Текст книги "Дмитрий Иванович Менделеев"

Автор книги: Олег Писаржевский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 22 страниц)

XII. «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ» МЕНДЕЛЕЕВА ДОСКАЗАНА

Менделеев так писал свою книгу «О современном развитии некоторых химических производств применительно к России и по поводу Всемирной выставки 1867 года», чтобы суть изложения мог уловить человек, совершенно не посвященный в секреты химии. Он подбирал для описания различных производств на французских заводах самые простые, обиходные слова, понятные всем. Это было не просто популяризацией знаний,-это было раскрытием секретов ремесла, обычно ревниво скрываемых специалистами под мудреным шифром наукообразных терминов;

Особенно подробно Менделеев останавливался на производстве соды по способу Николая Леблана. Он преследовал этим важную цель. По методу Леблана твердую поваренную соль сначала подвергают действию крепкой серной кислоты. При этом получается сернокислый натрий. Полученный «сульфат» прокаливают с известняком и углем в цилиндрических вращающихся печах – барабанах. Образовавшийся сплав выщелачивают водой. Из раствора, после упаривания, выкристаллизовывается сода.

Менделееву этот процесс казался особенно интересным тем, что объединял ряд важнейших химических производств. Он мог служить, таким образом, отличной школой химической технологии. В самом деле, для получения сульфата нужна серная кислота; для добывания ее требовалась, в свою очередь, азотная кислота. В процессе получения сульфата выделялась соляная кислота. Ее можно перерабатывать в хлор и белильную известь. Обыкновенную кальцинированную соду можно, с помощью извести, частично превращать в каустик (едкий натр). Завод по обжигу известняка для получения извести – еще одно вспомогательное производство, которое, наряду со всеми остальными, может иметь и самостоятельное значение.

Все свои советы заводить новые производства Менделеев подкреплял справками о выгодности этого дела, подсчетами возможных прибылей, указаниями на обилие естественных запасов сырья для новых заводов в родной стране. Разве не горько сознавать, что, владея неограниченными запасами соли, известняка и медных колчеданов для добывания серной кислоты, Россия оставляет все эти богатства лежать без движения, в земле, в то время как для получения того же поташа сводились на корню вековые леса. Лес варварски сжигался на месте, лесные великаны обращались в горсть праха – в золу, из которой вымывали содержащиеся в ней углекислые соли калия, чтобы варить на них мыло.

Тут же Менделеев описывал новый способ производства соды, предложенный в 1861 году бельгийцем Сольвеем.

Он не удовлетворился описанием французских и бельгийских заводов и ненадолго съездил в Германию. Перед ним мелькали знакомые картины: аккуратно разграфленная на квадратики цветущих изгородей плоская Вестфалия, коричневый, мутный Рейн с узкими барками и длинными пароходами, сумрачная громада собора, выплывающая из тумана каменной молитвой к небу… Он стремился в Саксонию, в Страсфуртские копи, где только что начали добывать калийные удобрения: хлористый и сернокислый калий – соли, содержащиеся в минералах каините и шёните. Эти минералы обнаруживались в тонком слое породы, прикрывавшем большие соляные залежи. Пока добывалась одна только поваренная соль, калийные соли сбрасывались в отвал, как отбросы. Только недавно они были признаны «благородным сырьем». Этим залежам Менделеев даже слегка позавидовал: ведь это были единственные известные ему за рубежом запасы сырья, относительно наличия которого в России нельзя было сказать ничего определенного. Мы знаем, что так было только потому, что их еще никто не искал среди несказанного разнообразия русской природы…

Даже известные издавна естественные богатства русской земли, и те в полной мере не осваивались… Тут Менделеев переходил к впечатлениям от своей поездки в Баку.

