|
данным, ученый сумел показать существование геометрической изомерии у некоторых
производных бензгидроксамовой кислоты.
Большой интерес представляла теоретическая часть этой работы «К теории
сродства и валентности». Вернер выдвинул оригинальные идеи о химическом
сродстве: «сродство есть сила притяжения, действующая из центра атома
равномерно ко всем частям его шарообразной поверхности». Принимая атом «ради
простоты» шарообразным, он рассматривал его как определенную пространственную
часть «единой материи».
В октябре 1891 года Вернер представил на суд Высшему швейцарскому ученому
совету конкурсную работу и просил разрешить ему преподавание химии в Цюрихском
политехникуме. Не дожидаясь его решения, ученый отправляется в Париж, где начал
работать в термохимической лаборатории М. Бертло в «Коллеж де Франс».
«От Бертло в Париже, – вспоминал впоследствии Вернер, – я узнал, что
вполне возможно разрешать химические проблемы на основе концепций, отличающихся
от тех, которые признавались в то время». Здесь Вернер выполнил первое
исследование по неорганической химии «Об основном нитрате кальция».
Весной 1892 года Вернер покинул гостеприимную Францию. В январе того же
года Высший швейцарский ученый совет, рассмотрев его «конкурсную работу»,
признал, что ученый вполне достоин звания приватдоцента. Вернувшись в Цюрих,
ученый получил, наконец, возможность читать лекции перед студенческой
аудиторией родного политехникума.
29 сентября 1893 года, всего в 27 лет, Вернера избрали профессором
Цюрихской высшей школы. Это было признание способностей молодого ученого, что
подтвердила появившаяся вскоре его знаменитая координационная теория.
В 1893 году немецкий «Журнал неорганической химии» опубликовал статью
Вернера на 63 страницах «О строении неорганических соединений», ознаменовавшей
новую эпоху в развитии представлений о природе и строении комплексных
соединений. В ней автор мастерски изложил теорию, позволившую объяснить
особенности строения значительного класса веществ – координационных, или
комплексных, соединений.
По мере развития химии, открытия и изучения все новых и новых соединений
ученые все чаще стали сталкиваться с координационными соединениями. Для
объяснения их строения и свойств Вернером была разработана координационная
теория, в основу которой легли положения стереохимии и теории электролитической
диссоциации. По Вернеру, комплексные, или координационные, соединения построены
следующим образом: в центре молекулы находится один атом или ион металла.
Вокруг него расположены атомы и их группы, связанные с центральным атомом
координационными связями. Эти атомы и группы называются лигандами. Типичные
лиганды – анионы кислот (кислотные остатки) и некоторые нейтральные молекулы
(обычно небольшого размера, содержащие атомы кислорода, азота, фосфора, серы и
др.). Наиболее распространенные лиганды в комплексных соединениях – вода,
аммиак, оксид углерода.
Общее число молекул или ионов, непосредственно связанных с центральным
атомом, называется координационным числом. Известны молекулы с координационными
числами от 1 до 12 (чаще всего встречаются 4 и 6). Лиганды вместе с центральным
атомом образуют внутреннюю сферу комплекса. Известны координационные соединения,
состоящие только из внутренней сферы, например карбонилы железа, никеля, хрома.
Но в большинстве случаев вокруг внутренней сферы образуется еще и внешняя – из
ионов, не связанных непосредственно с центральным атомом или ионом. Эти ионы
обычно располагаются по вершинам правильных многогранников вокруг внутренней
сферы и во многих химических реакциях участвуют различным образом: внутренняя
сфера – как один многозарядный ион, внешняя сфера – как обычные ионы.
Простейший пример такого координационного соединения – ферроцианид калия.
Вернер распространил стереохимические представления на область
комплексных соединений. Созданная им координационная теория позволила
представить пространственное строение этих соединений. Ученый предположил, что
комплексные соединения с координационным числом 6 имеют пространственное
строение октаэдра, а с координационным числом 4 – плоского квадрата.
В 1911 году Вернер обнаружил предсказанные ранее оптически активные
неорганические изомеры – соединения кобальта, хрома, железа. Это было крупным
успехом координационной теории. Оптическая активность перестала быть
специфическим свойством молекул с асимметрическим атомом углерода. Вернер
составил грандиозную программу изучения нового класса соединений и сумел силами
своей научной школы заложить основу химии координационных соединений. Работы
Вернера наметили пути дальнейшего развития неорганической химии и выявили
общность в эволюции представлений о структуре и свойствах органических и
неорганических веществ.
На основе координационной теории в наши дни объясняется химическое
строение таких важных веществ, как хлорофилл, гемоглобин, лаки, ферменты.
Научные интересы Вернера не ограничивались разработкой проблем химии
координационных соединений. В 1905 году он предложил близкий к современному
вариант длиннопериодной системы химических элементов, а в 1907 году разработал
новую теорию кислот и оснований которая стала важной предпосылкой создания в
двадцатые годы теории кислотноосновного катализа.
В 1913 году Вернер был удостоен Нобелевской премии «в знак признания его
работ о природе связей атомов в молекулах, которые позволили поновому
взглянуть на результаты ранее проведенных исследований и открыли новые
возможности для научноисследовательской работы, особенно в области
неорганической химии».
Со свойственной ему прямолинейностью цюрихский профессор заявил: «Я
|
|