Текст
                    



ПРЕДИСЛОВІЕ. Приступая къ составленію сочиненія по исторіи химіи, я не могъ не видѣть трудностей, которыми обставлено осу- ществленіе этого намѣренія. Исторія химіи слагается изъ трехъ главнѣйшихъ отдѣ- ловъ: 1) изъ исторіи открытія элементовъ и ихъ соединеній 2) изъ исторіи методовъ опытнаго изслѣдованія; 3) изъ исто- ріи воззрѣній, руководившихъ собираніемъ и объединеніемъ опытнаго матеріала. Настоящее сочиненіе обнимаетъ лишь третій отдѣлъ исто- ріи химіи, отдѣлъ исторіи химическихъ воззрѣній. Первые два отдѣла исторіи химіи, въ значительно боль- шей степени, чѣмъ третій, входятъ въ составъ преподаванія химіи. Между тѣмъ для усвоенія современныхъ химическихъ воззрѣній полезно ознакомиться съ теоріями, которыя имъ предшествовали. Имѣя въ виду какъ цѣли преподаванія, такъ н малое число историческихъ сочиненій по химіи въ оте- чественной литературѣ, выборъ предмета сочиненія является достаточно мотивированнымъ. Соотвѣтственно поставленной цѣли, мнѣ казалось наи- болѣе цѣлесообразнымъ излагать каждое воззрѣніе, каждую теорію, въ моментъ ихъ полнаго развитія. Мое сочиненіе даетъ читателю нѣсколько моментовъ изъ исторіи химіи. Размѣры сочиненія желательно было сохранить небольшіе: весьма возможно, что умышленная краткость мѣстами по- вліяла въ ущербъ ясности изложенія. Въ очеркъ химическихъ воззрѣній вошли и тѣ, которыя составляютъ въ наукѣ вопросъ дня. Не смотря на интересъ изложенія новѣйшихъ воззрѣній, включеніе ихъ съ одной
IV стороны повліяло на то, что сочиненіе кажется не закру- гленнымъ, вслѣдствіе незаконченности современныхъ науч- ныхъ теорій; съ другой стороны—этимъ обусловилось введеніе личнаго элемента въ оцѣнку воззрѣній и безъ сомнѣнія, могло привести къ нарушенію объективности сужденія. • Сознаніе трудностей составленія сочиненія, конечно, не представляетъ ручательства въ томъ, что онѣ побѣждены. Въ сочиненіи найдутся какъ неточности въ приводимыхъ мнѣніяхъ, такъ и недостаточно правильная ихъ оцѣнка. Чи- тателю не трудно будетъ провѣрить первыя и составить свое мнѣніе, такъ какъ указаны тѣ источникп, на основаніи кото- рыхъ я пришелъ къ тому или другому убѣжденію. II. Меншуткннъ. Декабрь, 1887 г.
ОГЛАВЛЕНІЕ. СТРАН. Глава I. Теорія флогистона..........................1 Ученіе о четырехъ элементахъ, 1. Теорія флогистона, 4. Опроверженіе теоріи флогистона, 11. Обсужденіе те- оріи флогистона, 18- Глава II. Система Лавуазье.........................21 Глава III. Законъ постоянныхъ отношеній и за- конъ кратныхъ отношеній....................... . . 32 Законъ постоянства состава, 34. Законъ кратныхъ отношеній, 40. Глава IV. Атомическая теорія.......................44 Опредѣленіе числа атомовъ въ соединеніи, 47. Опре- дѣленіе вѣса атома элементовъ, 58. Таблицы атомныхъ вѣсовъ элементовъ, 63. Химическіе знаки, 67. Гипотеза Проута, 69. Механическая и динамическая гипотезы строенія вещества, 78- Эквивалентъ, пан, отношеніе, 83. Глава V. Теоріи химическаго сродства Бергмана и Бертолле.............................................88 Теорія химическаго сродства Бергмана, 90. Теорія химическаго сродства Бертолле, 100. Глава VI. Электрохимическая теорія. . . .112 Электрохимическая теорія Дэви, 114. Электрохимиче- ская теорія Берцеліуса, 117. Глава VII. Дуалистическія теоріи кислотъ, ос- нованій и солей.......................................124 Кислородная теорія кислотъ Лавуазье - Берцеліуса, 125. Аммонійная теорія, 131. Хлористическая теорія; водородныя кислоты, 134. Водородная теорія кислотъ, 139. Теорія многоосновныхъ кислотъ 140.
VI СТРЛН. Глава ѴШ. Приложеніе атомической и электро- химической теорій къ органическимъ соединеніямъ . 145 Этереновая теорія, 153. Теорія сложныхъ радика- ловъ, 158. Глава IX. Металепсія и теоріи на ней осно- ванныя ...............................................168 Металептическое замѣніеніе, 168. Теорія ядеръ, 174. Теорія типовъ Дюма, 179. Глава X. Унитарная система........................182 Двухъобъсмныя формулы и эквиваленты Гергардта, 182. Атомъ, частица, эквивалентъ, 194. Унитарная си- стема, 199. Глава XI. Паденіе электрохимической теоріи . 218 Теорія сочетанныхъ радикаловъ, Кольбе, 223. Глава XII. Новѣйшія теоріи типовъ. . . . 229 Теорія типовъ Гергардта, 234. Типическія воззрѣнія Вилліамсона, Вюрца и Кекуле до 1859 года, 242. Теорія многоатомныхъ радикаловъ; смѣшанные типы, 246. Глава XIII. Новѣйшая теорія Кольбе и сліяніе съ нею типической теоріи Дюма-Вилліамсона . . . 252 Новѣйшая теорія Кольбе, 252. Атомность и основ- ность кислотъ, 260. Сліяніе типической теоріи Дюма- Вилліамсона съ теоріей Кольбе, 264. Глава XIV. Теорія химическаго строенія . . 272 Теорія химическаго строенія, 276. Отдѣльныя мнѣнія касательно строенія органическихъ соединеній, 289. Глава XV. Теоріи атомности элементовъ. . . 296 Современные атомные вѣса элементовъ, 296. Посто- янство формъ соединеній элементовъ, 303. Теоріи атом- ности элементовъ, 305. Глава XVI. Періодическій законъ . . . .319 Гипотезы о сложности элементовъ, 333. Глава XVII. Приложеніе физическихъ методовъ къ рѣшенію нѣкоторыхъ вопросовъ химической статики. 340 Удѣльные объемы, 340. Вращеніе плоскости поляри- заціи, 343. Рефракціонные эквиваленты, 346. Теплоты
VII СТРАН. образованія, 349- Электропроводность, 353. Коэффиціенты сочетанія, 354. Глава XVIII. Растворы...............................356 Теоріи Бертело, Менделѣева, Доссіоса н Вантъ- Гоффа. Глава XIX. Химическая кинетика. Ученіе о хи- мическомъ сродствѣ......................................366 Химическія превращенія различныхъ порядковъ, 369. Химическія равновѣсія различныхъ порядковъ, 372. Диссоціація, 374. Статистическій и динамическій методы измѣренія коэффиціентовъ сродства, 380. Условія нор- мальнаго теченія реакцій и пертурбаціи ихъ, 383. Пра- вило наибольшей работы, 388.
1
РАЗВИТІЯ ХИМИЧЕСКИХЪ ВОЗЗРѢНІЙ. ГЛАВА і. Теорія Флогистона. Уже въ глубокой древности замѣчаются первыя попытки химическихъ наблюденій п собираются химическія свѣдѣнія. Вседневная жизнь и удовлетвореніе ея потребностей натал- кивала производить наблюденія; случайно дѣлались и откры- тія. У перваго культурнаго народа древности, Египтянъ, какъ свидѣтельствуютъ памятники, оставленные ими, мы находимъ знакомство со многими металлами (золотомъ, серебромъ, мѣдью, желѣзомъ, свинцомъ), ихъ сплавами (электрумъ, бронза), со многими металлургическими операціями, приго- товленіемъ цвѣтныхъ стеколъ, многихъ красокъ и т. д. Бо- лѣе сложныя условія жизни древнихъ грековъ способство- вали сильному приращенію знаній и здѣсь же впервые мы встрѣчаемся съ попытками группировать и объяснять факты. Блестящее развитіе греческой философіи, за нѣсколько вѣ- ковъ до Рождества Христова, не осталось безслѣднымъ для естественныхъ наукъ, п вопросы объ отношеніи человѣка къ окружающему міру, о составѣ тѣлъ, занимали умы грече- скихъ философовъ. Мы не считаемъ возможнымъ остано- виться на этпхъ воззрѣніяхъ въ пхъ цѣлостности, но для дальнѣйшаго изложенія намъ необходимо коснуться вопроса о составѣ тѣлъ, какъ его понимали главнѣйшіе представи- тели ученія о четырехъ элементахъ. Это ученіе, зародившееся давно, ясно формулировано Эмпедокломъ (V в. до Р. X.); оно нерѣдко приписывается Аристотелю. Это ученіе проходитъ по всей исторіи химіи і
2 До конца ХѴ11І столѣтія. Четыре элемента, общіе всѣмъ веществамъ, будутъ: земля, вода, воздухъ и огонь. Возник- новеніе воззрѣнія о присутствіи всѣхъ нли нѣкоторыхъ изъ элементовъ, въ составѣ тѣлъ, вызвано гипотезой о томъ, что свойства веществъ обусловливаются присущими въ ннхъ, въ тѣлахъ, представителями пли носителями этихъ свойствъ. Гипотеза о четырехъ элементахъ возникла изъ наблюденія» причемъ, какъ н понятно, наблюденію подле- жали первоначально внѣшнія или. общнѣе, физическія свой- ства вещества, и названное ученіе имѣло, главнымъ обра- зомъ, въ виду дать объясненіе именно этихъ свойствъ. Какъ наиболѣе важныя изъ физическихъ свойствъ тѣлъ были признаны: сухость, влажность, тепло, холодъ, опре- дѣляющія соотвѣтственныя состоянія тѣлъ. И дѣйстви- тельно, огонь есть представитель сухаго и горячаго, воз- духъ—горячаго и влажнаго; вода — влажнаго и холоднаго, земля—холоднаго и сухаго. Дальнѣйшимъ обобщеніемъ Ари- стотель сводилъ четыре указанныхъ элемента къ одному пятому названному имъ еззенѣіа (откуда езвепііа цнінЬа). Римскій міръ, кромѣ приращенія фактическихъ знаній, не прибавилъ чего либо существеннаго по вопросу о со- ставѣ тѣлъ, и дальнѣйшіе успѣхи химіи выразились при появленіи алхиміи, которая зародилась, примѣрно въ III в. по Р. X., въ Александріи, изъ столкновенія греческой фи- лософской мысли съ фактическимъ знаніемъ Египтянъ. Первыми алхимиками былп греческіе философы Алексан- дрійской школы. Преслѣдуя несбыточную цѣль облагоро- живанія металловъ, превращенія неблагородныхъ метал- ловъ въ золото, алхимія была построена на вѣрно наблю- денныхъ положительныхъ фактахъ, но невѣрно истолкован- ныхъ, и на философскихъ воззрѣніяхъ, съ значительнымъ оттѣнкомъ мистицизма. Не имѣя намѣренія входить въ раз- смотрѣніе этого періода химіи, ограничусь указаніемъ, что * алхимія значительно способствовала накопленію химическихъ знаній п усовершенствованію опыта. Новые факты не оста- лись безъ вліянія на воззрѣнія касательно состава тѣлъ и объ этихъ воззрѣніяхъ намъ нужно упомянуть. Выше мы видѣли, что взглядъ греческихъ философовъ на составъ тѣлъ былъ основанъ на физическихъ свойствахъ
