Йенc Якоб Берцелиус

Йенc Якоб Берцелиус был одним из известнейших химиков своего времени. В своей научной деятельности Берцелиус объединил период развития химии времен создания кислородной теории Лавуазье с периодом разработки химической атомистики. Он настолько усовершенствовал методы эксперимента и конструкции научных приборов, что они применялись впоследствии несколькими поколениями химиков, а некоторые из них используются и в наше время. Кроме того, Берцелиус создал систему химических обозначений, которые, за исключением небольших изменений, мы применяем и сегодня.

Берцелиус родился в 1779 г. в селении Вэферсунда в семье учителя. В девятилетнем возрасте он остался сиротой и с юных лет вынужден был зарабатывать себе на жизнь репетиторством и трудом на сельскохозяйственных работах. Медицину и химию Берцелиус изучал, находясь в очень тяжелых материальных условиях. Только непреодолимое стремление к знаниям и упорство в достижении цели помогли ему поступить в 1797 г. в Упсальский университет и успешно закончить его в 1801 г.

После окончания университета в 1802 г. Й. Я. Берцелиус стал адъюнктом медицины и фармации Медико-хирургического института в Стокгольме. В это время Берцелиус подружился с владельцем рудника Вильгельмом Хизингером, в доме которого он жил, и даже проводил вместе с ним химические исследования. Так, в 1802 г., использовав батарею Вольта, он совместно с Хизингером обнаружил, что при пропускании электрического тока через растворы солей щелочных металлов последние разлагаются с выделением составных частей. Годом позже Берцелиус и Хизингер (одновременно с М. Г. Клапротом) открыли элемент церий, названный в честь планеты Церера, обнаруженной в 1801 г. Джузеппе Пьяцци. (А в 1817 г. Берцелиус открыл другой элемент, который получил название «селен» от греческого названия луны — Селена. Кроме того, в 1828 г. Берцелиус открыл торий.)

В 1807 г. Берцелиус утвержден ординарным профессором химии и фармации медицинского факультета Королевского Медико-хирургического института в Стокгольме. В 1810 г. он избран Президентом шведской Академии наук, а с 1818 г. назначен ее непременным секретарем. В 1818 г. Берцелиусу пожаловано дворянское звание, а в 1835 г.— титул барона. Но в химии он, безусловно, был королем, так как безраздельно «царил» во всех ее областях. Ученики уважали Берцелиуса и восхищались им — он был авторитетом для всех.

Работы Берцелиуса были посвящены прежде всего исследованию соотношений элементов в соединениях. Берцелиус критически проанализировал историю стехиометрии, использовал известные уже данные и извлек из них выводы для выбора направления своих дальнейших работ. Так, еще в XVIII в. шведский химик Т. Бергман наблюдал, что при взаимо­действии химически нейтральных солей вновь образуются нейтральные соли, однако он не дал объяснения этому явле­нию. Проведя точные анализы, немецкий химик К. Венцель попытался выяснить причины этого. Рихтер обработал математически исследования Бергмана и Венцеля и заложил тем самым основы стехиометрии. Берцелиус внимательно изучал вопросы, которые были предметом дискуссии между Бертолле и Прустом. Научный спор между Бертолле и Прустом восхитил Берцелиуса своим достойным стилем, а также тем, что оба химика смогли выйти из него, не опускаясь до взаимных оскорблений.

Итак, задачу своих исследований Берцелиус видел в наиболее точном определении соотношений, в которых вещества соединяются друг с другом. Ученый провел анализы оксидов и сульфидов многих элементов. Кроме того, он установил, что количества кислорода кислоты и основания в солях соотносятся друг с другом как небольшие целые числа. Этот «кислородный закон» окончательно убедил его в атомном строении материи. Берцелиус охарактеризовал атомистическую гипотезу как крупнейшее событие в истории химии. Однако он критиковал Дальтона за то, что тот упрямо придерживался одной устоявшейся предпосылки и игнорировал результаты Гей-Люссака, которые на самом деле не опровергали, а подтверждали эту гипотезу. Закон объемных отношений и представление, согласно которому в равных объемах газов должно находиться одинаковое количество атомов, взаимно дополняли друг друга. В соответствии с этой гипотезой молекула водяного пара должна состоять из двух атомов водорода (два объема) и одного атома кислорода (один объем).

Берцелиус добился результатов чрезвычайной важности, но достиг он их не одними рассуждениями, а благодаря вычислению (относительных) атомных весов 45 элементов. В 1818 г. он опубликовал их в виде таблицы. В том же году Берцелиус провел сопоставление процентного состава 2000 химических соединений (почти всех соединений, известных в то время) и указал их «атомные веса». Он не пользовался понятием «молекула», а рассматривал молекулы как атомы различной степени сложности.

Берцелиус преобразовал символы, использовавшиеся Дальтоном для обозначения элементов и соединений. В то же время он воспринял идею Дальтона о возможности с помощью знаков отражать качественный и количественный состав соединений. Кроме того, он считал, что в формулах должно быть отражено отношение объемов взаимодействующих газов при образовании исследуемого соединения. Кружки, штрихи и точки в прежних формулах Берцелиус заменил буквами и цифрами. По его мнению, для химических обозначений следовало использовать буквы, чтобы их легко можно было писать и печатать. Они должны были наглядно отражать соотношения элементов в соединениях, указывать относительные количества составных частей (объемов газов), образующих вещество, и, наконец, выражать численный результат анализа так же просто и понятно, как алгебраические формулы в механике. При разработке новых формул Берцелиус использовал начальные буквы латинских названий химических элементов, например S (sulfur — сера). Если названия элементов имели одинаковые начальные буквы, то к обозначению элемента Берцелиус добавлял вторую букву, например С (саrbon — углерод) и Сu (сuрrum — медь). Если же и вторые буквы названий веществ были одинаковыми, то к начальной букве латинского названия элемента Берцелиус добавлял первую из различающихся согласных букв, например Sn (stanium — олово) и Sb (stibium — сурьма).

Эти преобразования, сделанные Берцелиусом, не только упростили систему обозначений химических соединений, но и способствовали наглядности описания их состава, что было чрезвычайно важно для преподавания и исследовательских работ.