом, взаимообмен расположенных в углах тетраэдра атомов или групп атомов может приводить к появлению молекул, идентичных по химическому составу, но являющихся зеркальным отображением друг друга по структуре. Этим и объясняются различия в оптических свойствах.

Двумя месяцами позже во Франции к подобным же выводам пришел работавший над этой проблемой независимо от В.-Г. его товарищ по Парижскому университету Жозеф Ашиль Ле Бель. Распространив концепцию тетраэдрального асимметрического атома углерода на соединения, содержащие углерод-углеродные двойные связи (общие края) и тройные связи (общие грани), В.-Г. утверждал, что эти геометрические изомеры обобществляют края и грани тетраэдра. Поскольку теория Вант-Гоффа – Ле Беля была чрезвычайно противоречивой, В.-Г. не решился представить ее в качестве докторской диссертации. Вместо этого он написал диссертацию о цианоуксусной и малоновой кислотах и в 1874 г. получил докторскую степень по химии.

Соображения В.-Г. об асимметрических атомах углерода были опубликованы в нидерландском журнале и не произвели большого впечатления до тех пор, пока двумя годами позднее его статья не была переведена на французский и немецкий языки. Сначала теория Вант-Гоффа – Ле Беля была высмеяна известными химиками, такими, как А.В. Герман Кольбе, который назвал ее «фантастической чепухой, напрочь лишенной какого бы то ни было фактического основания и совершенно непонятной серьезному исследователю». Однако со временем она легла в основу современной стереохимии – области химии, изучающей пространственное строение молекул.

Становление научной карьеры В.-Г. шло медленно. Вначале ему приходилось давать по объявлениям частные уроки химии и физики, и только в 1976 г. он получил должность лектора физики в Королевской ветеринарной школе в Утрехте. В следующем году он становится лектором (а позднее профессором) теоретической и физической химии Амстердамского университета. Здесь в течение последующих 18 лет он каждую неделю читал по пять лекций по органической химии и по одной лекции по минералогии, кристаллографии, геологии и палеонтологии, а также руководил химической лабораторией.

В отличие от большинства химиков своего времени В.-Г. имел основательную математическую подготовку. Она пригодилась ученому, когда он взялся за сложную задачу изучения скорости реакций и условий, влияющих на химическое равновесие. В результате проделанной работы В.-Г. в зависимости от числа участвующих в реакции молекул классифицировал химические реакции как мономолекулярные, бимолекулярные и многомолекулярные, а также определил порядок химической реакции для многих соединений.

После наступления химического равновесия в системе с одинаковой скоростью протекают и прямые, и обратные реакции без каких бы то ни было конечных превращений. Если в такой системе увеличивается давление (меняются условия или концентрация ее компонентов), точка равновесия сдвигается таким образом, чтобы давление уменьшилось. Этот принцип был сформулирован в 1884 г. французским химиком Анри Луи Ле Шателье. В том же году В.-Г. применил принципы термодинамики при формулировании принципа подвижного равновесия, возникающего в результате изменения температуры. Тогда же он ввел общепринятое сегодня обозначение обратимости реакции двумя стрелками, направленными в противоположные стороны. Результаты своих исследований В.-Г. изложил в «Очерках по химической динамике» ("Etudes de dynamique chimique"), опубликованных в 1884 г.

В 1811 г. итальянский физик Амедео Авогадро установил, что в равных объемах любых газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. В.-Г. пришел к заключению, что этот закон справедлив и для разбавленных растворов. Сделанное им открытие было очень важным, поскольку все химические реакции и реакции обмена внутри живых существ происходят в растворах. Ученый также экспериментально установил, что осмотическое давление, представляющее собой меру стремления двух различных растворов по обе стороны мембраны к выравниванию концентрации, в слабых растворах зависит от концентрации и температуры и, следовательно, подчиняется газовым законам термодинамики. Проведенные В.-Г. исследования разбавленных растворов явились обоснованием теории электролитической диссоциации Сванте Аррениуса. Впоследствии Аррениус переехал в Амстердам и работал вместе с В.-Г.

В 1887 г. В.-Г. и Вильгельм Оствальд приняли активное участие в создании «Журнала физической химии» ("Zeitschrift fur Physikalische Chemie"). Оствальд незадолго до этого занял вакантное место профессора химии Лейпцигского университета. В.-Г. тоже предлагали эту должность, но он отклонил предложение, так как Амстердамский университет заявил о своей готовности построить ученому новую химическую лабораторию. Однако, когда В.-Г. стало очевидно, что осуществляемая им в Амстердаме педагогическая работа, а также исполнение административных обязанностей мешают его исследовательской деятельности, он принял предложение Берлинского университета занять место профессора экспериментальной физики. Было оговорено, что здесь он будет читать лекции только раз в неделю и в его распоряжение будет отдана полностью оборудованная лаборатория. Это произошло в 1896 г.

Работая в Берлине, В.-Г. занялся применением физической химии для решения геологических проблем, в частности при анализе океанических соляных отложений в Стасфурте. До первой мировой войны эти отложения почти полностью обеспечивали углекислым калием производство керамики, моющих средств, стекла, мыла и особенно удобрений. В.-Г. начал также заниматься проблемами биохимии, в частности изучением ферментов, которые служат катализаторами химических изменений, необходимых для живых организмов.

В 1901 г. В.-Г. стал первым лауреатом Нобелевской премии по химии, которая была ему присуждена «в знак признания огромной важности открытия им законов химической динамики и осмотического давления в растворах». Представляя В.-Г. от имени Шведской королевской академии наук, С.Т. Однер назвал ученого основателем стереохимии и одним из создателей учения о химической динамике, а также подчеркнул, что исследования В.-Г. «внесли значительный вклад в замечательные достижения физической химии».

В 1878 г. В.-Г. женился на дочери роттердамского купца Иоганне Франсине Меес. У них было две дочери и два сына.

Через всю свою жизнь В.-Г. пронес живой интерес к философии, природе, поэзии. Он умер от туберкулеза легких 1 марта 1911 г. в Германии, в Стеглице (теперь это часть Берлина).

Помимо Нобелевской премии, В.-Г. был награжден медалью Дэви Лондонского королевского общества (1893) и медалью Гельмгольца Прусской академии наук (1911). Он был членом Нидерландской королевской и Прусской академий наук, Британского и Американского химических обществ, американской Национальной академии наук и Французской академии наук. В.-Г. были присвоены почетные степени Чикагского, Гарвардского и Йельского университетов.

ГЕЙ-ЛЮССАК (Gay-Lussac), Жозеф Луи

6 декабря 1778 г. – 9 мая 1850 г.