тѣлъ и служилъ для ихъ объясненія. При ознакомленіи съ химическими свойствами тѣлъ, явилась необходимость объ- яснить и эти свойства и первыя въ этомъ отношеніи новыя воззрѣнія высказаны арабскими учеными, унаслѣдовавшими знанія грековъ. Геберъ (VIII в.), оставаясь вообще на почвѣ ученія четырехъ элементовъ, но знакомый съ дѣйствіемъ высокой температуры на химическія соединенія, н, какъ алхимикъ, занимавшійся изслѣдованіемъ металловъ, счелъ нужнымъ измѣнить представленія о составѣ ихъ. Оставаясь при той же гипотезѣ, что свойства веществъ обусловли- ваются нахожденіемъ въ нихъ носителей этихъ свойствъ, Геберъ полагалъ, что металлы состоятъ изъ двухъ основ- ныхъ веществъ, изъ ртути и сѣры. Ртуть, которую Геберъ принимаетъ въ металлахъ, есть не та ртуть, которую мы знаемъ, но отвлеченный носитель всѣхъ внѣшнихъ свойствъ металловъ, общая имъ всѣмъ составная часть. Тоже должно сказать и о другой составной части металловъ—сѣрѣ, ни- чего общаго не имѣвшей съ сѣрою всѣмъ извѣстной, но при- нимаемою за носителя многихъ химическихъ свойствъ ме- талловъ: способности ихъ горѣть, улетучиваться—свойствъ, найденныхъ при изученіи дѣйствія высокой температуры на металлы. Эта реакція была сравнительно хорошо изу- чена: въ продолженіи многихъ вѣковъ принималось—а это важно отмѣтить—что дѣйствіе высокой температуры, методъ огня, есть наилучшій методъ для упрощенія состава тѣлъ, такъ сказать для ихъ анализа. Отъ арабовъ химическія зна- нія перешли къ западно-европейскимъ ученымъ. Не касаясь разнообразныхъ измѣненій указаннаго выше воззрѣнія Ге- бера относительно состава тѣлъ и вообще принятаго евро- пейскими алхимиками, укажемъ лишь, что въ XV вѣкѣ Ва- силій Валентинъ къ элементамъ Гебера нашелъ нужнымъ присоединить еще одинъ, который былъ пмъ названъ солью. Этотъ послѣдній элементъ долженъ былъ служить носите- лемъ тѣхъ свойствъ, которыя обусловливаютъ образованіе землистыхъ остатковъ (окисей) нрн горѣніи металловъ. Въ дальнѣйшемъ своемъ развитіи, представленія о составѣ тѣлъ видоизмѣняются такимъ образомъ, что въ XVII столѣтіи одинъ изъ наиболѣе видныхъ химиковъ, Бехеръ, принимаетъ, что всѣ тѣла состоятъ изъ слѣдующихъ земель: стеклообраз-
4 ной (іегга Іарійеа), горючей (і. ріпдиіз) и меркуріяльной (I. Йііійа з. тегсигіаііз), причемъ этпмъ элементамъ прида- вался все тотъ же характеръ, который они носили и при предшествующихъ воззрѣніяхъ, начало которыхъ было ука- зано Эмпедокломъ и Аристотелемъ. Въ XVII вѣкѣ (столь важномъ по открытіямъ въ мате- матическихъ наукахъ и въ физикѣ) большинство химиковъ, обогащая науку многпмп открытіями металловъ п ихъ соеди- неній, въ теоретическихъ своихъ воззрѣніяхъ стоятъ все- цѣло на старой почвѣ,—-тѣмъ важнѣе отмѣтить, противопо- ложную имъ, ученую дѣятельность англійскаго ученаго лорда Бойля (К. Воуіе 1627—1691). Онъ впервые, разсматривая хи- мію какъ науку, какъ часть естествознанія, вѣрно, хотя ко- нечно неясно, опредѣляетъ ея задачу, знакомить насъ съ составомъ тѣлъ. Отрицая присутствіе въ тѣлахъ элементовъ въ томъ смыслѣ, какъ то принимали ученые того времени. Бойль проповѣдываетъ впервые совершенно вѣрное пред- ставленіе, что тѣла состоятъ именно изъ тѣхъ веществъ, ко- торыя могутъ быть изъ нихъ выдѣлены, какъ наиболѣе про- стыя по составу. Эти вѣрныя воззрѣнія Бойля, на цѣлое столѣтіе опередившія мнѣнія современниковъ, не были при- няты ими (подобно его работамъ по физикѣ), и теорія фло- гистона, первая химическая теорія, стоитъ по вопросу о составѣ тѣлъ на старой почвѣ. Теорія флогистона. Теорія флогистона была высказана ученикомъ Бехера, Шталемъ (Пеогд Е. 8іаЫ 1660—1734), по профессіи вра- чомъ, но преподававшимъ медицину и химію сначала въ университетѣ въ Галле. Шталь умеръ лейбъ-медикомъ въ Берлинѣ. Это указаніе свидѣтельствуетъ, что химія заняла уже подобающее ей мѣсто и съ конца XVII вѣка препо- дается въ университетахъ. Подобно Бойлю, сознавая что химія есть отрасль есте- ствознанія, Шталь, для того времени вѣрно опредѣлилъ ея задачу—изслѣдовать составъ тѣлъ. По послѣднему, равно какъ по множимъ другимъ вопросамъ, онъ однако стоялъ на почвѣ прежнихъ воззрѣніи. Такъ иапр. и для него свой-
5 ства тѣлъ обусловливаются присутствіемъ въ нихъ особыхъ носителей этихъ свойствъ. Изъ свойствъ же веществъ онъ особое вниманіе обращаетъ на ихъ способность пли неспо- собность горѣть. Понятно, почему пзъ химическихъ свойствъ веществъ, имъ было обращено вниманіе именно на способность горѣнія, такъ какъ, мы уже видѣли, дѣйствіе высокой тем- пературы на различныя вещества было изслѣдовано лучше, чѣмъ дѣйствіе другихъ агентовъ. Къ этому должно приба- вить. что п Шталь, подобно своимъ предшественникамъ, по- лагалъ, что дѣйствіе высокой температуры есть лучшій ме- тодъ для анализа сложныхъ веществъ. Теорія флогпстона раздѣляетъ всѣ тѣла по способности или неспособности горѣть. Горючесть тѣлъ обусловливается, по этой теоріи, присутствіемъ въ нихъ особаго вещества, названнаго Шталемъ флогистономъ (^Лсуесіоу, горючее). Вся- кое тѣло способное горѣть счпталось сложнымъ тѣломъ, со- стоящимъ пзъ флогистона и того вещества которое пред- ставляетъ продуктъ горѣнія. Такъ напр. по теоріи флогпстона всѣ металлы суть сложныя вещества, состоящія пзъ флогпстона и металлической известки т. е. окиси металла. Точно также напр. сѣра принималась заключающею флогистонъ и сѣр- нистый газъ. Тѣла дѣлаются неспособными горѣть вслѣд- ствіе того, что выдѣлили, утратили флогистонъ; прибавле- ніемъ флогистона они могутъ быть переведены въ горючія. Негорючія вещества не считались содержащими какой-либо гипотетической составной части. Это приближаетъ воззрѣ- ніе Шталя къ воззрѣніямъ Бойля, но въ ущербъ истины, такъ какъ негорючія вещества считаются простѣйшими по составу, чѣмъ тѣла горючія. Чтобы понять, какъ можно при- бавить флогистонъ къ негорючимъ веществамъ для превра- щенія ихъ въ горючія, нужно разсмотрѣть, что такое фло- гистонъ по Шталю? Отвѣтить на поставленный вопросъ нелегко. Шталь не изложилъ систематично теоріи флогистона. Приведенныя выше мнѣнія представляютъ выборку пзъ различныхъ его сочиненій, изданныхъ между 1718 и 1730 годами. Шталь нигдѣ опредѣленно не высказываетъ, что реальное онъ разу- мѣетъ подъ флогистономъ: хотя, по его мнѣнію, флогистонъ есть принципъ или носитель горючести, однако не самъ огонь,
6 но нѣчто въ родѣ невѣсомой жидкости. Сажа считалась ве- ществомъ наиболѣе близкимъ къ флогистону, потому что сгораетъ безъ остатка. Шталь полагалъ, что флогистонъ, вы- дѣлившись изъ тѣлъ при горѣніи, вновь поглощается расте- ніями. Не излишне указать для поясненія, что научныя воззрѣнія того времени, представляя и въ этомъ случаѣ сколокъ съ древнихъ мнѣніи, вовсе не требовали выдѣле- нія флогистона какъ таковаго, для признанія нахожденія его въ горючихъ тѣлахъ. Теперь понятно будетъ, что негорю- чимъ веществамъ, напр. металлической окиси, можно придать флогистонъ, прокаливая ее съ углемъ, т. е., кайъ мы сказали бы теперь, возстановляя окись въ металлъ. Тождество фло- гистона во всѣхъ горючихъ тѣлахъ Шталь принималъ на основаніи опытовъ. Уголь одинаково возстановляетъ ц сѣр- н)ю кпсдоту въ сѣру и металлическую известку въ ме- таллъ, откуда и былъ сдѣланъ выводъ, что въ сѣрѣ и ме- таллахъ флогистонъ тотъ же. Огранігчимся указаніемъ при- веденныхъ главныхъ положеній теоріи флогистона. Шталь примѣнялъ ее только для объясненія выше указанныхъ реакцій (которыя мы бы назвали теперь реакціями оки- сленія и возстановленія); впослѣдствіи теорію флогистона стали прилагать и для объясненія другихъ явленій, напр. щелочности ѣдкихъ щелочей, извести и отсутствія щелоч- ности въ углекислыхъ соляхъ, и даже присутствія или от- сутствія цвѣта различныхъ химическихъ соединеніи. Заслуги теоріи флогистона для развитія 'химическихъ знаній весьма велики, не смотря на то, что исходная гипо- теза ложна, , равно какъ ложно и основанное на ней объ- ясненіе химическихъ явленій. Такъ окисленіе металловъ объяснялось потерей флогистона, тогда какъ вѣсъ происхо- дящей при этомъ окиси болѣе вѣса металла; обратно возста- новленіе окиси металла въ металлъ объяснялось соедине- ніемъ флогистономъ, тогда какъ, на самомъ дѣлѣ, вѣсъ ме- талла менѣе вѣса его окиси. Эти вѣсовыя отношенія были извѣстны и Бехеру, и Шталю (равно какъ Бойлю), но ихъ считали несущественными и потому на нпхъ не обращали вниманія. Даже значительно позднѣе, въ 1755 году, мы еще встрѣчаемся съ такимъ же отношеніемъ къ подобному во- просу. Хотя Шталь опредѣленно не высказывается о при-