Следуя вдоль песчаных берегов Каспийского моря, путешественник попадал на маленький Апшеронский полуостров, где еще уцелели среди песков развалины древних храмов огнепоклонников. Здесь когда-то пылали неугасимые светильники, наполненные тяжелой черной нефтью, и другие, в которых неяркое пламя питалось горючими газами, отведенными из трещин в земле. Кое-где нефть проступала наружу, пропитывая пески. Колодцы в этих местах наполнялись соленой водой, поверх которой плавала нефть. Местные жители с незапамятных времен добывали из таких колодцев нефть и соленую воду, вынимая их наружу кожаными мешками. Нефтеносные земли эти принадлежали казне, и она сдавала нефтяные колодцы откупщикам. Предприниматель «откупал» за определенную сумму тот или иной участок на четыре года, потом колодец снова шел с торгов в новую аренду. Откупщики торговали нефтью, как и сотни лет назад. Ее возили к пристаням или вьюками в кожаных мешках – бурдюках, или в бочках, погруженных на тележки с громадными колесами, не увязавшими в песках.

Менделеев побывал на нефтяных промыслах по приглашению московского купца В. А. Кокорева, который завел было в Баку маленький заводик для отгонки из сырой нефти «гарных масел» – масел, используемых для освещения. Одно из таких масел он назвал «фотонафтилем». Вскоре американцы стали ввозить тот же «фотонафтиль» под названием «керосена», или «керосина». Керосин охотно раскупался в больших городах, но дальше не шел, потому что был непомерно дорог. Американский – потому, что облагался высокими пошлинами на месте своего производства, русский – потому, что система сдачи колодцев на откуп душила развитие промыслов. Не имело смысла вводить какие бы то ни было усовершенствования в первобытные способы добычи нефти. На протяжении короткого срока откупа дорогостоящие нововведения не могли бы себя оправдать, а цена аренды на очередных торгах на лучше оборудованный участок, естественно, вздымалась. Поэтому нефть добывали по-старинке и друг перед другом соперничали лишь в утеснении промысловых наймитов. Кокорев попросил Менделеева посмотреть, можно ли найти способ удешевления добычи и перевозки нефти без больших затрат, а буде этого сделать нельзя, он его уполномочивал закрыть невыгодное дело.

Менделеев проехал по нефтеносным землям по следам недавней поездки академика Абиха, обследовавшего Апшеронский полуостров. Абих со скукой описывал скудную растительность пустынной местности, с ее отравленными нефтью песками. Он предрекал этому неприютному краю близкое и окончательное запустение. Очень скоро нефть, сосредоточенная у поверхности земли, будет вычерпана из неглубоких колодцев. Продолжать же их бессмысленно, потому что их производительная сила уменьшается с глубиной.

Возможно, что эти домыслы были плодами добросовестного заблуждения достопочтенного геолога. Однако они были впоследствии уже заведомо недобросовестно использованы в борьбе против менделеевских призывов широко развить нефтяное дело в России.

Менделеев тщательно обследовал состояние бакинских промыслов и деятельность кокоревского заводика в Сураханах. Это был одноэтажный каменный сарай с подслеповатыми оконцами. Посредине сарая стоял перегонный бак, в который загружалась нефть. Под баком находилась топка, в которой, по примеру храмов огнепоклонников, пылал газ, подведенный из ближайшей газоносной трещины. Газ этот образовывался из наиболее летучих составных частей нефти, испарявшихся в недрах земли, и присутствие его указывало, что, вопреки мнению

Абиха, главная масса нефти залегает в глубинах земли. Над пламенем газовой горелки нефть в баке подогревалась, при этом из нее испарялся сначала бензин, который выпускался на воздух, как никому не нужная и даже опасная примесь к фотонафтилю, а пары этого самого фотонафтиля, или керосина, охлаждались, сжижались, и жидкое «горючее масло» собиралось в бочки. Когда испарялся весь заключенный в данной порции нефти фотонафтиль, процесс останавливался, остатки нефти выгребались из бака, и он вновь загружался свежей нефтью. Менделееву сразу бросилось в глаза, что этот процесс можно значительно удешевить, непрерывно подавая в перегонный бак небольшие порции свежей нефти и постепенно удаляя оседающие на дно тяжелые остатки, «погоны».