Французский физик и химик Жозеф Луи Гей-Люссак родился в Сен-Леонар-де-Нобла (департамент Верхняя Вьенна). Получив в детстве строгое католическое воспитание, в 15 лет он переехал в Париж; там, в пансионе Сансье, юноша продемонстрировал незаурядные математические способности. В 1797 – 1800 гг. Гей-Люссак учился в Политехнической школе в Париже, где химию преподавал Клод Луи Бертолле. После окончания школы Гей-Люссак был ассистентом Бертолле. В 1809 г. он почти одновременно стал профессором химии в Политехнической школе и профессором физики в Сорбонне, а с 1832 г. – ещё и профессором химии Парижского ботанического сада.

Научные работы Гей-Люссака относятся к самым разным областям химии. В 1802 г. независимо от Джона Дальтона Гей-Люссак открыл один из газовых законов – закон теплового расширения газов, позже названный его именем. В 1804 г. он совершил два полёта на воздушном шаре (поднявшись на высоту 4 и 7 км), во время которых выполнил ряд научных исследований, в частности измерил температуру и влажность воздуха. В 1805 г. совместно с немецким естествоиспытателем Александром фон Гумбольдтом установил состав воды, показав, что соотношение водорода и кислорода в её молекуле равно 2:1. В 1808 г. Гей-Люссак открыл закон объёмных отношений, который представил на заседании Философско-математического общества: «При взаимодействии газов их объёмы и объёмы газообразных продуктов соотносятся как простые числа». В 1809 г. он провел серию опытов с хлором, подтвердивших вывод Гэмпфри Дэви, что хлор – это элемент, а не кислородсодержащее соединение, а в 1810 г. установил элементарный характер калия и натрия, затем фосфора и серы. В 1811 г. Гей-Люссак совместно в французским химиком-аналитиком Луи Жаком Тенаром значительно усовершенствовал метод элементного анализа органических веществ.

В 1811 г. Гей-Люссак начал обстоятельное исследование синильной кислоты, установил её состав и провёл аналогию между нею, галогеноводородными кислотами и сероводородом. Полученные результаты привели его к концепции водородных кислот, опровергающей чисто кислородную теорию Антуана Лорана Лавуазье. В 1811-1813 гг. Гей-Люссак установил аналогию между хлором и иодом, получил иодистоводородную и иодную кислоты, монохлорид иода. В 1815 г. он получил и изучил «циан» (точнее говоря, дициан), что послужило одной из предпосылок формирования теории сложных радикалов.

Гей-Люссак работал во многих государственных комиссиях и составлял по поручению правительства доклады с рекомендациями по внедрению научных достижений в промышленность. Прикладное значение имели и многие его исследования. Так, его метод определения содержания этилового спирта был положен в основу практических способов определения крепости алкогольных напитков. Гей-Люссак разработал в 1828 г. методику титриметрического определения кислот и щелочей, а 1830 г. – объёмный способ определения серебра в сплавах, применяющийся и в настоящее время. Созданная им конструкция башни для улавливания оксидов азота в дальнейшем нашла применение в производстве серной кислоты. В 1825 г. Гей-Люссак совместно с Мишелем Эженом Шёврелем получили патент на производство стеариновых свечей.

В 1806 г. Гей-Люссак был избран членом Французской академии наук и её президентом в 1822 и 1834 гг.; состоял членом Аркёйского научного общества (Societe d'Archueil), основанного Бертолле. В 1839 г. он получил титул пэра Франции.

ГЕСС (Hess), Герман Иванович

26 июля (7 августа) 1802 г. – 30 ноября (12 декабря) 1850 г.

Русский химик Герман Иванович (Герман Генрих) Гесс родился в Женеве в семье художника, который вскоре переехал в Россию. В 15-летнем возрасте Геcc уезжает в Дерпт (ныне Тарту, Эстония), где учится сначала в частной школе, а затем в гимназии, которую с блеском заканчивает в 1822 г. После гимназии он поступил в Дерптский университет на медицинский факультет, где изучал химию у профессора Готфрида Озанна, специалиста в области неорганической и аналитической химии. В 1825 г. Гесс защитил диссертацию на степень доктора медицины: «Изучение химического состава и целебного действия минеральных вод России».

После окончания университета Гессу при содействии Озанна предоставили полугодовую командировку в Стокгольм, в лабораторию Йёнса Берцелиуса. Там Гесс занимался анализом некоторых минералов. Великий шведский химик говорил о Германе как о человеке, «который много обещает. У него хорошая голова, он, по-видимому, обладает хорошими систематическими знаниями, большой внимательностью и особым рвением».

Вернувшись в Дерпт, Гесс получил назначение в Иркутск, где ему предстояло заниматься врачебной практикой. В Иркутске он занимался также изучением химического состава и лечебного действия минеральных вод, исследовал свойства каменной соли в залежах Иркутской губернии. В 1828 г. Гессу было присвоено звание адъюнкта, а в 1830 г. – экстраординарного академика Академии наук. В том же году он получил кафедру химии в Петербургском технологическом институте, где разработал учебный план практической и теоретической химии. В 1832–1849 гг. состоял профессором Горного института, преподавал в Артиллерийском училище. В конце 1820-х – начале 1830-х гг. он обучал основам химических знаний цесаревича Александра, будущего императора Александра II.

Как и многие учёные того времени, Гесс проводил исследования в самых разных областях: разработал способ извлечения теллура из его соединения с серебром (теллурида серебра – минерала, названного в честь учёного гесситом); открыл поглощение платиной газов; впервые обнаружил, что измельченная платина ускоряет соединение кислорода с водородом; описал многие минералы; предложил новый способ вдувания воздуха в доменные печи; сконструировал аппарат для разложения органических соединений, устраняющий погрешности в определении количества водорода и т.д.

Мировую известность Герман Гесс получил как основатель термохимии. Учёный сформулировал основной закон термохимии – «закон постоянства сумм теплот», являющийся приложением закона сохранения энергии к химическим процессам. Согласно этому закону, тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояний реагентов, а не от пути протекания процесса (закон Гесса). Работа с описанием экспериментов, обосновывающих закон Гесса, появилась в 1840 г., за два года до публикации трудов Роберта Майера и Джеймса Джоуля. Гессу принадлежит также открытие второго закона термохимии – закона термонейтральности, согласно которому при смешивании нейтральных солевых растворов тепловой эффект отсутствует. Гесс впервые высказал мысль о возможности измерения химического сродства исходя из теплового эффекта реакции, предвосхитив сформулированный позднее Марселеном Бертло и Юлиусом Томсеном принцип максимальной работы.