7 чинѣ щелочности, его послѣдователи приписывали щелоч- ность ѣдкихъ щелочей пли извести, какъ только что указано, присутствію въ нихъ флогистона, а переходъ ѣдкой извести въ углекислую соль кальція, при чемъ происходитъ потеря щелочности, приписывали потерѣ флогистона. Полученіе ѣдкой извести прокаливаніемъ углекислой извести объясняли присоединеніемъ флогистона къ послѣдней. Англійскій уче- ный Блэкъ (I. Віаск), весьма точнымъ для своего времени изслѣдованіемъ, доказалъ, что при переходѣ углекислаго кальція въ ѣдкую известь происходитъ уменьшеніе въ вѣсѣ, а теорія указывала на присоединеніе флогистона; при об- ратномъ же переходѣ происходитъ увеличеніе въ вѣсѣ. Изъ этихъ опытовъ Блэкъ сдѣлалъ выводъ, что известь проще по составу, чѣмъ углекислая известь. II въ этихъ явленіяхъ противорѣчія съ теоріей флогистона не видѣли, они остав- лялись безъ вниманія. Приведенныхъ двухъ примѣровъ до- статочно, чтобы указать на тотъ фактъ, что на вѣсовыя от- ношенія теорія флогистона не обращала вниманія—время для такихъ изслѣдованій еще не пришло. Не смотря на ложность основной гипотезы, заслуги тео- ріи флогистона, какъ мы уже разъ сказали, весьма велики. Это первая истинно-научная теорія въ химіи; она первая указала и обобщила аналогичныя химическія явленія. П<> вопросу о составѣ тѣлъ, хотя правда отчасти, давала объ- ясненія болѣе близкія къ пстиннѣ, чѣмъ прежнія теоріи; наконецъ она обнимала большую часть извѣстныхъ въ то время химическихъ фактовъ. Немудрено поэтому, что она быстро была воспринята и господство ея продолжалось чуть не до конца XVIII вѣка. Въ числѣ первыхъ химиковъ, ее воспринявшихъ, назовемъ лучшихъ представителей химіи того времени, Жоффруа (Ей Г. ОеоіТгоу) во Франціи и Пота (I. Рой) въ Германіи. Вскорѣ, какъ приверженцевъ этой теоріи, придется назвать много славныхъ химиковъ. Ре- альное представленіе о нѣкоторой части состава тѣлъ тре- бовало ихъ изслѣдованія. Не только качественный анализъ, но и вообще качественная сторона химическихъ явленій хорошо изслѣдуются, такъ напр. только въ ото время съумѣли отличить соли натрія отъ солей калія, открыть нѣ- сколько новыхъ металловъ, напр. платину, марганецъ, воль-
8 фрамъ и т. д. Особенно въ шестидесятыхъ н семидесятыхъ годахъ XVIII вѣка наиважнѣйшія открытія быстро слѣ- дуютъ одно за другимъ; теперь укажемъ лишь вообще, что отличено газообразное состояніе вещества, открыты и из- слѣдованы многія газообразныя соединенія. Чтобы дать нѣкоторое понятіе о суммѣ тогда извѣстныхъ фактовъ въ хпм'рі и ея преподаваніи, можно остановиться на весьма распространенныхъ тогда во Франціи руковод- ствахъ члена Парижской Академіи наукъ М. Макеръ. Мы остановимся на его элементахъ теоретической химіи *). При неизвѣстности истиннаго качественнаго состава веществъ, пріемы для систематики должны были быть другія, чѣмъ въ современныхъ руководствахъ. По необходимости останавли- вались на внѣшнихъ свойствахъ, на простѣйшихъ химиче- скихъ реакціяхъ и на нихъ строили систему. Первая глава трактуетъ о началахъ (ргіпсірез) т. е. о четырехъ эле- ментахъ и о флогистонѣ и затѣмъ даетъ общее понятіе о средствахъ различныхъ веществъ. Двѣ главы посвящены солеобразнымъ веществамъ, съ подраздѣленіемъ пхъ на кислоты, щелочи и среднія солп. Познакомивъ со свой- ствами извести, авторъ излагаетъ свойства металловъ (Аи, А&, Си, Ре. 8и, РЬ) отдѣляя отъ нихъ ртуть, и въ заклю- ченіе разсматриваетъ полуметаллы (сурьму, висмутъ, цинкъ, мышьякъ). Предъидущія главы составляютъ неорганическую химію; органическая химія, если такъ можно выразиться, трактована въ главахъ о маслѣ вообще, о различныхъ ма- слахъ и о различныхъ видахъ броженія. Слѣдуютъ затѣмъ свѣдѣнія о качественномъ анализѣ, таблицы сродства (кото- рыми мы займемся въ одной изъ послѣдующихъ главъ) и руководство кончается описаніемъ приборовъ и печей, упо- требляемыхъ химиками. Какъ видно, руководство обнимаетъ всю химію и считалось составленнымъ весьма искусно; о газообразныхъ веществахъ еще нѣтъ упоминовенія. *) Р. Масдиег. Еіетепіе <1е сЬутіе Піёогідие. Рагів 1756. Русскій переводъ этого сочиненія изданъ Академіей Наукъ подъ заглавіемъ: Господина Манера начальныя основанія умозрительной и дѣятельной химіи; перевелъ съ Французскаго нзыка студентъ Косма Флоринскій. Спб. 1774 и 1775 годовъ. Переводчикъ былъ ученикомъ Манера; я не ^рѣшился воспользоваться его терминологіей.
9 Къ семидесятымъ годамъ XVIII столѣтія теорія фло- гистона была общепринятою и казалась стоящею внѣ опро- верженія. хотя о природѣ флогистона не было согласія въ мнѣніяхъ, а цѣлый рядъ сдѣланныхъ около названнаго вре- мени важнѣйшихъ открытій дѣлалъ все труднѣе и труднѣе ’ опредѣлимою природу флогистона. Мнѣніе Шталя о фло- гистонѣ постепенно замѣняется самыми разнообразными пред- ставленіями п теорія флогистона становится все сложнѣе и сложнѣе. Приведемъ кратко мнѣнія нѣкоторыхъ выдаю- щихся флогистиковъ, причемъ впрочемъ необходимо замѣ- тить, что этп осложненія теоріи флогистона собственно были высказаны уже въ періодъ борьбы этой теоріи противу тео- ріи Лавуазье, антпфлогпстпческой теоріи. Когда сталъ из- вѣстенъ въ 1774 г. опытъ Байена (Р. Вауен), что возста- новленіе окиси ртути происходитъ безъ придачи какого либо вещества, содержащаго флогистонъ, а исключительно дѣйствіемъ высокой температуры, пришлось совершенно от- рѣшиться отъ представленій Шталя. Описанный опытъ, сдѣ- ланный во Франціи, очевидно, въ этой странѣ, долженъ былъ вызвать измѣненіе теоріи флогистона. Макеръ (Р. Ма"- цпег), авторъ выше разобраннаго учебника отождествилъ фло- гистонъ со свѣтовою матеріею; Гитонъ де Морво (Ь. биу- Іоп <1е Могѵеаи) считалъ флогистонъ за огненную матерію (шаііёге бе Геи) и придавалъ ему свойство отрицательной тяжести, свойство дѣлать при соединеніи вещества бо- лѣе легкими, что п объяснило бы почему окись металла вѣситъ болѣе металла, изъ котораго ее приготовили. По- добныя же мысли высказывалъ знаменитый шведскій химикъ Шееле (С- 8сЬее1е), сдѣлавшій множество важнѣйшихъ от- крытіи; онъ считалъ флогистонъ за свѣтовую матерію, но сое- диненную съ недавно тогда открытымъ водородомъ. Въ Англіи напротивъ того стремплпсь отождествить флогистонъ или съ невѣсомыми жидкостями (\Ѵаіеоп) или, совершенно на- оборотъ, съ реально существующими веществами. Въ пе- ріодъ, который мы разсматриваемъ, можно сказать впервые было открыто газообразное состояніе вещества и, какъ тогда называли, пневматическая химія сдѣлалась любимымъ предметомъ занятій химиковъ. Пристлей («I. Ргіееііеу). осо- бенно много сдѣлавшій для изученія газообразныхъ ве-
10 ществъ, открывшій кислородъ, полагалъ въ окпсп углерода видѣть флогистонъ, но это мнѣніе не встрѣтило сочувствія. Важнѣе было предложеніе Кэвендиша (Н. СаѵепйізЬ), бога- тѣйшаго среди ученыхъ п ученѣйшаго среди богачей. От- ’ крывъ водородъ (1766), при изученіи дѣйствія кислотъ на нѣкоторые .металлы, онъ считалъ этотъ газъ за флогистонъ. Это .мнѣніе сдѣлалось значительно распространеннымъ; его напр. принялъ шведскій ученый Бергманъ (Т. Вег^шапп), знаменитость того времени, пытавшійся даже опредѣлить количество флогпстона въ различныхъ металлахъ. Въ виду важности этого мнѣнія необходимо нѣсколько остановиться на его разсмотрѣніи. Нельзя отрицать, что свойства водорода на самомъ дѣлѣ представляютъ большое сходство съ предположительными свойствами флогпстона. Если припомнимъ, что по теоріи флогистона металлы состоятъ изъ флогистона и металличе- ской окиси, п принимая вновь тогда высказанное мнѣніе, которое далѣе мы разберемъ подробнѣе, что соли состоятъ изъ окпсп металла въ соединеніи съ кислотой, то растворе- ніе металла въ кислотѣ и объясняли такъ, что окись, въ немъ заключающаяся, соединилась съ кислотою, а выдѣляющійся газъ, водородъ, ничѣмъ инымъ и быть не могъ, какъ флоги- стономъ. Такое тождество подтверждалось тЬмъ, что водородъ возстановляетъ металлическія окпсп въ металлы, а сѣрни- стый газъ въ сѣру и кромѣ того, самъ водородъ сгораетъ, какъ бы безъ остатка (образованіе при этомъ воды сдѣла- лось извѣстнымъ лишь позже). Встрѣченное съ сочувствіемъ такое отождествленіе флогистона съ водородомъ вносило чрез- вычайную путаницу въ прежнюю теорію Шталя. По теоріи этого послѣдняго, напр. названіе дефлогистизпрованный, зна- чило потерявшій флогпстонъ, т. е. по современному, соеди- нившійся съ кислородомъ, по теоріи же Кэвендиша дефло- гистизпрованный стало значить — потерявшій водородъ. И такъ, къ неясности основныхъ положеній теоріи флогпстона, прибавилась неясность терминовъ, теоріею употребляемыхъ. Мы представили мнѣнія, высказанныя важнѣйшими сто- ронниками теоріи флогистона; съ нѣкоторыми высказанными еще мнѣніями мы встрѣтимся при изложеніи хода борьбы, предпринятой Лавуазье противъ теоріи флогистона.