Но наиболее дорого обходился, конечно, транспорт сырья и готового продукта. На арбах или в бурдюках нефть перевозилась к заводу. Тем же способом готовый фотонафтиль перевозился к морю. Для перевозки его морем и по Волге в центральную Россию нужны были бочки. Дерева для бочек на месте не было, и его приходилось откуда-то издалека привозить. Не проще ли было соединить промыслы и завод нефтепроводом, а заводы и пристани такими же трубами, по которым шел бы уже керосин? А еще более разумно не перерабатывать всю нефть на месте, в Баку, а гнать ее по нефтепроводу к морю и наливать там в наливные железные баржи, которые можно отправлять куда угодно. Нефтеперегонные заводы, в интересах страны, нужно строить в центрах потребления. Нельзя отождествлять переработку нефти с производством одного только фотонафтиля. Кроме него, должны использоваться и другие, более тяжелые, масла, пригодные, скажем, для смазки машин. Здесь они уничтожаются, как загромождающий производство отброс. Там они найдут себе хороший сбыт.

Менделеев убеждал Кокорева не оставлять начатого дела. Наоборот, надо все силы приложить к его улучшению. Но успех требует «многих разных мер и условий», между ними надо избрать «одну, наиболее важную». Так Менделеев объяснял впоследствии в своей брошюре «Где строить нефтяные заводы?», выпущенной во время его серьезнейшей размолвки с нефтяными королями, почему он вначале настаивал в первую очередь на отмене главного тормоза для развития нефтяного дела, – на отмене откупов.

Он отправился к министру финансов Рейтерну и, как лицо незаинтересованное, стал его убеждать в выгодности для казны отмены откупной системы. Рейтерн толковал свое положение главы министерства финансов как должность первого ключаря царствующего дома. Скромный, но устойчивый доход с откупов представлялся ему уже прирученной синицей, а проблематичные сборы с каждого пуда нефти, как это предлагал Менделеев, казались ему журавлем в небе. Менделеев утверждал, что вместо одного-двух миллионов пудов легко довести добычу нефти до сотен миллионов пудов и, вместо того чтобы ввозить американский керосин, вывозить за границу свой собственный. «Это ваши профессорские мечтания», – перебил его Рейтерн, и Менделеев в ярости покинул министерство. Он никогда не мог простить Рейтерну этой реплики и так часто о ней вспоминал, что этим самым прославил ничем иным не замечательного министра.

Против откупов он бурно протестовал в своей лекции, прочитанной в 1866 году в помещении Сельскохозяйственного музея по поручению вновь организованного Русского технического общества. Это было вскоре после того, как А. Н. Новосильцов открыл новые нефтяные месторождения еще и на Кубани.

Резче всего Менделеев обрушился на откупа именно в своем выступлении по поводу Всемирной выставки в 1867 году. «Откуп парализует правильный ход нефтяной разработки, – писал он, – а, следовательно, и все нефтяное дело…» Он предупреждал: «Уничтожив откуп, не должно наложить на нефть тотчас большого акциза. Нужно дать этому делу сперва укорениться… чтобы привлечь к нему, а не оттолкнуть капиталистов».

Откуп на нефть, по призыву Менделеева, был отменен, и нефтеносные участки были распроданы в частные руки лишь в 1872 году. Рейтерн оставался при этом верен самому себе и, на всякий случай, наложил на нефть настолько высокий акциз, что русский керосин по цене с трудом мог соперничать с американским, хотя и значительно превосходил его качеством. Когда сказалось сильное отставание русской нефтяной промышленности от американской, встревоженный отнюдь, конечно, не слабым развитием производительных сил России, а недобором доходов в казну, Рейтерн вынужден был вернуться к советам Менделеева и просить его снова изучить этот вопрос, для чего, в частности, Русское техническое общество послало Менделеева в Соединенные Штаты посмотреть, как там поставлено нефтяное хозяйство.

Призывы Менделеева развивать другие химические производства (мы говорим «другие» потому, что на переработку нефти он смотрел именно как на химическое производство) тоже воспринимались очень туго. Осторожный Рейтерн в 1867 году лишь частично снял акциз с соли, идущей в химическое производство. Полностью этот акциз, тормозивший добычу соды, был снят лишь в 1880 году. И только в 1883 году, в Березниках, на реке Каме, вблизи от соляных промыслов и залежей известняка, промышленник Любимов построил первый в России крупный содовый завод, работавший по способу Сольвея. Менделеев не преминул, на одном из заседаний Русского химического общества, приветствовать инициативу основателя завода и отметить высокое качество производимой им соды. Вместе с тем он снова подчеркивал необходимость создания производства соды и по способу Леблана, открывавшему возможность выпуска и едкого натра, и соляной кислоты, и белильной извести. Он говорил о том, что в России не использованы грандиозные источники природного сульфата натрия – готового сырья для содовых заводов, и один из наиболее мощных – в заливе Кара-Богаз на Каспийском море.