Гесс занимался также вопросами методики преподавания химии. Его учебник «Основания чистой химии» (1831) выдержал семь изданий (последнее – в 1849 г.). В своём учебнике Гесс использовал разработанную им русскую химическую номенклатуру. Под названием «Краткий обзор химического именословия» она вышла отдельным изданием в 1835 г. (в работе принимали также участие С.А.Нечаев из Медико-хирургической академии, М.Ф.Соловьев из Петербургского университета и П.Г.Соболевский из Горного института). Эта номенклатура была позже дополнена Д.И.Менделеевым и во многом сохранилась до настоящего времени.

Николай Дмитриевич ЗЕЛИНСКИЙ

( 06.02.1861 года - 30.06.1953 года )

Советский химик-органик, академик (с 1929 г.). Родился в г. Тирасполе. Окончил Новороссийский университет в Одессе (1884 г.). С 1885 г. совершенствовал образование в Германии: в Лейпцигском университете у Я. Вислиценуса и в Гёттингенском университете у В. Мейера. В 1888-1892 гг. работал в Новороссийском университете, с 1893 г. - профессор Московского университета, который оставил в 1911 г. в знак протеста против реакционной политики царского правительства. В 1911-1917 гг. - директор Центральной химической лаборатории министерства финансов, с 1917 г. - вновь в Московском университете, одновременно с 1935 г. - в Институте органической химии АН СССР, одним из организаторов которого он был.

Научные исследования относятся к нескольким областям органической химии - химии алициклических соединений, химии гетероциклов, органическому катализу, химии белка и аминокислот.

Вначале занимался исследованием изомерии производных тиофена и получил (1887 г.) ряд его гомологов. Исследуя стереоизомерию предельных алифатических дикарбоновых кислот, нашел (1891 г.) способы получения из них циклических пяти- и шестичленных кетонов, из которых в свою очередь получил (1895-1900 гг.) большое количество гомологов циклопентана и циклогексана. Синтезировал (1901-1907 гг.) многочисленные углеводороды, содержащие от 3 до 9 атомов углерода в кольце, что послужило основой искусственного моделирования нефти и нефтяных фракций. Положил начало ряду направлений, связанных с изучением взаимных превращений углеводородов.

Открыл (1910 г.) явление дегидрогенизационного катализа, заключающееся в исключительно избирательном действии платины и палладия на циклогексановые и ароматические углеводороды и в идеальной обратимости реакций гидро- и дегидрогенизации только в зависимости от температуры.

Совместно с инженером А. Кумантом создал (1916 г.) противогаз. Дальнейшие работы по дегидрогенизационно-гидрогенизационному катализу привели его к открытию (1911 г.) необратимого катализа. Занимаясь вопросами химии нефти, выполнил многочисленные работы по бензинизации нефтяных остатков посредством крекинга (1920-1922 гг.), по "кетонизации нафтенов". Получил (1924 г.) алициклические кетоны каталитическим ацилированием нефтяных цикланов. Осуществил (1931-1937 гг.) процессы каталитической и пирогенетической ароматизации нефтей.

Совместно с Н. С. Козловым впервые в СССР начал (1932 г.) работы по получению хлоропренового каучука. Синтезировал труднодоступные нафтеновые алкоголи и кислоты. Разработал (1936 г.) методы обессеривания высокосернистых масел. Является одним из основоположников учения об органическом катализе. Выдвинул идеи о деформации молекул реагентов в процессе адсорбции на твердых катализаторах.

Совместно со своими учениками открыл реакции селективного каталитического гидрогенолиза циклопентановых углеводородов (1934 г.), деструктивного гидрирования, многочисленные реакции изомеризации (1925-1939 гг.), в том числе взаимные превращения циклов в направлении, как их сужения, так и расширения.

Экспериментально доказал образование метиленовых радикалов в качестве промежуточных соединений в процессах органического катализа.

Внес существенный вклад в решение проблемы происхождения нефти. Был сторонником теории органического происхождения нефти.

Проводил также исследования в области химии аминокислот и белка. Открыл (1906 г.) реакцию получения aльфа-аминокислот из альдегидов или кетонов действием смеси цианистого калия с хлористым аммонием и последующим гидролизом образующихся aльфа-аминонитрилов. Синтезировал ряд аминокислот и оксиаминокислот.

Разработал методы получения эфиров аминокислот из их смесей, образующихся при гидролизе белковых тел, а также способы разделения продуктов реакции. Создал крупную школу химиков-органиков, в которую вошли Л. Н. Несмеянов, Б. А. Казанский, А. А. Баландин, Н. И. Шуйкин, А. Ф. Платэ и др.

Один из организаторов Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева и его почетный член (с 1941 г.).

Герой Социалистического Труда (1945 г.).

Премия им. В. И. Ленина (1934 г.), Государственные премии СССР (1942, 1946, 1948 гг.).

Имя Зелинского присвоено (1953 г.) Институту органической химии АН СССР.

Николай Дмитриевич ЗЕЛИНСКИЙ

( 06.02.1861 года - 30.06.1953 года )

Советский химик-органик, академик (с 1929 г.). Родился в г. Тирасполе. Окончил Новороссийский университет в Одессе (1884 г.). С 1885 г. совершенствовал образование в Германии: в Лейпцигском университете у Я. Вислиценуса и в Гёттингенском университете у В. Мейера. В 1888-1892 гг. работал в Новороссийском университете, с 1893 г. - профессор Московского университета, который оставил в 1911 г. в знак протеста против реакционной политики царского правительства. В 1911-1917 гг. - директор Центральной химической лаборатории министерства финансов, с 1917 г. - вновь в Московском университете, одновременно с 1935 г. - в Институте органической химии АН СССР, одним из организаторов которого он был.

Научные исследования относятся к нескольким областям органической химии - химии алициклических соединений, химии гетероциклов, органическому катализу, химии белка и аминокислот.

Вначале занимался исследованием изомерии производных тиофена и получил (1887 г.) ряд его гомологов. Исследуя стереоизомерию предельных алифатических дикарбоновых кислот, нашел (1891 г.) способы получения из них циклических пяти- и шестичленных кетонов, из которых в свою очередь получил (1895-1900 гг.) большое количество гомологов циклопентана и циклогексана. Синтезировал (1901-1907 гг.) многочисленные углеводороды, содержащие от 3 до 9 атомов углерода в кольце, что послужило основой искусственного моделирования нефти и нефтяных фракций. Положил начало ряду направлений, связанных с изучением взаимных превращений углеводородов.

Открыл (1910 г.) явление дегидрогенизационного катализа, заключающееся в исключительно избирательном действии платины и палладия на циклогексановые и ароматические углеводороды и в идеальной обратимости реакций гидро- и дегидрогенизации только в зависимости от температуры.