11 Опроверженіе теоріи флогистона. Лавуазье (Апіоіпе ЬапгепЬ Ьаѵоізіег, 1743—1794), подобно Кэвен- дишу, не былъ ученымъ по профессіи. Сынъ богатаго купца, онъ получилъ превосходное п разностороннее образованіе, включившее почти всѣ естественныя науки, причемъ хи- мію Лавуазье изучалъ подъ руководствомъ извѣстнаго про- фессора Руелля (6 Г. ВоиеІІе). Въ члены Парижской Ака- деміи наукъ онъ былъ избранъ въ 1768 году. Въ 1771 онъ получилъ мѣсто одного изъ государственныхъ откупщиковъ (Іегтіег-^ёпёгаі), державшихъ на откупѣ всѣ государствен- ныя регаліи. Это мѣсто, доставивъ ему богатство, позво- лило ему употреблять на ученыя изслѣдованія весьма зна- чительныя, для тогдашняго времени, суммы (до 10,000 фран- ковъ въ годъ). Исполняя при монархіи, для блага и пользы Франціи, множество самыхъ разнообразнѣйшихъ порученій и изслѣдованій, прп революціонномъ правительствѣ, Лавуазье, вмѣстѣ со всѣми прочими государственными откупщиками, былъ привлеченъ къ суду и «приговоренъ къ смерти, какъ зачин- щикъ или участникъ заговора противъ французскаго народа, заговора имѣвшаго цѣлью способствовать успѣхамъ враговъ Франціи». Не смотря на недобросовѣстность обвиненія, при- говоръ былъ приведенъ въ исполненіе и казнь совершена 8 мая 1794 года. Желающимъ ближе познакомиться съ біо- графіей Лавуазье указываемъ на блестящую лекцію Дюма *). Этотъ же ученый содѣйствовалъ и принималъ непосредствен- ное участіе въ изданіи полнаго собранія сочиненій Ла- вуазье 2), сдѣланнаго на государственный счетъ. На это из- даніе будутъ дѣлаться и всѣ послѣдующія ссылки. Дѣятельность Лавуазье столь разнообразна, что не мо- жетъ быть здѣсь изложена въ полности. Вліяніе его на раз- витіе химіи было такъ велико, что нельзя указать равнаго ему между химиками — его послѣдователями. По богатству и разнообразію данныхъ, внесенныхъ въ науку, лишь по- степенно можно будетъ дать очеркъ того, что для химіи сдѣлалъ Лавуазье. Въ этой главѣ мы прослѣдимъ лишь тотъ путь, который прошелъ Лавуазье для опроверженія теоріи *) М. Ыитав. Ьеуопз зиг Іа рЬііоворЬіе сЬітідие. Рагіз. 1836, стр. 12І. ’) Оеиѵгсв <1е Ьаѵмзіег, Рзгів. 1864.
12 флогистона, причемъ полезно будетъ разсмотрѣть сначала, такъ сказать, оружіе его въ борьбѣ съ этою теоріею. Работы Лавуазье, относящіяся къ опроверженію теоріи флогистона, обнимаютъ періодъ 14 лѣтъ (отъ 1772 года по 1784 г.). Будучи ученикомъ Руелля, Лавуазье познакомился съ химіей по теоріп флогпстона. Приступивъ къ самостоя- тельнымъ изслѣдованіямъ, онъ весьма скоро напалъ на факты, которые заставили его усумнпться въ вѣрности этой теоріп. Да и какъ не напасть на новые факты, когда весь методъ изслѣдованія, примѣняемый Лавуазье, совершенно отличается отъ метода предшественниковъ. Не только химикъ, но за- мѣчательный фпзіікъ-эдсперпментаторъ, Лавуазье доводитъ искусство постановки и производства опыта до высоты, ко- торая до него была достигаема лишь въ немногихъ единич- ныхъ случаяхъ. Примѣненіе вѣсовъ, какъ необходимаго ору- дія всякаго химическаго изслѣдованія, давало Лавуазье твер- дую оѣору и путеводную нить для самаго изслѣдо анія. Съ началомъ дѣятельности Лавуазье, химія вступаетъ въ совре- менный фазисъ развитія, который нерѣдко называютъ «пе- ріодомъ количественныхъ изысканій», конечно указывая этимъ наиболѣе характерное отличіе отъ предшествующихъ періо- довъ. Не только постановка и производство опыта являются у Лавуазье верхомъ точности (для того времени), но и опи- саніе этихъ опытовъ образцовое. Точный, ясный, но въ тоже время литературный языкъ мемуаровъ Лавуазье, представ- ляетъ рѣзкое противорѣчіе съ тяжелымъ, нерѣдко темнымъ языкомъ послѣдователей теоріи флогпстона. Притомъ, ка- кая осторожность въ выводѣ? Давно убѣжденный въ невѣр- ности теоріи флогпстона, Лавуазье рѣшается высказать это лишь послѣ многихъ лѣтъ неустанной работы, которая дала матеріалъ не только для опроверженія прежней теоріп, но и для постановки новой теоріи, которая должна замѣнить прежнюю. , Указанныя свойства ученыхъ работъ Лавуазье въ зна- чительной степени встрѣчаются въ его первой печатной ра- ботѣ (1770 г,), озаглавленной: «о природѣ воды и объ опы- тахъ, которыми предполагали доказать возможность ея пре- вращенія въ землю». Предметъ работы показываетъ насколько сильно было еще ученіе о четырехъ элементахъ. Точными
13 опытами Лавуазье доказалъ, что предполагаемый переходъ воды въ землю не имѣетъ мѣста; прп выпариваніи въ стеклянныхъ сосудахъ, вода разлагаетъ утекло, прп испа- реніи выдѣляются продукты разложенія стекла. II въ этой первой работѣ точное доказательство сказаннаго ведено взвѣшиваніемъ стеклянныхъ сосудовъ и воды, которые подвергались продолжительному нагрѣванію. Собственно теоріи флогпстона были посвящены дальнѣйшія работы Лавуазье. Въ началѣ 1774 года Лавуазье издалъ сочиненіе подъ заглавіемъ Оризспіез рЬузідиез еѣ сЬішідиез; это сборникъ его работъ за періодъ болѣе 10 лѣтъ, судя по тому, что сказано въ предисловіи. Сборникъ сцстоптъ изъ двухъ ча- стей. Чтобы дать понятіе о составѣ этого сборника, выпи- сываю названіе его частей. Часть первая: историческій очеркъ эластическихъ выдѣленій (ешапаііопз еіазіідиев, т. е. газообразныя вещества), которыя выдѣляются изъ веществъ при горѣніи, броженіи и шипѣніяхъ (ейегѵезсепсез); часть вторая: новыя изслѣдованія о существованіи эластической жидкости (т. е. газа), находящейся въ нѣкоторыхъ веще- ствахъ. Во второй части описаны многочисленные опыты надъ прокаливаніемъ металловъ и надъ горѣніемъ фосфора- Результаты этихъ опытовъ Лавуазье сообщилъ Парижской Академіи 1-го ноября 1772 г., въ запечатанномъ пакетѣ, вскрытомъ въ засѣданіи 5-го марта 1773 года. Лавуазье пи- шетъ, что опыты его показываютъ, что сѣра п фосфоръ прп горѣніи увеличиваются въ вѣсѣ, вслѣдствіе соединенія съ большимъ количествомъ газа. Эти опыты наводятъ на мысль, продолжаетъ Лавуазье, что то же, т. е. поглощеніе газа, должно имѣть мѣсто и прп горѣніи металловъ въ воздухѣ. Это наведеніе, по его мнѣнію, подтверждается опытомъ воз- становленія свинцовой окпсп углемъ, причемъ получается на 1 объемъ окпсп свпнца тысячу объемовъ газа *). Ла- вуазье прибавляетъ, что «это открытіе ему кажется од- нимъ изъ наиболѣе интересныхъ, сдѣланныхъ со вре- ’) Нужно-ли указывать, что этотъ опытъ не подтверждаетъ наведе- нія: при прокаливаніи металловъ поглощается кислородъ воздуха, а при нагрѣваніп окиси свинца съ углемъ, выдѣляется углекислота. Ла- вуазье далѣе самъ исправилъ указанную ошибку.
14 меніі Шталя» '). Съ этого времени вопросъ о горѣніи осо- бенно занимаетъ Лавуазье. Въ слѣдующемъ, 1774 году, онъ представляетъ мемуаръ «о прокаливаніи олова въ закры- тыхъ сосудахъ и о причинѣ увеличенія въ вѣсѣ металла при этой операціи». Подобные опыты были уже предприни- маемы давно; въ послѣдній разъ пхъ дѣлалъ Прпстлей. Какъ велика разница между, точностью пріемовъ, равно какъ вы- водами, сдѣланными обоими наблюдателями! Лавуазье точ- нѣйшимъ (для того времени) способомъ доказываетъ, что въ данномъ количествѣ воздуха можно окислить лишь опредѣ- ленное количество олова; что приборъ (если закрыть герме- тически) не претерпѣваетъ при этомъ измѣненія въ вѣсѣ, чѣмъ устраняется возможность объясненія, что увеличеніе вѣса металла происходитъ, наир., отъ присоединенія огнен- ной матеріи; что увеличеніе въ вѣсѣ металла равно по- глощенному количеству воздуха (напомнимъ, что въ то время еще не была доказана сложность состава воздуха); что часть воздуха, соединившаяся съ металломъ, имѣетъ удѣль- ный вѣсъ приблизительно равный атмосферному воздуху. Таковы важные для опроверженія теоріи флогистона ре- зультаты этой работы. Мы дали эти результаты по полному собранію сочиненій Лавуазье 2), гдѣ разсматриваемая работа напечатана по ре- дакціи, исправленной Лавуазье въ 1777 году. Тоже, замѣ- тимъ для читателя, имѣетъ мѣсто и для другихъ статей, наир. работы, представленныя въ Академію въ 1782 году, отпечатаны лишь въ 1785 году. При печатаніи, Лавуазье исправлялъ и дополнялъ первоначальную редакцію мемуа- ровъ, отчего иногда дѣлается невозможнымъ точно опредѣ- лить настоящій годъ того или другаго пзъ сдѣланныхъ от- крытій (конечно не первостепенной важности) или годъ, когда высказано то пли другое мнѣніе. Эти замѣчанія отно- сятся и къ той работѣ, которую мы разсмотрѣли выше; Коппъ 3) указываетъ, что въ первоначальной редакціи ме- муаръ появился въ майской книжкѣ «Гоигпаі йе рЬузідие Оеиѵгев, I. II, стр. 103. ’) Оеиѵгев, і. II. р. 119. 3) Н. Корр. Віе Епілѵіскеіипр <1ег СЬешіе іп дег пеиегеп 2еіі, р. 166, 167.