Производство соды по способу Леблана возникло в России только в 1890 году на новом заводе П. К. Ушкова, по реке Каме, близ Елабуги. Завод производил сульфат, соду, едкий натр и белильную известь.

***

Трудно вместить эту кипучую деятельность в рамки короткого по необходимости рассказа. Тут неизбежны некоторые смещения хронологической последовательности биографических фактов. События теснят друг друга, и если мы хотим проследить наиболее важные в их развитии, со всеми их следствиями, мы невольно вынуждены на время отодвигать другие, быть может, не менее значительные.

Поездки Менделеева на нефтяные промыслы, на французские и немецкие химические заводы, его общественные и литературные выступления по этому поводу в сумме занимали меньше времени, чем, скажем, подготовка к докторской диссертации, а о ней мы еще не успели даже упомянуть. Между тем эта диссертация «О соединении спирта с водой», успешная защита которой в 1865 году принесла ему ученую степень доктора химии, явилась важным звеном, соединившим его юношеские работы с целой серией исследований растворов, в полном объеме их значения раскрываемых дальше.

К одной только области химии Менделеев потерял видимый интерес. Это была именно та область, которую у него изучали в университете студенты и в которой он проявил себя блестящим дебютом, написав в 1861 году превосходный курс «Органической химии».

С «Востока», как называли казанскую школу химиков, которую возглавлял ученик Н. Н. Зинина Александр Михайлович Бутлеров, засиял свет новой теории, озаривший путь органической химии на много десятилетий вперед. Бутлеров сделал следующий шаг с того самого места, на котором остановился в своем курсе Менделеев, и когда этот очередной шаг был сделан, оказалось, что все предшествующее развитие органической химии было лишь подготовкой, лишь «глубокой разведкой», а настоящее ее наступление на тайны природы начиналось именно теперь, с вновь завоеванных позиций. Менделеев это прекрасно понимал и готовился на это по-своему отвечать. Поняли это и за рубежом, прежде всего в Германии, чтобы тоже, по-своему, на это ответить…

Бутлеров вступил на научное поприще на пять лет раньше Менделеева. Окончив Казанский университет в 1850 году, он был оставлен «для приготовления к профессорскому званию». Ученую специальность ему предстояло избирать самому. Лекции по математике он слушал у Лобачевского, но выпускную диссертацию защитил на тему «Дневные бабочки Волго-Уральской фауны». Коллекция этих бабочек до сих пор хранится в зоологическом кабинете, а диссертация напечатана в «Ученых записках Казанского университета». Однако уже в магистерской диссертации, которую он защитил в 1851 году, определилось его призвание, внушенное Н. Н. Зининым: он разработал тему «Об окислении органических соединений». С этого времени он должен был учиться, уже обучая других. Это воспитало в нем потребность систематизировать свои знания и всесторонне продумывать экспериментальный опыт. В 1854 году он защитил докторскую диссертацию об эфирных маслах, осенью того же года был утвержден экстраординарным, а в марте 1858 года ординарным профессором химии. 1861 год был отмечен в анналах химической лаборатории Казанского университета синтезом нового вещества гексаметилентетраамина, широко известного под обиходным названием уротропина. Здесь же впервые в мире, в том же году, было искусственно приготовлено сахаристое вещество – метиленэтан. В Европе оба эти синтеза были воспроизведены лишь много лет спустя. Бутлеров говорил об этих результатах с довольной, но небрежной усмешкой. В нем горел юношеский задор: то ли еще будет! Ведь это были побочные, боковые выходы большого исследования, целью которого была проверка универсального ключа к любой самой сложной химической реакции… Ключа, выкованного здесь же!

Бутлерову очень хотелось знать: только ли здесь это удалось? Под этим ключом надо понимать новую теорию химии, а ни одна теория не возникает на пустом месте, она вытекает из фактов, имеющих всеобщее распространение. Он отправился в 1861 году в командировку по университетским центрам Европы. Блестяще образованный, безупречно владеющий многими европейскими языками, молодой русский встретил любезный прием и нимало не смущался покровительственным тоном разъяснений, которые получал в ответ на волнующие его вопросы.