Совместно с инженером А. Кумантом создал (1916 г.) противогаз. Дальнейшие работы по дегидрогенизационно-гидрогенизационному катализу привели его к открытию (1911 г.) необратимого катализа. Занимаясь вопросами химии нефти, выполнил многочисленные работы по бензинизации нефтяных остатков посредством крекинга (1920-1922 гг.), по "кетонизации нафтенов". Получил (1924 г.) алициклические кетоны каталитическим ацилированием нефтяных цикланов. Осуществил (1931-1937 гг.) процессы каталитической и пирогенетической ароматизации нефтей.

Совместно с Н. С. Козловым впервые в СССР начал (1932 г.) работы по получению хлоропренового каучука. Синтезировал труднодоступные нафтеновые алкоголи и кислоты. Разработал (1936 г.) методы обессеривания высокосернистых масел. Является одним из основоположников учения об органическом катализе. Выдвинул идеи о деформации молекул реагентов в процессе адсорбции на твердых катализаторах.

Совместно со своими учениками открыл реакции селективного каталитического гидрогенолиза циклопентановых углеводородов (1934 г.), деструктивного гидрирования, многочисленные реакции изомеризации (1925-1939 гг.), в том числе взаимные превращения циклов в направлении, как их сужения, так и расширения.

Экспериментально доказал образование метиленовых радикалов в качестве промежуточных соединений в процессах органического катализа.

Внес существенный вклад в решение проблемы происхождения нефти. Был сторонником теории органического происхождения нефти.

Проводил также исследования в области химии аминокислот и белка. Открыл (1906 г.) реакцию получения aльфа-аминокислот из альдегидов или кетонов действием смеси цианистого калия с хлористым аммонием и последующим гидролизом образующихся aльфа-аминонитрилов. Синтезировал ряд аминокислот и оксиаминокислот.

Разработал методы получения эфиров аминокислот из их смесей, образующихся при гидролизе белковых тел, а также способы разделения продуктов реакции. Создал крупную школу химиков-органиков, в которую вошли Л. Н. Несмеянов, Б. А. Казанский, А. А. Баландин, Н. И. Шуйкин, А. Ф. Платэ и др.

Один из организаторов Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева и его почетный член (с 1941 г.).

Герой Социалистического Труда (1945 г.).

Премия им. В. И. Ленина (1934 г.), Государственные премии СССР (1942, 1946, 1948 гг.).

Имя Зелинского присвоено (1953 г.) Институту органической химии АН СССР.

МАРКОВНИКОВ, Владимир Васильевич

13 (25) декабря 1837 г. – 29 января (11 февраля) 1904 г.

Русский химик Владимир Васильевич Марковников родился 13 (25) декабря 1837 г. в с. Княгинино Нижегородской губернии в семье офицера. Учился в Нижегородском дворянском институте, в 1856 г. поступил в Казанский университет на юридический факультет. Одновременно посещал лекции Бутлерова по химии, прошёл практикум в его лаборатории. По окончании университета в 1860 г. Марковников по рекомендации Бутлерова был оставлен в качестве лаборанта в университетской химической лаборатории, с 1862 г. читал лекции. В 1865 г. Марковников получил степень магистра и был направлен на два года в Германию, где работал в лабораториях А.Байера, Р.Эрленмейера и Г.Кольбе. В 1867 г. вернулся в Казань, где был избран доцентом по кафедре химии. В 1869 г. защитил докторскую диссертацию и в том же году в связи с отъездом Бутлерова в Петербург был избран профессором. В 1871 г. Марковников вместе с группой других учёных в знак протеста против увольнения профессора П.Ф.Лесгафта ушёл из Казанского университета и переехал в Одессу, где работал в Новороссийском университете. В 1873 г. Марковников получил место профессора в Московском университете.

Основные научные труды Марковников посвящены развитию теории химического строения, органическому синтезу и нефтехимии. На примере масляной кислоты брожения, имеющей нормальное строение, и изомасляной кислоты Марковников в 1865 г. впервые показал существование изомерии среди жирных кислот. В магистерской диссертации «Об изомерии органических соединений» (1865 г.) Марковников дал историю учения об изомерии и критический анализ его современного состояния. В докторской диссертации, «Материалы по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях» (1869 г.) на основе воззрений А.М.Бутлерова и обширного экспериментального материала Марковников установил ряд закономерностей, касающихся зависимости направления реакций замещения, отщепления, присоединения по двойной связи и изомеризации от химического строения (в частности, правило Марковникова). Марковников также показал особенности двойных и тройных связей в непредельных соединениях, состоящие в их большей прочности по сравнению с одинарными связями, но не в эквивалентности двум или трём простым связям.

С начала 1880-х гг. Марковников занимался изучением кавказской нефти, в которой открыл новый обширный класс соединений, названных им нафтенами. Выделил из нефти ароматические углеводороды и обнаружил их способность к образованию с углеводородами других классов неразделяемых перегонкой смесей, позднее названных азеотропными. Впервые изучил нафтилены, открыл превращение циклопарафинов в ароматические углеводороды при участии бромистого алюминия как катализатора; синтезировал многие нафтены и парафины с разветвленной цепью. Показал, что температура замерзания углеводорода характеризует степень его чистоты и однородности. Доказал существование циклов с числом атомов углерода от 3 до 8 и описал взаимные изомерные превращения циклов в сторону как уменьшения, так и увеличения числа атомов в кольце.

Марковников активно выступал за развитие отечественной химической промышленности, за распространение научных знаний и тесную связь науки с промышленностью. Большое значение имеют труды Марковникова по истории науки; он, в частности, доказал приоритет А.М.Бутлерова в создании теории химического строения. По его инициативе был издан «Ломоносовский сборник» (1901 г.), посвященный истории химии в России. Марковников был одним из учредителей Русского химического общества (1868 г.). Исключительно плодотворной была педагогическая деятельность учёного, создавшего знаменитую «марковниковскую» школу химиков. Из лаборатории, которую он оборудовал в Московском университете, вышли многие ученые-химики с мировым именем: М.И.Коновалов, Н.М.Кижнер, И.А.Каблуков и другие.

МЕНДЕЛЕЕВ, Дмитрий Иванович

27 января (8 февраля) 1834 г. – 20 января (2 февраля) 1907 г.

Русский химик Дмитрий Иванович Менделеев родился в Тобольске в семье директора гимназии. Во время обучения в гимназии Менделеев имел весьма посредственные оценки, особенно по латинскому языку. В 1850 г. он поступил на отделение естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Петербурге. Среди профессоров института были тогда такие выдающиеся учёные, как физик Э.Х.Ленц, химик А.А.Воскресенский, математик Н.В.Остроградский. В 1855 г. Менделеев окончил институт с золотой медалью и был назначен старшим учителем гимназии в Симферополь, но из-за начавшейся Крымской войны перевёлся в Одессу, где работал учителем в Ришельевском лицее.