15 за 1775 годъ и въ немъ значительныя различія отъ позд- нѣйшей редакціи, даже съ фактической стороны; наир. ука- зывается, что при горѣніи металловъ воздухъ на цѣло по- глощается, тогда какъ въ позднѣйшей редакціи говорится о поглощеніи лишь части возду ха. За работою, только что разобранною, въ 1775 году, опять появляется работа, чрезвычайной важности, озаглавленная: «о природѣ вещества, соединяющагося съ металлами при прокаливаніи ихъ и увеличивающаго еихъ вѣсъ». Работа имѣетъ предметомъ открытіе кислорода нагрѣваніемъ окпси ртути п описаніе свойствъ его, причемъ попутно установ- ленъ количественный составъ окпси ртути, равно какъ ка- чественный составъ углекислоты, и указывается, что кисло- родъ, не получившій еще тогда этого названія, но называе- мый Іа рогііоп Іа ріпз рнге <1е Гаіг (наиболѣе чистая часть воздуха), находится во всѣхъ металлическихъ окисяхъ, а не только въ одной окпси ртути. Этотъ мемуаръ также вызы- ваетъ сдѣлать нѣкоторыя замѣчанія. Мы указывали, что опытъ нагрѣванія ртути былъ сдѣланъ Байеномъ (см. стр. 9), прибавимъ теперь также и Прпстлеемъ. Повидимому, Лавуазье было это извѣстно до представленія мемуара въ Академію, но въ самомъ мемуарѣ этого не говорено. Ко- нечно, это бросаетъ тѣнь на Лавуазье какъ на человѣка, но не умаляетъ его славы, какъ ученаго. Прпстлей, а тѣмъ бо- лѣе Байенъ пзъ этого опыта не сдѣлали выводовъ и только бла- годаря Лавуазье, эти открытія оказались важными и благо- творными для развитія науки. Жестокость удара, нанесен- наго этою статьею теоріи флогистона, видна изъ тѣхъ слож- ныхъ представленій, помощью которыхъ старались прими- рить вновь открытые факты съ теоріею флогистона (см. стр. 9). Съ открытіемъ кислорода, Лавуазье главное вниманіе обращаетъ на изученіе явленій окисленія. Весь 1777 годъ онъ занимался составомъ воздуха, употребляя для количе- ственнаго анализа послѣдняго і.ѣйствіе фосфора. Такимъ путемъ Лавуазье удалось доказать, что воздухъ заключаетъ ДО */6 по вѣсу кислорода. Въ этомъ и послѣдующихъ го- дахъ изучены и вполнѣ вѣрно объяснены горѣніе свѣчи, изучено дыханіе животныхъ и тѣ измѣненія, которыя пре-
16 терпѣваетъ кислородъ при проходѣ чрезъ легкія животныхъ п, наконецъ, дана и нынѣ употребляемая теорія горѣнія, причемъ высказывается превосходство новой теоріи и тѣхъ объясненій, которыя она даетъ противу теоріи флогистона. Собственно говоря, на приведенныхъ работахъ Лавуазье заканчиваются тѣ, которыя пмѣлп болѣе близкое отношеніе къ опроверженію теоріи флогистона; чтобы не разрывать связи въ изложеніи, позволяемъ себѣ, здѣсь же, указать п остальныя наиважнѣ^шія между многочисленными работами Лавуазье. Изученіе явленій горѣнія сѣры, фосфора п подоб- ныхъ элементовъ привело къ вѣрнымъ выводамъ о каче- ственномъ составѣ кислотъ, напр. сѣрной, фосфорной, къ от- крытію присутствія кислорода въ нихъ. Разсмотрѣніемъ ме- муара Лавуазье «о природѣ, кислотъ п веществъ, пзъ кото- рыхъ онѣ составлены» (1778 г.), мы займемся далѣе. Указы- вая, что послѣдующіе годы дѣятельности Лавуазье былп по- священы изученію электрическихъ и въ особенности теплот- ныхъ явленіи вмѣстѣ съ де-Лапласомъ (сіе Ьаріасе), мы пе- реходимъ къ знаменитѣйшимъ мемуарамъ Лавуазье, касаю- щимся изслѣдованія воды и обнимающими періодъ, примѣрно между 1781 и 1784 годами. Прежнія химическія теоріи, разсматривая воду какъ эле- ментъ, очевидно предполагали, что она есть простое тѣло. На вопросъ, кому принадлежитъ слава установленія сложности состава воды, равно какъ ея составныхъ частей, трудно отвѣ- тить. Прежде рѣшеніе всѣхъ этихъ вопросовъ приписывали Лавуазье. И дѣйствительно уже въ 1781 году этотъ по- слѣдній указалъ сложность воды, ея разложеніе желѣзомъ при высокой температурѣ на составныя части, ея синтезъ горѣніемъ водорода и возстановленіемъ водородомъ метал- лическихъ окисей, равно какъ количественный составъ воды. Послѣдній былъ найденъ равнымъ 86,86°/0 кислорода и 13,13°/О водорода по вѣсу; по объему найдено 1 об. кислорода и 1,91 об. водорода, оба числа весьма близки къ истинѣ (88,88°/0 О и 11,12° 0 Н). Однако, по ближайшему изслѣ- дованію Г. Коппа ') оказывается что образованіе воды при *) Н. Корр. Веііга&с 211г Оезсііісіііе <1ег СЬетіе. Ыгіііез біііек. 1875, стр. 237. •. ’
17 горѣніи водорода открылъ Кэвендишъ (и повидимому это открытіе было извѣстно Лавуазье до представленія выше- указанныхъ мемуаровъ), но изъ этого опыта Кавендишъ не сдѣлалъ вывода ни о сложности воды, ни о составныхъ частяхъ ея; извѣстному Джемсу Уатту (ѣ. АѴаІІ) принадле- житъ первое указаніе на сложность состава воды, но о со- ставныхъ частяхъ воды онъ не имѣлъ вѣрныхъ свѣдѣній. Признавая за поименованными лицами іграво на сдѣланныя пмп открытія, нельзя еще разъ не указать, что пзъ этихъ открытій, только благодаря генію Лавуазье, наука іудвійкяя должную пользу. По этой причинѣ подобаетъ отвести Лаьудшй первенствущі • рѣшенію вопроса о сославъ и сложности воді. К 1» 1 •• •' Ь* Только те П рь, послѣ многолѣтняго труда, Лавуазье счелъ возможномъ выступить противъ теоріи флогистона въ статьѣ, озаглавленной «размышленія о флогистонѣ», пред- ставленной въ академію еще въ 1783 г., но вышедшей въ свѣтъ въ 1786 году ‘). Не должно думать, что Лавуазье первый возсталъ противъ теоріи флогпстона. Съ самаго возникновенія этой теоріи и до изучаемаго нами времени, слышны былп одинокіе голоса противъ нея. Въ первой чет- верти XVIII в. ее не принимаетъ, хотя и не пишетъ про- тивъ нея извѣстный голландскій химикъ Бургаве (Н. Воег- ѣаѵе); въ срединѣ столѣтія на невѣрность теоріи указывалъ Блэкъ, изслѣдованія котораго были приведены ранѣе (стр. 7); Баиенъ (1774), сдѣлавъ опытъ возстановленія окпеи ртути однимъ нагрѣваніемъ, прямо высказывается противъ теоріи флогистона; въ томъ же году, въ Лопгпаі сіе Рѣізідпе (мартъ 1774), появились въ такомъ же смыслѣ статьи Бюзафона (ВнгаГон) п неизвѣстнаго автора. Нѣсколько позже, Бюфонъ указываетъ, что флогистонъ есть продуктъ умозрѣнія, а не природы. Но всѣ этп возраженія нп мало не колебали до- вѣрія къ общепринятой тогда теоріи флогпстона. Только въ 17с6 году Лавуазье наноситъ этов теоріи окончательный ударъ. По указанной выше статьѣ его просмотримъ неоспо- римые доводы противъ теоріи флогистона.
18 всѣ явленія горѣнія, прокаливанія металловъ и вообще по- глощенія кислорода присутствіемъ послѣдняго въ воздухѣ. Лавуазье говоритъ что можно было такимъ образомъ пока- зать ненужность теоріп флогпстона. Полагая однако, что эта теорія представляетъ пагубную ошибку, задержащую прогрессъ науки, онъ счелъ нужнымъ -вновь разсмотрѣть указанныя выше явленія и доказалъ, что они не объясняются теоріей флогистона, какъ бы мы ни измѣняли представленіе о флогистонѣ (см. стр. 9). «Химики сдѣлали изъ флоги- стона неопредѣленное вещество, которое можно приспосо- бить для всевозможныхъ объясненій; то онъ имѣетъ вѣсъ, то вѣса не имѣетъ; то онъ огонь, то огонь въ соединеніи съ землистымъ веществомъ; то онъ проходитъ чрезъ стѣнки сосудовъ, то эти послѣднія для него непроницаемы; одно- временно флогпстонъ объясняетъ и щелочность, и отсутствіе щелочности, прозрачность и непрозрачность веществъ, цвѣта и отсутствіе ихъ. Флогистонъ, какъ Протей ежеминутно мѣ- няетъ форму. Пора, прибавляетъ Лавуазье, отличать то, что въ наукѣ познано наблюденіемъ и опытомъ, отъ того, что въ нее введено гипотезою и системою» *). Затѣмъ онъ пере- ходитъ вновь къ подробному разсмотрѣнію природы теплоты п даетъ полный разборъ явленій горѣнія по новой своей теоріп. Теорія флогистона не поднялась отъ удара, нанесеннаго ей Лавуазье, и постепенно была оставлена, сначала во Фран- ціи, гдѣ уже съ средины восьмидесятыхъ годовъ теорія Ла- вуазье имѣла сторонниковъ. Въ Германіи и Англіи еще въ началѣ девятнадцатаго вѣка между химиками были послѣд- ніе представители теоріп флогпстона. Какъ заключеніе этой главы считаемъ небезполезнымъ вновь остановиться на значеніи теоріи флогистона въ об- щемъ развитіи нашей науки, въ виду вышеприведеннаго мнѣнія Лавуазье объ этой теоріи, какъ о пагубной ошибкѣ, воспрепятствовавшей развитію химіи, мнѣнія, противорѣча- чащаго тѣмъ замѣчаніямъ которыя сдѣланы мною ранѣе. Мнѣніе Лавуазье во многихъ отношеніяхъ несправедливо: мы уже выше указывали на высоту теоріп флогистона срав- *) Оеиѵгее і. II, стр. 640.