Он посетил во Франции Вюрца и Дюма, в Германии он побывал у Кекуле, Кольбе, у Коппа, ухитрившегося, кстати сказать, в своей четырехтомной «Истории химии» ни разу не упомянуть имен Авогадро и Жерара. Все они единодушно признавали, что молодой химик из неведомой Казани отлично разбирается в сложнейших вопросах. Он спрашивал как раз о том, что очень хотели бы сами знать его знаменитые собеседники: нельзя ли в химической формуле прочитать не только состав молекулы, но и то, как она построена? И не может ли в этом помочь понимание индивидуального «химического влияния», которое оказывают друг на друга атомы различных элементов? Французы отвечали на это решительным «нет». Другие, как Август Кекуле. не проявляли такой решительности в отрицании, но отказывались и утверждать что-либо положительное. Кекуле уже приходилось размышлять над тем, как используют атомы для того, чтобы сцепляться друг с другом, образуя молекулу, свой запас «химического влияния», свою «атомность», как называли в то время силу атомных связей. Но он не придавал этим соображениям большого веса. Во всяком случае, в своих руководствах он не рисковал перейти от теории «типов» к рассмотрению поведения отдельных атомов в сложной молекуле. Бутлеров был поражен. Он вспоминал свое удивление в отчете о заграничной поездке, опубликованном в 1862 году в «Ученых записках Казанского университета».

«Все воззрения, встреченные мною в Западной Европе, представляли для меня мало нового»,-писал он. Далее он сдержанно, но ясно говорил, что казанская лаборатория опередила иностранных химиков. Поразившие их новости «сделались в ней общим ходячим достоянием и частью введены в преподавание».

Он ожидал найти у признанных мастеров химии смелость в постановке научных вопросов, но вместо этого он находил медлительность в выводах, обязанную своим происхождением не столько осторожности, сколько отсутствию воображения. Он порывался высказаться, но всякий раз его останавливало опасение, что возражения, высказанные в частной беседе малоизвестным русским исследователем, прозвучат неубедительно, хотя и приобретут впоследствии присущую им силу убеждения, пересказанные авторитетом. Это не имело бы никакого значения, если бы дело касалось самого Бутлерова. Но Бутлеров не верил, что какой-либо авторитет, из числа тех, с которыми он встречался, пожелал бы утвердить за Казанской химической лабораторией ее первенство в произнесении последнего слова химической науки. Каждое новое слово в науке рождается в определенной стране. Он хотел, чтобы это не было забыто, когда новое станет всеобщим достоянием.

Он собирался было отложить опубликование своих новых идей – таких простых, таких естественных и таких своеобразных, никем еще не сформулированных – до возвращения в Казань. Но обстоятельства ускорили развязку. В Шпейере в это время собрался тридцать шестой съезд немецких врачей и натуралистов. Бутлеров выслушал все доклады по химии, которые были вынесены на съезд, и в заключение попросил поставить и его сообщение «О химическом строении вещества». «Выступление Бутлерова было встречено холодно», – бесстрастно отмечает один из его биографов. На самом деле, Бутлеров очутился в атмосфере всеобщего недоброжелательства. Организаторы съезда готовы были вопить о неблагодарности: тот, к кому они отнеслись снисходительно, осмеливался поучать. Его терпели, а он заставлял с собой считаться!

А не считаться с ним было нельзя. Предложенная молодым русским ученым теория строения химических веществ не только с более широкой, с более объемлющей точки зрения объясняла совокупность существующих фактов. Она, как и всякая другая настоящая теория, предвидела новые факты. Проверка ее предсказаний должна была послужить либо к ее общему признанию, либо к ее отклонению. И факты свидетельствовали о ее неопровержимости…

Построения Бутлерова были холодно-логичны, и тем большую бурю они вызывали… Конспективное их изложение не может, конечно, дать полного

представления о всей красоте и стройности аппарата доказательств, использованного исследователем для развития своих идей. Но мы все-таки попытаемся за некоторыми из этих доказательств проследить, придерживаясь терминологии того времени. Современному химику это изложение представится несколько упрощенным, но нельзя упускать из виду, что и сам Бутлеров стремился к некоторой схематичности своих построений, чтобы иметь возможность резче подчеркнуть основную мысль.