В 1856 г. Менделеев защитил в Петербургском университете магистерскую диссертацию, в 1857 г. был утвержден приват-доцентом этого университета и читал там курс органической химии. В 1859-1861 гг. Менделеев находился в научной командировке в Германии, где работал в лаборатории Р.Бунзена и Г.Кирхгофа в Гейдельбергском университете. К этому периоду относится одно из важных открытий Менделеева – определение «температуры абсолютного кипения жидкостей», известной ныне под названием критической температуры. В 1860 г. Менделеев вместе с другими русскими химиками принимал участие в работе Международного конгресса химиков в Карлсруэ, на котором С.Канниццаро выступил со своей интерпретацией молекулярной теории А.Авогадро. Это выступление и дискуссия по поводу разграничения понятий атома, молекулы и эквивалента послужили важной предпосылкой к открытию периодического закона.

Вернувшись в Россию в 1861 г., Менделеев продолжил чтение лекций в Петербургском университете. В 1861 г. он опубликовал учебник «Органическая химия», удостоенный Петербургской АН Демидовской премии. В 1864 г. Менделеев был избран профессором химии Петербургского технологического института. В 1865 г. он защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» и тогда же был утвержден профессором технической химии Петербургского университета, а через два года возглавил кафедру неорганической химии.

Приступив к чтению курса неорганической химии в Петербургском университете, Менделеев, не найдя ни одного пособия, которое мог бы рекомендовать студентам, начал писать свой классический труд «Основы химии». В предисловии ко второму выпуску первой части учебника, вышедшему в 1869 г., Менделеев привел таблицу элементов под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве», а в марте 1869 г. на заседании Русского химического общества Н.А.Меншуткин доложил от имени Менделеева его периодическую систему элементов. Периодический закон явился фундаментом, на котором Менделеев создал свой учебник. При жизни Менделеева «Основы химии» издавались в России 8 раз, ещё пять изданий вышли в переводах на английский, немецкий и французский языки.

В течение последующих двух лет Менделеев внёс в первоначальный вариант периодической системы ряд исправлений и уточнений, и в 1871 г. опубликовал две классические статьи – «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств некоторых элементов» (на русском языке) и «Периодическая законность химических элементов» (на немецком языке в «Анналах» Ю.Либиха). На основе своей системы Менделеев исправил атомные веса некоторых известных элементов, а также сделал предположение о существовании неизвестных элементов и отважился предсказать свойства некоторых из них. На первых порах сама система, внесённые исправления и прогнозы Менделеева были встречены научным сообществом весьма сдержанно. Однако после того, как предсказанные Менделеевым «экаалюминий» (галлий), «экабор» (скандий) и «экасилиций» (германий) были открыты соответственно в 1875, 1879 и 1886 гг., периодический закон стал получать признание.

Сделанные в конце XIX – начале XX вв. открытия инертных газов и радиоактивных элементов не поколебали периодического закона, но лишь укрепили его. Открытие изотопов объяснило некоторые нарушения последовательности расположения элементов в порядке возрастания их атомных весов (т.н. «аномалии»). Создание теории строения атома окончательно подтвердило правильность расположения Менделеевым элементов и позволило разрешить все сомнения о месте лантаноидов в периодической системе.

Учение о периодичности Менделеев развивал до конца жизни. Среди других научных работ Менделеева можно отметить цикл работ по изучению растворов и разработку гидратной теории растворов (1865–1887 гг.). В 1872 г. он начал изучение упругости газов, результатом которого стало предложенное в 1874 г. обобщённое уравнение состояния идеального газа (уравнение Клайперона – Менделеева). В 1880–1885 гг. Менделеев занимался проблемами переработки нефти, предложил принцип ее дробной перегонки. В 1888 г. он высказал идею подземной газификации углей, а в 1891–1892 гг. разработал технологию изготовления нового типа бездымного пороха.

В 1890 г. Менделеев был вынужден покинуть Петербургский университет вследствие противоречий с министром Народного просвещения. В 1892 г. был назначен хранителем Депо образцовых мер и весов (которое в 1893 г. по его инициативе было преобразовано в Главную палату мер и весов). При участии и под руководством Менделеева в палате были возобновлены прототипы фунта и аршина, произведено сравнение русских эталонов мер с английскими и метрическими (1893–1898 гг.). Менделеев считал необходимым введение в России метрической системы мер, которая по его настоянию в 1899 г. была допущена факультативно.

Менделеев был одним из основателей Русского химического общества (1868 г.) и неоднократно избирался его президентом. В 1876 г. Менделеев стал членом-корреспондентом Петербургской АН, но кандидатура Менделеева в академики была в 1880 г. отвергнута. Забаллотирование Менделеева Петербургской АН вызвало резкий протест общественности в России.

Д.И.Менделеев был членом более 90 академий наук, научных обществ, университетов разных стран. Имя Менделеева носит химический элемент № 101 (менделеевий), подводный горный хребет и кратер на обратной стороне Луны, ряд учебных заведений и научных институтов. В 1962 г. АН СССР учредила премию и Золотую медаль им. Менделеева за лучшие работы по химии и химической технологии, в 1964 г. имя Менделеева было занесено на доску почета Бриджпортского университета в США наряду с именами Эвклида, Архимеда, Н.Коперника, Г.Галилея, И.Ньютона, А.Лавуазье.

НEPНCT (Nernst), Вальтер Герман

25 июня 1864 г. – 18 ноября 1941 г.

 Нобелевская премия по химии, 1920 г.

Немецкий химик Вальтер Герман Нернст родился в Бризене, городке Восточной Пруссии (теперь Вомбжезьно, Польша). Нернст был третьим ребенком в семье прусского судьи по гражданским делам Густава Нернста и Оттилии (Нергер) Нернст. В гимназии в Грауденце он изучал естественные науки, литературу и классические языки и в 1883 г окончил ее первым учеником в классе.

С 1883 по 1887 гг. Нернст изучал физику в университетах Цюриха (у Генриха Вебера), Берлина (у Германа Гельмгольца), Граца (у Людвига Больцмана) и Вюрцбурга (у Фридриха Кольрауша). Больцман, который придавал большое значение толкованию природных явлений, исходя из теории атомного строения вещества, побудил Нернста заняться изучением смешанного воздействия магнетизма и теплоты на электрический ток. Работа, проделанная под руководством Кольрауша, привела к открытию: металлический проводник, нагретый с одного конца и расположенный перпендикулярно электрическому полю, генерирует электрический ток. За проведенное исследование Нернст в 1887 г. получил докторскую степень.