19 нптельно съ тѣмп теоріями, которыя ей предшествовали, указывали также на ея заслуги. Везъ сомнѣнія основная гипотеза ложна, но она оказалась достаточною чтобы руково- дить изслѣдованіями химиковъ болѣе полустолѣтія, такъ какъ имѣла реальную основу, правда невѣрно обобщенную. II ближайшіе сотрудники Лавуазье по разработкѣ химіи не раздѣляли его взглядовъ на теорію флогпстона. Такъ Ги- тонъ де Морво, уже принявъ теорію Лавуазье, пишетъ, что теорія флогпстона дѣйствительно ошибка, но «ошибка пло- дотворная, что эта послѣдняя дѣлаетъ эпоху въ наукѣ, и могла быть высказана лишь однимъ изъ выдающихся лю- дей. призванныхъ природою поставить науку превыше знаній ихъ вѣка» *). Это правильное относительно теоріи флогпстона мнѣніе, однако менѣе раздѣлялось современни- ками, чѣмъ мнѣніе Лавуазье. Въ новѣйшее время въ Англіи были сдѣланы попытки, совершенно обратно мнѣнію Лавуазье, поднять теорію фло- гпстона на высоту ей не свойственную. Подъ заглавіемъ «новое возрожденіе теоріи флогпстона» въ Сііетісаі Иемъ 2) помѣщена лекція Одлицга (АѴ. 0с11т§), въ которой авторъ проводитъ ту мысль, что Вехеръ, учитель Шталя, съ име- немъ флогистона соединялъ нѣчто подобное современному представленію о потенціальной энергіи, и въ доказатель- ство приводитъ разборъ многихъ случаевъ горѣнія, въ ко- торыхъ потеря флогистона объясняется какъ потеря энергіи; и далѣе, что Вехеръ будто бы предвидѣлъ одно пзъ высшихъ обобщеній современной науки — ученіе о сохраненіи энергіи. Въ лекціи Одлинга, кромѣ того, излагается, что Лавуазье уста- новилъ лишь часть истины, другая часть которой представ- ляетъ теорія флогистона. Такъ какъ за подобное мнѣніе Одлинга высказывались нѣкоторые англійскіе ученые (Сгпш- Вгом’п и др.), то неизлишне остановиться на разсмотрѣніи этого мнѣнія. Мнѣ кажутся невѣрными оба приведенныя положенія. Немыслимо, чтобы понятіе о потенціальной энергіи, равно какъ законъ сохраненія энергіи, сравнительно ’) Епсусіорёіііе тёііюііідие. Рагіоие 1790. Ресогіё Аѵегйибетепі р. 627. 1871 года, т. 23, стр. 243 и 256.
20 недавно получившіе право гражданства въ наукѣ, и такъ мало еще п нынѣ примѣняемые въ химіи, могли возник- нуть въ умѣ ученаго двѣсти лѣтъ тому назадъ. Очевидно п въ мнѣніи Одлпнга, флогистонъ, какъ Протеи, принялъ лишь новую форму. Также несправедливымъ мнѣ кажется мнѣніе, что теорія Лавуазье представляетъ лпшь часть пстпны. Знаемъ-лп и мы теперь всю истину? Въ томъ ж мемуарѣ «размышленія о флогистонѣ» Лавуазье разсматри- вая акты окисленія, входитъ и въ разсмотрѣніе теплотныѵь явленіи, имѣющихъ при этомъ мѣсто, какъ это было ука- зано выше. Привожу, по поводу того-же, одно мѣсто пзъ энциклопедіи Гитона де Морво о горѣніи: «во всякомъ го- рѣніи имѣетъ мѣсто выдѣленіе количества теплорода, про- порціональное количеству поглощеннаго кислорода, выклю- чая то количество теплорода, которое удерживаетъ новое соединеніе». Мы и теперь едва-лп полнѣе знаемъ истину касательно явленій горѣнія. Изъ сказаннаго можно сдѣлать тотъ выводъ, что теорія флогистона представляетъ одинъ изъ необходимыхъ моментовъ въ развитіи химіи; подобно и болѣе позднимъ теоріямъ, эта теорія, сослуживъ наукѣ службу, уступила мѣсто новой те- оріи, болѣе правильной, чѣмъ она, и объединяющей большій ілг гъ химическихъ явленій.
ГЛАВА II. Система Лавуазье. Въ этой главѣ придется развернуть предъ читателемъ картину, полную величія: въ тиши лабораторіи, предо- ставленный лишь собственнымъ силамъ, одинъ человѣкъ оказывается достаточно мощнымъ, чтобы обновить всю науку. Лавуазье обновляетъ химію во всей ея цѣлостности: яви- лась новая постановка и производство опыта; обсужденіе получаемыхъ опытныхъ данныхъ покоится на твердой основѣ; возможными стали начала философіи химіи. Важность и до- стоинство предмета требуютъ нѣсколько ближайшаго его разсмотрѣнія. Лавуазье начинаетъ новый періодъ химіи, названный періодомъ количественныхъ изысканій. Въ предшествующей главѣ, мы уже имѣли случай указать на глубокое разли- чіе въ постановкѣ опытовъ Лавуазье, сравнительно съ опы- тами его предшественниковъ. Не ограничиваясь одною внѣш- нею качественною стороною явленій, Лавуазье видитъ важ- ность и старается обнять явленіе въ полномъ его составѣ и со всѣми количественными измѣненіями, имѣющими при этомъ мѣсто. Сколько труда было положено для достиженія этого, можно видѣть изъ того, что пришлось усовершен- ствовать и большую часть измѣрительныхъ приборовъ, чтобы сдѣлать возможнымъ производство опыта. Обыкновенно ука- зываютъ на вѣсы, какъ на главное орудіе опыта, употреб- леніе которыхъ прп опытахъ узаконено Лавуазье; это спра- ведливо. но слѣдуетъ помнить, что не одно лишь вѣсовое измѣненіе вещества изслѣдовано Лавуазье. Отличный фи- зикъ, онъ указалъ химикамъ на необходимость производства п другихъ измѣреній: работая съ газообразными веществами,
22 онъ примѣняетъ и совершенствуетъ опредѣленіе пхъ объе- мовъ, ихъ удѣльныхъ вѣсовъ; для твердыхъ веществъ онъ вводитъ измѣреніе теплотныхъ и электрическихъ свойствъ. Конечно и до Лавуазье единичные ученые дѣлали иногда подобныя опредѣленія, но Лавуазье первый примѣняетъ пхъ въ цѣлостности для всесторонняго изслѣдованія химиче- скаго явленія. И наука признаетъ въ этомъ случаѣ ег<? за- слугу, начиная съ него періодъ количественныхъ изысканій. Сомнѣнія нѣтъ, что изъ всѣхъ измѣреній, опредѣленіе вѣсовыхъ отношеній веществъ, вступающихъ въ химическое взаимодѣйствіе, представляется и до сихъ поръ наиболѣе важнымъ. Десятки разъ, описывая разнообразнѣйшіе свои опыты, Лавуазье указываетъ, что ни малѣйшая часть изъ взятаго для опыта вѣсоваго количества вещества не уничто- жается во время опыта, равно какъ вещество не созидается*). Въ этпхъ замѣчаніяхъ кроется важнѣйшій законъ химіи, опре- дѣленно Лавуазье не высказанный, законъ, названный впо- слѣдствіи и, даже весьма недавно, закономъ вѣчности ма- теріи. Этотъ законъ составляетъ основу, безъ которой не мыслимо развитіе химіи какъ науки. Но если мы, научные потомки Лавуазье, оцѣнили эту сторону количественныхъ изысканій его, то, какъ мнѣ кажется, не въ полной мѣрѣ оцѣнили пхъ другія стороны. II теперь, цѣлое столѣтіе по- слѣ торжества его воззрѣній, мы далеко еще не имѣемъ физическихъ измѣреній, необходимыхъ, чтобы примѣнить къ разбору химическаго явленія другой важный законъ — за- конъ сохраненія энергіи. Только въ единеніи закона вѣчно- сти матеріи съ закономъ сохраненія энергіи, химія можетъ ждать дальнѣйшихъ успѣховъ. Повая постановка опыта должна была сопровождаться кореннымъ измѣненіемъ пріемовъ обсужденія данныхъ опыта: изгнанъ рой гипотезъ теоріп флогпстона и, слѣдуя прави- ламъ истинной логики, сохранены лишь тѣ, которыя без- условно необходимы для объясненія явленія, напр. гипотеза о теплородѣ и другихъ невѣсомыхъ веществахъ, согласно вы- раженію того времени. Собственно говоря, для первыхъ объ- ясненій изучаемыхъ хпмпческпхъ реакцій, какъ мы увидимъ, *) См. нвпр. Оепѵгев, і. ІГ, стр. 337.
23 вовсе не потребовалось гипотезы. Въ своихъ работахъ Ла- вуазье держался правила, высказаннаго имъ въ предисловіи къ учебнику химіи: «Я не считалъ возможнымъ, говоритъ онъ, уклониться отъ требованій строгаго закона — не за- ключать ничего сверхъ того, что даетъ непосредственно опытъ и не стараться спѣшными заключеніями восполнять молчаніе фактовъ» ’). Лавуазье предпочиталъ лучше не за- трогпвать тѣ вопросы нашей науки, какъ напр. вопросы о химическомъ сродствѣ, въ которыхъ, по его словамъ, «дан- ныя не достаточно точно установлены, чтобы служить осно- ваніемъ для столь важной части нашей науки» 2). Невольно отдаешь дань уваженія силѣ таланта и энер- гіи, дозволившихъ Лавуазье совершить дѣло обновленія науки одному и среди ученыхъ, ему враждебныхъ по образу мыслей. Сколько силы потребовалось для двадцатплѣтняго непрерывнаго труда на веденіе важнѣйшихъ изслѣдованій въ лабораторіи? Только тогда, когда новая теорія уже со- вершенно разработана, являются первыя лпца, правда, вы- соко поставленныя въ наукѣ, воспринимающія воззрѣнія Лавуазье. Замѣчательно, что сначала это были физики, ра- ботавшіе вмѣстѣ съ нимъ, таковы де Лапласъ, Мёнье, ма- тематикъ Монжъ. Первый изъ химиковъ, замѣнившій тео- рію флогистона системою Лавуазье, былъ извѣстный Бер- толле въ 1785 году; въ слѣдующемъ году присоединяются къ этой системѣ Фуркруа и Гитонъ де АІорво; всѣ эти уче- ные уже тогда были членами Парижской Академіи наукъ. Руководствуясь воззрѣніями Лавуазье, они придали новой химіи современную ея форму. Разсмотрѣвъ возрожденіе новой химіи, не удивительны тѣ названія, которыя ей придавали первые ея представи- тели. Сначала ее звали (Іосігіпе оп сѣішіе рпептаіідпе или Сѣітіе апіійоріпіідие, указывая въ первомъ изъ названііі отдѣлъ газообразныхъ веществъ, которымъ преимущественно она занималась. Когда новая теорія стала распространяться, на первое время, какъ мы видѣли, среди французскихъ уче- ныхъ, послѣдніе стали давать еіі названіе сѣітіе Ггапфаізе, *) Оеиѵгез, і. I, стр. 5. ’) Оеиѵгез, і. I, р. 6.