Ход его рассуждений был примерно таков:

Если анализировать воду, хлороводород (или, что то же, соляную кислоту) и болотный газ (метан), у них у всех можно обнаружить одну общую составную часть: водород. Заключенный в каждом из этих соединений, он, тем не менее, относится к действию разных реагентов [34]34
  Веществ, легко вступающих в соединение.


[Закрыть]совсем не одинаково. Для того чтобы вытеснить его из хлороводородной кислоты, на нее достаточно воздействовать цинком или железом. На чистую воду эти элементы почти не действуют; из воды водород может быть вытеснен только очень энергичным, например, щелочным металлом. Тот же водород, находящийся в составе молекулы болотного газа или большинства других углеводородов, вовсе не поддается действию металлов, даже самых энергичных.

Чем объясняется такое различие в поведении одного и того же элементарного вещества в различных соединениях? – спрашивал Бутлеров и отвечал: «натурой элемента, с которым это вещество является связанным, натурой той зависимости, которая существует между составными частями данного соединения…» Два атома водорода в молекуле воды находятся в зависимости от атома кислорода; четыре атома водорода в молекуле болотного газа находятся в зависимости от атома углерода. Как эта зависимость проявляется, легче всего проследить на углеводородных соединениях.

Для «удовлетворения стремления к соединению», для насыщения одного атома водорода нужен один атом хлора. Таким образом, атомы водорода и хлора химически равнозначны, «эквивалентны». Эта эквивалентность находит свое выражение в том, что в молекуле болотного газа водород может быть заменен хлором атом за атом. Соединение четырех атомов хлора с одним атомом углерода повторяет «тип» молекулы болотного газа. Это так называемый четыреххлористый углерод. (В болотном газе на такой же атом углерода приходилось четыре атома водорода.) Между этими двумя веществами – болотным газом и четыреххлористым углеродом – находится ряд промежуточных веществ, в которых с углеродом соединены, в разных долях, и хлор и водород. На атом углерода может приходиться три атома водорода и один атом хлора. Это вещество описывается формулой СНзС1 и называется хлористым метилом. Равное соотношение атомов хлора и водорода – СН2С2 – соответствует хлористому метилену; из сочетания одного атома углерода с одним атомом водорода и тремя атомами хлора – СНСlз – образуется хлороформ.

Во всех этих случаях атомы водорода и атомы хлора находятся в химической зависимости от атома углерода. Этот пример показывает, что совсем не безразличен «порядок химических связей», существующих между атомами в частице. А это и есть химическое строение вещества.

Более сложны случаи, когда в углеродистом соединении присутствуют элементы, химическое значение атомов которых больше, чем значение водорода или хлора, например кислород. Поскольку для насыщения одного атома кислорода нужно два атома водорода, как, например, в молекуле воды (Н20), можно утверждать, что химическое значение атома кислорода вдвое больше, чем значение атома водорода, – кислород «двухэквивалентен» по отношению к водороду. Следовательно, для насыщения атома углерода понадобится кислородных атомов вдвое меньше, чем атомов водорода, то есть не четыре, а два. Такое соединение, в котором углеродный атом насыщен двумя атомами кислорода, всем известно – это обыкновенная углекислота С02. Известно также соединение, которое содержит наполовину менее кислорода, – это «ненасыщенное», «непредельное» соединение углерода – СО, так называемая окись углерода. Молекула окиси углерода способна присоединить к себе еще два атома хлора. В результате такого присоединения по формуле СОСl2 получается хлорокись углерода.

Не всегда можно судить о распределении «химической зависимости» с такой определенностью, как для атома углерода. Атомы могут быть соединены и непосредственно и через другие атомы. Хлор и водород соединены непосредственно в молекуле хлороводорода. Они же могут быть соединены через углеродный атом, как в хлороформе. Насколько важно разобраться до конца в том, как именно они соединены, показывает пример молекулы метилового или древесного спирта. Эта молекула со

стоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода и еще одного атома кислорода. Что это может значить? Может быть, углеродный атом в действительности имеет больший «запас химического влияния», чем до сих пор допускалось? Может быть, он способен непосредственно удерживать больше, чем четыре атома водорода?