Приблизительно в это же время Нернст познакомился с химиками Сванте Аррениусом, Вильгельмом Оствальдом и Якобом Вант-Гоффом. Оствальд и Вант-Гофф тогда только что начали выпускать «Журнал физической химии», в котором они сообщали о возрастающем использовании физических методов для решения химических проблем. В 1887 г. Нернст стал ассистентом Оствальда в Лейпцигском университете, и вскоре его начали считать одним из основателей новой дисциплины – физической химии, несмотря на то, что он был значительно моложе Оствальда, Вант-Гоффа и Аррениуса.

В Лейпциге Нернст работал и над теоретическими, и над практическими проблемами физической химии. В 1888-1889 гг. он изучал поведение электролитов (растворов электрически заряженных частиц, или ионов) при пропускании электрического тока и открыл фундаментальный закон, известный как уравнение Нернста. Закон устанавливает зависимость между электродвижущей силой (разностью потенциалов) и ионной концентрацией Уравнение Нернста позволяет предсказать максимальный рабочий потенциал, который может быть получен в результате электрохимического взаимодействия (например, максимальную разность потенциалов химической батареи), когда известны только простейшие физические показатели: давление и температура. Таким образом, этот закон связывает термодинамику с электрохимической теорией в области решения проблем, касающихся сильно разбавленных растворов. Благодаря этой работе 25-летний Нернст завоевал всемирное признание.

В 1890-1891 гг. Нернст занимался изучением веществ, которые при растворении в жидкостях не смешиваются друг с другом. Он развил свой закон распределения и охарактеризовал поведение этих веществ как функцию концентрации. Закон Генри, который описывает растворимость газа в жидкости, превратился в частный случай более общего закона Нернста. Закон распределения Нернста имеет важное значение для медицины и биологии, поскольку позволяет исследовать распределение веществ в различных частях живого организма.

В 1891 г. Нернст был назначен адъюнкт-профессором физики в Геттингенском университете. Два года спустя был опубликован написанный им учебник физической химии «Теоретическая химия с точки зрения закона Авогадро и термодинамики», который выдержал 15 переизданий и служил более трех десятилетий. Считая себя физиком, занимающимся химией, Нернст определил новый предмет физической химии как «пересечение двух наук, до сих пор в определенной степени независимых друг от друга». В основу физической химии Нернст положил гипотезу итальянского химика Амедео Авогадро, считавшего, что в равных объемах любых газов всегда содержится одинаковое число молекул. Нернст назвал ее «рогом изобилия» молекулярной теории. Не меньшее значение имел термодинамический закон сохранения энергии, который лежит в основе всех естественных процессов. Нернст подчеркивал, что основы физической химии заключаются в применении этих двух главных принципов к решению научных проблем.

В 1894 г. Нернст стал профессором физической химии в Геттингенском университете и создал Институт физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма. Вместе с присоединившейся к нему группой ученых из разных стран он занимался там изучением таких проблем, как поляризация, диэлектрические константы и химическое равновесие.

В 1905 г. Нернст покинул Геттинген, чтобы стать профессором химии в Берлинском университете. В том же году он сформулировал свою «тепловую теорему», известную теперь как третье начало термодинамики. Эта теорема позволяет воспользоваться тепловыми данными для расчета химического равновесия – иными словами, предсказать, как далеко пойдет данная реакция, прежде чем будет достигнуто равновесие. В течение последующего десятилетия Нернст отстаивал, постоянно проверяя, правильность своей теоремы, которая позднее была использована в таких совершенно различных целях, как проверка квантовой теории и промышленный синтез аммиака.

В 1912 г. Нернст, исходя из выведенного им теплового закона, обосновал недостижимость абсолютного нуля. «Невозможно, сказал он, создать тепловую машину, в которой температура вещества снижалась бы до абсолютного нуля». Исходя из этого заключения, Нернст предположил, что по мере того, как температура приближается к абсолютному нулю, возникает тенденция к исчезновению физической активности веществ. Третье начало термодинамики имеет важнейшее значение для физики низких температур и физики твердого тела. Нернст еще в молодости был автомобилистом-любителем и в годы первой мировой войны служил водителем в добровольном автомобильном дивизионе. Он также работал над созданием химического оружия, которое считал наиболее гуманным, поскольку оно, по его мнению, могло бы покончить со смертельным противостоянием на Западном фронте. После войны Нернст вернулся в свою берлинскую лабораторию.

В 1921 г. ученому была вручена Нобелевская премия по химии, присужденная в 1920 г. «в признание его работ по термодинамике». В своей Нобелевской лекции Нернст сообщил, что «более 100 проведенных им экспериментальных исследований позволили собрать вполне достаточно данных, подтверждавших новую теорему с той безошибочностью, какую допускает точность временами очень сложных экспериментов».

С 1922 по 1924 г. Нернст был президентом Имперского института прикладной физики в Йене, однако, когда послевоенная инфляция лишила его возможности осуществить в институте те изменения, которые ему хотелось провести, он вернулся в Берлинский университет в качестве профессора физики. Вплоть до конца своей профессиональной деятельности Нернст занимался изучением космологических проблем, возникших в результате открытия им третьего начала термодинамики (особенно так называемой тепловой смертью Вселенной, против которой он выступал), а также фотохимией и химической кинетикой.

В 1892 г. Нернст женился на Эмме Лохмейер, дочери известного в Геттингене хирурга. У них было два сына (оба погибли во время первой мировой войны) и дочь. Человек с ярко выраженной индивидуальностью, Нернст страстно любил жизнь, умел остроумно шутить. Через всю свою жизнь пронес ученый увлеченность литературой и театром, особенно он преклонялся перед творениями Шекспира. Прекрасный организатор научных институтов, Нернст помог созвать первую Сольвейскую конференцию, основать Германское электрохимическое общество и Институт кайзера Вильгельма.

В 1934 г. Нернст вышел в отставку и поселился в своем доме в Лузатии, где в 1941 г. внезапно скончался от сердечного приступа. Нернст был членом Берлинской академии наук и Лондонского королевского общества.

КЮРИ (Sklodowska-Curie), Мария

7 ноября 1867 г. – 4 июля 1934 г.

 Нобелевская премия по химии, 1911 г.

 Нобелевская премия по физике, 1903 г.

 (совместно с Анри Беккерелем и Пьером Кюри)

Французский физик Мария Склодовская-Кюри (урожденная Мария Склодовская) родилась в Варшаве (Польша). Она была младшей из пяти детей в семье Владислава и Брониславы (Богушки) Склодовских. Мария воспитывалась в семье, где занятия наукой пользовались уважением. Ее отец преподавал физику в гимназии, а мать, пока не заболела туберкулезом, была директором гимназии. Мать Марии умерла, когда девочке было одиннадцать лет.