24 Шёотіе Леа скітізіез Ггап^аіа. Нужно сказать, что противу послѣднихъ названіи протестовалъ Лавуазье, справедливо указывая, что ему принадлежитъ вся заслуга. Названіе зу- аіёте іе Ьаѵѳізіег, принятое многими учеными въ первое время, и мы вппсалп въ заголовокъ этой главы, отдавая должное Лавуазье. Конечно, когда система Лавуазье сдѣ- лалась общепринятою, она утратила это и всѣ прочія на- званія. Послѣ изложеннаго, казалось-бы, нельзя сомнѣваться, кому принадлежитъ заслуга обновленія химіи? Можетъ быть удивитъ читателя даже постановка этого вопроса? А между тѣмъ въ самое послѣднее время слышатся голоса, не при- знающіе исключительности заслугъ Лавуазье въ этомъ во- просѣ. Предисловіе къ извѣстному, имъ изданному, хими- ческому словарю, имѣвшее цѣлью изложить «исторію хими- ческихъ ученій отъ Лавуазье до нашихъ дней» Вюрцъ (А. УѴнгіз) началъ фразою: «химія есть французская наука, она была установлена безсмертной памяти Лавуазье». Истори- чески это совершенно вѣрно — такъ всѣ и поняли эту фразу. По поводу этой фразы Фольгардъ ‘), тогда профессоръ Мюн- хенскаго университета, напечаталъ статью, въ которой, оспа- ривая мнѣніе Вюрца, общепринятое мнѣніе, пытается дока- зать, что обновленіе хнміп лишь въ меньшей степени при- надлежитъ «днллетанту» Лавуазье, но въ большей степени, другимъ, извѣстнымъ тогда химикамъ, приверженцамъ тео- ріи флогистона. Поставя дѣло на почву фактическихъ изы- сканіи, Фольгардъ упускаетъ изъ виду, что не ими одними обосновываются науки. Не отрицая великихъ открытій ве- ликихъ химиковъ того времени, только въ одномъ Лавуазье мы видимъ ученаго, который всѣ отдѣльные факты объеди- нилъ въ одну общую систему. Ндва-лп слѣдуетъ дольше останавливаться на мнѣніи Фольгарда послѣ того, какъ извѣстный историкъ химіи Г. Коппъ, въ 1873 году, вновь разбирая заслуги Лавуазье, признаетъ его за реформатора химіи2). Продолжаемъ прерванное изложеніе обоснованія новой химіи. *) -I. ѴоІЬагй. Д. рг. сЬ. 1870. ’) Еп(лѵіске1ипд8§е8СІіісКіе <1ег СЬешіе.
25 Нельзя обновить науку, не обновивъ языка, которымъ выражаются научныя истины: наука состоитъ изъ фактовъ; факты обобщеніемъ даютъ научныя понятія; слова выра- жаютъ эти понятія. Въ 1787 году Лавуазье, при содѣйствіи Бертолле, Фуркруа, Гитона де Морво, спеціально занима- лись вопросомъ номенклатуры и издали «МёіЬойе іе по- шенсІаШге сЬішщпе (Рагіз 1787). Номенклатура химиче- скихъ соединеній строилась флогистиками и ихъ предше- ственниками совершенно произвольно: напомнимъ напр. на- званіе ваі шігаЪіІе СІаиЬегі для сѣрнонатріевой соли, яиЪ- Іініаіиш СОГГО8ІѴПШ для сулемы, сгетог Іаіѣагі для кислой виннокаліевой соли. Гитонъ де Морво сдѣлалъ попытку соз- дать раціональную номенклатуру химическихъ соединеній. Эта попытка не оказалась, удачною, мы, поэтому, не упоми- ная далѣе о ней, прямо переходимъ къ ознакомленію съ правилами для составленія химическихъ названій, которыя выработала вышеуказанная коммиссія. Эти правила и те- перь примѣнимы — вотъ онѣ: 1) каждое соединеніе должно носить особое названіе; 2) корнемъ для названія должны служить составныя части соединенія, никакъ не имена хи- миковъ, а потому для составленія названія необходимо знать составъ соединенія; 3) желательно, чтобы названіе не вы- ражало какой-нибудь гипотезы; 4) корни названій предла- гается брать изъ греческаго пли латинскаго языковъ; 5) со- блюдая духъ языка, для котораго составляется номенкла- тура, образуются для химическихъ соединеній родовыя и видовыя названія, подобно тому, какъ и въ другихъ естест- венныхъ наукахъ; 6) если два элемента образуютъ нѣсколько соединеніи, напр. еслп извѣстны нѣсколько степеней окис- ленія какого ннбудь металла, то слѣдуетъ это выражать измѣненіемъ окончанія слова, употребленнаго для выраже- нія вида. — Вотъ тѣ простыя, но вполнѣ раціональныя пред- ложенія для составленія химической номенклатуры. Наи- лучшею оцѣнкою этихъ предложеній служитъ то обстоятель- ство, что и нынѣ эти правила примѣняются для составле- нія химическихъ названій, а тѣ измѣненія, которыя можно было бы подмѣтить въ современныхъ названіяхъ химиче- скихъ соединеній, касаются лишь измѣненія частностей, но не основаній этихъ правилъ.
26 Показавъ, какъ постепенно развились и складывались основанія новой химіи’ мы теперь можемъ перейдтп къ крат- кому изложенію системы Лавуазье, руководствуясь его эле- ментарнымъ руководствомъ химіи *). Считаемъ возможнымъ, какъ указано, быть краткими по той причинѣ, что прихо- дится излагать всѣмъ извѣстную, современную хпмію. Изло- женіемъ системы Лавуазье мы воспользуемся и для того, чтобы въ общихъ чертахъ ознакомиться съ состояніемъ хи- мическихъ знаній по нѣкоторымъ частямъ нашеіі науки, какъ оно было до Лавуазье. Чтобы видѣть духъ, въ которомъ написанъ учебникъ Лавуазье, достаточно будетъ привести слѣдующую выписку изъ предисловія 2). «Я себѣ поставилъ закономъ, ппшетъ Лавуазье, не иначе идти впередъ, какъ отъ извѣстнаго къ неизвѣстному, дѣлать только тѣ выводы, которые непосред- ственно вытекаютъ изъ наблюденій и опытовъ и сопоста- вить факты и химическія истины въ порядкѣ напболѣе цѣле- сообразномъ, чтобы облегчить начинающимъ знакомство съ ними». Отъ сказаннаго закона Лавуазье не отступилъ и далъ образцовый для того времени учебникъ, написанный точнымъ и въ тоже время яснымъ п легкимъ языкомъ. Же- лая исходить изъ опыта, Лавуазье не далъ въ началѣ учеб- ника никакихъ общихъ опредѣленій. Для ясности, намъ ду- мается умѣстнымъ, сначала сопоставить изъ различныхъ мѣстъ руководства, нѣсколько мнѣній Лавуазье о напболѣе общихъ вопросахъ нашей науки. Лавуазье опредѣляетъ хпмію какъ науку, имѣющую пред- метомъ разлагать природныя тѣла и изучать тѣ различныя вещества, которыя входятъ въ ихъ составъ. Физическое строеніе тѣлъ принимается имъ какъ состоящее изъ части- чекъ, повинующихся двумъ силамъ: одной отталкпвательноп, (.ругой притягательной, находящихся въ нѣкоторомъ состоя- ніи равновѣсія. Пока превозмогаетъ прптяженіе (природа котораго ближе не опредѣляется), тѣло остается твердымъ; если отталкпвательная спла теплорода настолько разъеди- нила частички, что они выходятъ изъ сферы дѣйствія при- *) Тгаііё ёіётепіаіге йе сЬітіе, ргёаепіё вапа ип огйге попѵеап еі й’аргёв 1е йесоиѵегіев тойегпез. Рагіэ. 1789 ’) Оеиѵгев, (. I, стр. 4. ,
27 тяженія, тѣло перестаетъ быть твердымъ, переходя въ жид- кое пли газообразное вещество. Въ химическомъ отношеніи всѣ вещества состоятъ пзъ простыхъ тѣлъ (злЬзіапсез эішріез), т. е. такихъ, которыя не могли быть разложимы извѣстными тогіа аналитическими пріемами, но возможность разложенія которыхъ вообще не отрицается. Такъ напр. ѣдкія щелочп тамъ считаются простыми тѣлами, но высказывается воз- можность пхъ разложенія. О прежнихъ элементахъ тѣлъ, подобныхъ тѣмъ, которыя принимала еще теорія флогпстона нѣтъ помину. Разсматривая подробно теплотныя явленія, равно какъ теплородъ какъ отталкивающую силу, о при- тягательной сплѣ между частичками, о химическомъ срод- ствѣ, какъ мы уже указывали, Лавуазье не считалъ воз- можнымъ упоминать въ элементарномъ учебникѣ. Теперь кратко просмотримъ главные отдѣлы его. Руководство распадается на три части. I часть носитъ заглавіе: образованіе и разложеніе газовъ, горѣніе простыхъ тѣлъ и образованіе кислотъ; II часть: о соединеніи кислотъ съ солеродными основаніями и объ образованіи среднихъ солей; III часть: оппсаніе приборовъ п практическихъ хи- мическихъ пріемовъ. Первыя главы первой части содержатъ изученіе воздуха, его анализъ, затѣмъ идетъ описаніе опытовъ соединенія съ кислородомъ сѣры, фосфора и углерода и далѣе теорія го- рѣнія. Полагаемъ возможнымъ, для этихъ главъ, ограни- читься написаннымъ; описаніе работъ, на основаніи кото- рыхъ эти главы составлены дано выше. Теорія горѣнія есть современная теорія, которую полагаемъ общеизвѣстною. Продукты горѣнія элементовъ суть кислоты или окпсп •металловъ. Названіе кислотъ было первоначально придано этимъ соединеніямъ на основаніи общаго всѣмъ имъ кислаго вкуса. Долгое время, за недостаточностью данныхъ, пред- полагали, и въ кислотахъ, и въ соляхъ, видѣть аналогич- ныя соединенія, хотя число извѣстныхъ кислотъ, какъ мы увидимъ ниже, было весьма велико. И въ этомъ отдѣлѣ химическихъ соединеній, Лавуазье принадлежитъ заслуга указанія вѣрныхъ свѣдѣній. Опредѣливъ впервые вѣрно ка- чественный составъ большинства кислотъ, онъ могъ дать первое научное опредѣленіе пхъ. Кислоты представляютъ,
28 по его мнѣнію, кислородныя соединенія, продукта горѣнія т. е. соединенія съ кислородомъ, элементовъ подобныхъ сѣрѣ, фосфору, углероду. Кислородъ обусловливаетъ кислотныя свойства кислотъ. Кислоты отличаются по различію кислото- образующаго основанія (слово это примѣняется здѣсь въ смыслѣ простаго тѣла—Ьазе асібійаѣіе), которому, по пред- ложенію Гитона де-Морво, придано названіе радикала. Такъ напр. сѣрная кислота состоитъ изъ кислорода и сѣры. Зна- ніе одного качественнаго состава кислотъ, оказалось недо- статочнымъ для отличенія кислотъ, въ тѣхъ случаяхъ, когда кислородъ съ радикаломъ образуетъ нѣсколько кислотъ. Пришлось прибѣгнуть къ даннымъ количественнаго анализа и первыя попытки опредѣленія количественнаго состава кислотъ принадлежатъ опять тани Лавуазье. При этомъ, впервые сдѣланъ важный выводъ, что различіе въ свой- ствахъ соединенія обусловливается не только различіемъ качественнаго состава, но также различіемъ вѣсовыхъ ко- личествъ соединяющихся тождественныхъ элементовъ. Ла- вуазье принималъ для каждаго радикала возможность обра- зованія четырехъ степеней окисленія, четырехъ кислотъ. Впрочемъ, на самомъ дѣлѣ, ни для одного элемента тогда не было извѣстно всѣхъ этихъ четырехъ степеней окисленія. Нѣсколько поспѣшнымъ обобщеніемъ выведено, что всѣ кис- лоты, также напр. хлористоводородная, заключаютъ кисло- родъ; это мнѣніе, какъ въ послѣдующемъ увидимъ, потребо- вало массу труда для своего опроверженія. Не можемъ вновь не обратить вниманія на силу генія Лавуазье, внесшаго свѣтъ въ эту, тогда еще весьма темную область химіи. Укажемъ важ- нѣйшія извѣстныя неорганическія кислоты, прибавивъ, что онѣ тогда впервыя появились съ современными названіями. Азотистая к. Сѣрнистая к. Фосфористая к. Азотная к. Сѣрная к. Фосфорная к. Соляная а. Плавиковая я. Угольная Б. Мышьяковая я. Вольфрамовая и. Борная к. Молибденовая к. Органическихъ кислотъ также было извѣстно нѣсколько, о нихъ не упоминаю, такъ какъ воззрѣнія Лавуазье на органическія соединенія предполагаю изложить въ одной изъ послѣдующихъ главъ.