Опыт опровергает это допущение. Просто и прямо «зафиксировать», закрепить кислород на молекуле водорода (что соответствует составу болотного газа) не удается. Присоединение атома кислорода к такому сочетанию атомов углерода и водорода может быть осуществлено только окольным путем.

Путем остроумных рассуждений Бутлеров подводил своих слушателей к тому, что молекулу метилового спирта можно рассматривать как молекулу болотного газа (СН4), в которой один атом водорода заменен так называемым водным остатком, или гидроксилом, то есть атомом кислорода, наполовину насыщенным водородом и поэтому имеющим такое же химическое значение, как один атом водорода. Тогда формула метилового спирта может быть написана так: СНз (ОН) или, употребляя нашедшее широкое распространение обозначение химических связей атомов черточками:

Опыт блестяще подтверждает это предположение. При действии на воду энергично соединяющихся с ней металлов, как, например, металлического

натрия, происходит выделение водорода и образование едкого натра. Едкий натр есть не что иное, как продукт замещения одного атома водорода в воде одним атомом натрия. Водород в углеводородах обычно вовсе не подчиняется действию щелочных металлов. Для защиты от окисления щелочных металлов их обыкновенно сохраняют под слоем жидких углеводородов, например керосина. Между тем, если действовать натрием на метиловый спирт, раздается шипение, выделяется водород, как из воды, и в результате получается тело состава СНзONа. Это тот же метиловый спирт, но в котором ровно одна четвертая часть водорода замещена натрием. Можно сколько угодно продолжать пытаться действовать на это соединение натрием – остальные три атома водорода замещению не поддадутся. Ясно, заключает отсюда Бутлеров, что в метиловом спирте водный характер присущ только одному из четырех атомов водорода.

Известна реакция образования хлористого метила. Ее можно расшифровать так, что из частицы убирается один атом кислорода и, вместе с ним, удаляется атом водорода. Вместо этих двух атомов, эквивалентных атому водорода, встает один атом хлора. И это означает, что водород примыкал к молекуле только посредством кислорода. Уводя кислород, экспериментатор неизбежно уводит и примыкавший к нему водород.

Бутлеров утверждал, что в частице метилового эфира две метиловые группы соединены между собой не прямо, а посредством кислорода. Это вызывало сомнения? Их можно было разрешить… Он предлагал для этого изящнейший опыт. Пользуясь теорией строения, он предсказывал: если основан-

ное на ней предположение о структуре молекулы метилового эфира справедливо, то можно попытаться удалить предполагаемую связь между двумя метиловыми группами, то есть кислород, и тогда частица должна распасться. Каждая из двух метиловых групп проявится в отдельности.

И такой опыт был Бутлеровым осуществлен: при введении в соединение вместо атома кислорода двух атомов иода ожидаемое распадение совершается. Из одной частицы метилового эфира получается две частицы йодистого метила. Частица была «нецельной, – заключал Бутлеров, – составной, и связью между двумя метиловыми группами служил кислород».

Можно получить «цельную» частицу того же состава, как метиловый эфир, где два атома углерода связаны между собой непосредственно. Это этиловый спирт, или алкоголь.

Но подлинным триумфом теории химического строения Бутлерова явился разбор строения веществ, имеющих совершенно одинаковый химический состав и одинаковую величину частиц и, тем не менее, совершенно различных между собой по свойствам. Различия этих веществ, называемых, как мы знаем, изомерами, коренились в разном их химическом строении.

Но когда этот путь только намечался, немецкий химик Кольбе грубо издевался над идеей выводить возможность существования органических веществ из числа «атомности», или, как ее теперь называют, «валентности» атомов. Смеясь, он начертил на доске шестнадцать фигур, в которые могли складываться атомы, составляющие сложную молекулу циан-угольной кислоты.

В истории химии случайно запечатлелась и эта насмешка и все шестнадцать вариантов строения молекулы циан-угольной кислоты, набросав которые Кольбе хотел наглядно продемонстрировать абсурдность бутлеровской теории. Впоследствии не только были обнаружены реальные изомеры, соответствующие всем этим шестнадцати структурным формулам, но оказалось, что Кольбе даже упустил еще три…