Мария Склодовская блестяще училась и в начальной, и в средней школе. Еще в юном возрасте она ощутила притягательную силу науки и работала лаборантом в химической лаборатории своего двоюродного брата. Великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев, создатель периодической таблицы химических элементов, был другом ее отца. Увидев девочку за работой в лаборатории, он предсказал ей великое будущее, если она продолжит свои занятия химией. Выросшая при русском правлении (Польша в то время была разделена между Россией, Германией и Австро-Венгрией), Склодовская-Кюри принимала активное участие в движении молодых интеллектуалов и антиклерикальных польских националистов. Хотя большую часть своей жизни Склодовская-Кюри провела во Франции, она навсегда сохранила преданность делу борьбы за польскую независимость.

На пути к осуществлению мечты Марии Склодовской о высшем образовании стояли два препятствия: бедность семьи и запрет на прием женщин в Варшавский университет. Мария и ее сестра Броня разработали план: Мария в течение пяти лет будет работать гувернанткой, чтобы дать возможность сестре окончить медицинский институт, после чего Броня должна взять на себя расходы на высшее образование сестры. Броня получила медицинское образование в Париже и, став врачом, пригласила к себе Марию. Покинув Польшу в 1891 г., Мария поступила на факультет естественных наук Парижского университета (Сорбонны). В 1893 г., закончив курс первой, Мария получила степень лиценциата по физике Сорбонны (эквивалентную степени магистра). Через год она стала лиценциатом и по математике.

В том же 1894 г. в доме одного польского физика-эмигранта Мария Склодовская встретила Пьера Кюри. Пьер был руководителем лаборатории при Муниципальной школе промышленной физики и химии. К тому времени он провел важные исследования по физике кристаллов и зависимости магнитных свойств веществ от температуры. Мария занималась исследованием намагниченности стали, и ее польский друг надеялся, что Пьер сможет предоставить Марии возможность поработать в своей лаборатории. Сблизившись сначала на почве увлечения физикой, Мария и Пьер через год вступили в брак. Это произошло вскоре после того, как Пьер защитил докторскую диссертацию. Их дочь Ирен (Ирен Жолио-Кюри) родилась в сентябре 1897 г. Через три месяца Мария Кюри завершила свое исследование по магнетизму и начала искать тему для диссертации.

В 1896 г. Анри Беккерель обнаружил, что урановые соединения испускают глубоко проникающее излучение. В отличие от рентгеновского, открытого в 1895 г. Вильгельмом Рёнтгеном, излучение Беккереля было не результатом возбуждения от внешнего источника энергии, например светом, а внутренним свойством самого урана. Очарованная этим загадочным явлением и привлекаемая перспективой положить начало новой области исследований, Кюри решила заняться изучением этого излучения, которое она впоследствии назвала радиоактивностью. Приступив к работе в начале 1898 г., она прежде всего попыталась установить, существуют ли другие вещества, кроме соединений урана, которые испускают открытые Беккерелем лучи. Поскольку Беккерель заметил, что в присутствии соединений урана воздух становится электропроводным, Кюри измеряла электропроводность вблизи образцов других веществ, используя несколько точных приборов, разработанных и построенных Пьером Кюри и его братом Жаком. Она пришла к выводу о том, что из известных элементов радиоактивны только уран, торий и их соединения. Однако вскоре Кюри совершила гораздо более важное открытие: урановая руда, известная под названием урановой смоляной обманки, испускает более сильное излучение Беккереля, чем соединения урана и тория, и по крайней мере в четыре раза более сильное, чем чистый уран. Кюри высказала предположение, что в урановой смоляной обманке содержится еще не открытый и сильно радиоактивный элемент. Весной 1898 г. она сообщила о своей гипотезе и о результатах экспериментов Французской академии наук.

Затем супруги Кюри попытались выделить новый элемент. Пьер отложил свои собственные исследования по физике кристаллов, чтобы помочь Марии. Обрабатывая урановую руду кислотами и сероводородом, они разделили ее на известные компоненты. Исследуя каждую из компонент, ими было установлено, что сильной радиоактивностью обладают только две из них, содержащие элементы висмут и барий. Поскольку открытое Беккерелем излучение не было характерным ни для висмута, ни для бария, они заключили, что эти порции вещества содержат один или несколько ранее неизвестных элементов. В июле и декабре 1898 г. Мария и Пьер Кюри объявили об открытии двух новых элементов, которые были названы ими полонием (в честь Польши – родины Марии) и радием.

Поскольку Кюри не выделили ни один из этих элементов, они не могли представить химикам решающего доказательства их существования. И супруги Кюри приступили к весьма нелегкой задаче – экстрагированию двух новых элементов из урановой смоляной обманки. Они установили, что вещества, которые им предстоит найти, составляют лишь одну миллионную часть урановой смоляной обманки. Чтобы экстрагировать их в измеримых количествах, исследователям необходимо было переработать огромные количества руды. В течение последующих четырех лет Кюри работали в примитивных и вредных для здоровья условиях. Они занимались химическим разделением в больших чанах, установленных в дырявом, продуваемом всеми ветрами сарае. Анализы веществ им приходилось производить в крохотной, плохо оборудованной лаборатории Муниципальной школы. В этот трудный, но увлекательный период жалованья Пьера не хватало, чтобы содержать семью. Несмотря на то, что интенсивные исследования и маленький ребенок занимали почти все ее время, Мария в 1900 г. начала преподавать физику в Севре, в Эколь нормаль сюперьёр, учебном заведении, готовившем учителей средней школы. Овдовевший отец Пьера переехал к Кюри и помогал присматривать за Ирен.

В сентябре 1902 г. Кюри объявили о том, что им удалось выделить одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн урановой смоляной обманки. Выделить полоний им не удалось, так как тот оказался продуктом распада радия. Анализируя соединение, Мария установила, что атомная масса радия равна 225. Соль радия испускала голубоватое свечение и тепло. Это фантастическое вещество привлекло внимание всего мира. Признание и награды за его открытие пришли к супругам Кюри почти сразу.

Завершив исследования, Мария наконец написала свою докторскую диссертацию. Работа называлась «Исследования радиоактивных веществ» и была представлена Сорбонне в июне 1903 г. В нее вошло огромное количество наблюдений радиоактивности, сделанных Марией и Пьером Кюри во время поиска полония и радия. По мнению комитета, присудившего Кюри научную степень, ее работа явилась величайшим вкладом, когда-либо внесенным в науку докторской диссертацией.

В декабре 1903 г. Шведская королевская академия наук присудила Нобелевскую премию по физике Беккерелю и супругам Кюри. Мария и Пьер Кюри получили половину награды «в знак признания... их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем». Кюри стала первой женщиной, удостоенной Нобелевской премии. И Мария, и Пьер Кюри были больны и не могли ехать в Стокгольм на церемонию вручения премии. Они получили ее летом следующего года.

Еще до того, как супруги Кюри завершили свои исследования, их работы побудили других физиков также заняться изучением радиоактивности. В 1903 г. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди выдвинули теорию, согласно которой радиоактивные излучения возникают при распаде атомных ядер. При распаде радиоактивные элементы претерпевают трансмутацию – превращение в другие элементы. Кюри не без колебаний приняла эту теорию, так как распад урана, тория и радия происходит настолько медленно, что в своих экспериментах ей не приходилось его наблюдать. (Правда, имелись данные о распаде полония, но поведение этого элемента Кюри считала нетипичным). Все же в 1906 г. она согласилась принять теорию Резерфорда – Содди как наиболее правдоподобное объяснение радиоактивности. Именно Кюри ввела термины распад и трансмутация.

Супруги Кюри отметили действие радия на человеческий организм (как и Анри Беккерель, они получили ожоги, прежде чем поняли опасность обращения с радиоактивными веществами) и высказали предположение, что радий может быть использован для лечения опухолей. Терапевтическое значение радия было признано почти сразу, и цены на радиевые источники резко поднялись. Однако Кюри отказались патентовать экстракционный процесс и использовать результаты своих исследований в любых коммерческих целях. По их мнению, извлечение коммерческих выгод не соответствовало духу науки, идее свободного доступа к знанию. Несмотря на это, финансовое положение супругов Кюри улучшилось, так как Нобелевская премия и другие награды принесли им определенный достаток. В октябре 1904 г. Пьер был назначен профессором физики в Сорбонне, а месяц спустя Мария стала официально именоваться заведующей его лабораторией. В декабре у них родилась вторая дочь, Ева, которая впоследствии стала концертирующей пианисткой и биографом своей матери.

Мари черпала силы в признании ее научных достижений, любимой работе, любви и поддержке Пьера. Как она сама признавалась: «Я обрела в браке все, о чем могла мечтать в момент заключения нашего союза, и даже больше того». Но в апреле 1906 г. Пьер погиб в уличной катастрофе. Лишившись ближайшего друга и товарища по работе, Мари ушла в себя. Однако она нашла в себе силы продолжать работу. В мае, после того как Мари отказалась от пенсии, назначенной министерством общественного образования, факультетский совет Сорбонны назначил ее на кафедру физики, которую прежде возглавлял ее муж. Когда через шесть месяцев Кюри прочитала свою первую лекцию, она стала первой женщиной – преподавателем Сорбонны.

В лаборатории Кюри сосредоточила свои усилия на выделении чистого металлического радия, а не его соединений. В 1910 г. ей удалось в сотрудничестве с Андре Дебирном получить это вещество и тем самым завершить цикл исследований, начатый 12 лет назад. Она убедительно доказала, что радий является химическим элементом. Кюри разработала метод измерения радиоактивных эманаций и приготовила для Международного бюро мер и весов первый международный эталон радия – чистый образец хлорида радия, с которым надлежало сравнивать все остальные источники.

В конце 1910 г. по настоянию многих ученых кандидатура Кюри была выдвинута на выборах в одно из наиболее престижных научных обществ – Французскую академию наук. Пьер Кюри был избран в нее лишь за год до своей смерти. За всю историю Французской академии наук ни одна женщина не была ее членом, поэтому выдвижение кандидатуры Кюри привело к жестокой схватке между сторонниками и противниками этого шага. После нескольких месяцев оскорбительной полемики в январе 1911 г. кандидатура Кюри была отвергнута на выборах большинством в один голос.

Через несколько месяцев Шведская королевская академия наук присудила Кюри Нобелевскую премию по химии «за выдающиеся заслуги в развитии химии: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента». Кюри стала первым дважды лауреатом Нобелевской премии. Представляя нового лауреата, Э.В. Дальгрен отметил, что «исследование радия привело в последние годы к рождению новой области науки – радиологии, уже завладевшей собственными институтами и журналами».

Незадолго до начала первой мировой войны Парижский университет и Пастеровский институт учредили Радиевый институт для исследований радиоактивности. Кюри была назначена директором отделения фундаментальных исследований и медицинского применения радиоактивности. Во время войны она обучала военных медиков применению радиологии, например, обнаружению с помощью рентгеновских лучей шрапнели в теле раненого. В прифронтовой зоне Кюри помогала создавать радиологические установки, снабжать пункты первой помощи переносными рентгеновскими аппаратами. Накопленный опыт она обобщила в монографии «Радиология и война» в 1920 г.

После войны Кюри возвратилась в Радиевый институт. В последние годы своей жизни она руководила работами студентов и активно способствовала применению радиологии в медицине. Она написала биографию Пьера Кюри, которая была опубликована в 1923 г. Периодически Кюри совершала поездки в Польшу, которая в конце войны обрела независимость. Там она консультировала польских исследователей. В 1921 г. вместе с дочерьми Кюри посетила Соединенные Штаты, чтобы принять в дар 1 г радия для продолжения опытов. Во время своего второго визита в США (1929) она получила пожертвование, на которое приобрела еще грамм радия для терапевтического использования в одном из варшавских госпиталей. Но вследствие многолетней работы с радием ее здоровье стало заметно ухудшаться.

Кюри скончалась 4 июля 1934 г. от лейкемии в небольшой больнице местечка Санселлемоз во французских Альпах.

Величайшим достоинством Кюри как ученого было ее несгибаемое упорство в преодолении трудностей: поставив перед собой проблему, она не успокаивалась до тех пор, пока ей не удавалось найти решение. Тихая, скромная женщина, которой досаждала ее слава, Кюри сохраняла непоколебимую верность идеалам, в которые она верила, и людям, о которых она заботилась. После смерти мужа она оставалась нежной и преданной матерью для двух своих дочерей.

Помимо двух Нобелевских премий, Кюри была удостоена медали Бертело Французской академии наук (1902), медали Дэви Лондонского королевского общества (1903) и медали Эллиота Крессона Франклиновского института (1909). Она была членом 85 научных обществ всего мира, в том числе Французской медицинской академии, получила 20 почетных степеней. С 1911 г. и до смерти Кюри принимала участие в престижных Сольвеевских конгрессах по физике, в течение 12 лет была сотрудником Международной комиссии по интеллектуальному сотрудничеству Лиги Наций.