29 Разсмотрѣвъ дѣйствіе кислорода па кислотообразующія, элементы, переходимъ къ разсмотрѣнію дѣйствія кислорода на металлы, причемъ, продуктамъ при этомъ происходящимъ, впервые придано названіе окисей. Новое названіе введено потому, что прежнее названіе металлической известки могло подать поводъ къ недоразумѣніямъ. Послѣ этого разсматри- вается радикалъ воды — водородъ — и подробно изучается разложеніе воды и ея синтезъ, равно какъ и качественный и количественный составъ ея. Разсмотрѣвъ соединенія го- рючихъ веществъ между собою—каковы водородныя соеди- ненія: сѣрнистый водородъ, фосфористый водородъ, углеро- дистый водородъ п др. сдѣлано болѣе подробное разсмотрѣ- ніе, такъ называемыхъ солеродныхъ основаній (Ьаяев заіі- ііаЫёз). Неразложеннымп были тогда ѣдкія щелочи, амміак ь, известь, магнезія, баритъ, глиноземъ; всѣ онѣ считались простыми тѣлами, но указывалась вѣроятность ихъ разло- женія. Въ заключеніе этой главы разсматриваются металлы. Вторая часть руководства представляетъ ученіе о соляхъ. Въ этой части, въ формѣ таблицъ и объясненій къ нпмъ приложены свойства, нетолько солей, но и всѣхъ вообще напважнѣйшпхъ, тогда извѣстныхъ, химическихъ соединеній. Считаемъ нужнымъ остановиться лишь на соляхъ и раз- смотримъ какъ постепенно это названіе пріобрѣло опредѣ- ленность. Въ прошедшей главѣ мы уже указывали какъ неопре- дѣленно было сначала понятіе о соли. Признаками солей считали растворимость въ водѣ, плавкость илп летучесть, равно какъ извѣстныя вкусовыя впечатлѣнія. По этому опре- дѣленію и кислоты, и основанія, и среднія соли безразлично считались солями. Кислоты и основанія, только со времени открытій Лавуазье, впервые получили болѣе точныя опре- дѣленія. Касательно такъ называемыхъ среднихъ солей, Руелль (учитель Лавуазье) первый высказалъ сравнительно болѣе правильные взгляды. Руелль опредѣляетъ соли какъ соединенія кислоты съ основаніемъ: нерастворимыя веще- ства напр. хлористое серебро, полухлористая ртуть впер- вые могли быть разсматриваемы какъ соли. Руелль далѣе отличилъ и тѣ классы солей, которыя мы нынѣ зовемъ кислыми и основными солями; вводится раздѣленіе между
30 аналогичными соединеніями, смотря по количеству входя- щаго въ составъ соединенія вещества. Напр. впервые ука- заны правильныя соотношенія между каломелемъ и сулемою. Теорія Лавуазье, познакомивъ съ составомъ кислотъ п осно- ваніи, впесла еще большую опредѣленность въ понятіе о солп. Оставалось подвестп къ ппмъ п тѣ металлическія соли, которыя образуются раствореніемъ металловъ въ кис- лотахъ. Бергманъ, а также Лавуазье и другіе хпмпкп, ука- зываютъ, что прп раствореніп металла въ кислотѣ раство- ряется собственно говоря его окись. По Лавуазье кисло- родъ, потребный для перехода металла въ окись, берется пзъ кпслоты или воды. Обобщивъ невѣрно, что всѣ солп необходимо должны заключать кислородъ, Лавуазье объяс- няетъ соединеніе металловъ съ хлоромъ тѣмъ, что считаетъ вмѣстѣ съ другими химиками хлоръ за сложное тѣло, за- ключающее кислородъ. Взгляды о природѣ хлора и хло- ристыхъ металловъ мы впослѣдствіи разберемъ подробно. Соли считаетъ Лавуазье тройственными по составу, входя- щія въ нихъ составныя части, основаніе и кпслоту, двой- ственными. Нельзя не указать па то, что здѣсь должно искать основу дуалистическихъ представленій, позже прі- обрѣвшпхъ такую извѣстность въ хпміп. Дѣйствительно соль двойственна, состоитъ пзъ основанія и кпслоты, и каждое пзъ этихъ веществъ, въ свою очередь, двойственно по составу. Взгляды, которыя изложены въ первыхъ двухъ частяхъ руководства, Лавуазье прилагаетъ и къ органическимъ сое- диненіямъ; мы разберемъ эти взгляды въ одной пзъ послѣ- дующихъ главъ. Третья часть руководства посвящена описанію прибо- ровъ (вѣсовъ, газометровъ, калориметра) и практическихъ операцій (операціи механическія, химическія, папр. пере- гонка, сжиганіе, плавленіе и пр.). Превосходно составлен- ная, эта часть особенно заслужила одобренія современниковъ. Таково было изложеніе новой системы химіи. Для совре- меннаго читателя, быть можетъ, даже это краткое изложеніе не представило достаточнаго интереса, по знакомству съ предметомъ. Но именно это п указываетъ насколько при- двинулъ къ намъ Лавуазье хпмію. Руководство Лавуазье
31 долго служило образномъ подобныхъ сочиненій и чрезвы- чайно содѣйствовало распространенію его системы. Въ томъ же направленіи, путемъ приложенія новыхъ началъ химіи въ руководствахъ, особенно много потрудился одинъ изъ первыхъ послѣдователей Лавуазье, а именно Фуркруа. Имъ издана, вскорѣ послѣ смерти Лавуазье, небольшая книжечка озаглавленная: РЫІокорЪіе сЬііпідпе ои ѵегііёк ібшіашепіаіе? бе Іа сѣішіе пюйегпе йізройёея сіапя пп попѵе] огсіге, Рагіз 1796 *). Кромѣ этого сочиненія, Фуркруа издалъ Зузіёіпе йез соппаівзапсез сЬііпідиея (Рагік 1800), въ 8 томахъ. Это послѣднее сочиненіе, по расположенію матеріала, близко напоминаетъ значительно позднѣйшее руководство Бер- целіуса. Форма, которую мы придали изложенію системы Ла- вуазье избавляетъ насъ отъ необходимости дѣлать оцѣнку этой теоріи. Постепенно развиваясь, эта система обратилась въ современную хпмію. Внутренняя правда новой химіи объясняетъ быстрое распространеніе среди ученыхъ всѣхъ странъ, а это послѣднее служитъ и лучшею оцѣнкою ее. Къ послѣднимъ годамъ XVIII вѣка систему Лавуазье можно считать общепринятою. Воспринятіе воззрѣній Лавуазье надолго указало путь, по которому пойдетъ развитіе химіи. Опредѣливъ вѣрно качественный составъ химическихъ соединеній, указавъ на важность знанія количественныхъ отношеній соединяющихся элементовъ, система Лавуазье намѣтила необходимость даль- нѣйшаго изученія этого вопроса, которое п привело къ от- крытію важныхъ законовъ: закона постоянства отношеній и закона кратныхъ отношеній. *) Русскій переводъ этой книги появился весьма скоро; овъ оза- главленъ: Г. Фуркроа. Химическая философія или основательныя истины новѣйшей химіи по новому образу расположенныя; съ Французскаго иа Россійскій языкъ переведена Московскаго Врачебнаго Училища хи рургіи кандидатами Иваномъ Княгининымъ и Иваномъ Каменскимъ. Владиміръ, 1799. Переводъ хотя и правиленъ, но номенклатура весьма неудачна.
Г ДАБА III. Законъ постоянныхъ отношеній и закопъ кратныхъ отношеніи. Открытіе этихъ законовъ, столь важныхъ для дальнѣй- шаго развитія химіи, находится въ связи съ усовершенство- ваніемъ пріемовъ количественнаго анализа. Какъ введеніе къ ознакомленію съ исторіей открытія указанныхъ законовъ цѣлесообразно указать кратко какъ совершилось развитіе аналитической химіи. Развитіе знаніи качественнаго анализа дѣлается значи- тельнымъ съ третьей четверти XVII вѣка. Вслѣдствіе боль- шаго знакомства съ металлургическими операціями и вообще съ дѣйствіемъ высокой температуры на различныя вещества, сначала развился качественный анализъ сухимъ путемъ. Особенно быстрые успѣхи сдѣлалъ этотъ родъ анализа съ введеніемъ въ употребленіе паяльной трубки, какъ весьма удобнаго прибора для воспроизведенія высокой температуры. Примѣненіе этого инструмента разработали шведскіе уче- ные Кронштедтъ и Бергманъ въ срединѣ XVIII вѣка; въ началѣ XIX вѣка, Берцеліусъ, довелъ анализъ сухимъ пу- темъ до топ высоты, на которой онъ стоитъ и теперь. Для развитія химіи болѣе споспѣшествовали другіе отрасли хи- мическаго анализа. Качественный анализъ мокрымъ путемъ развился первоначально также изъ запроса жизни — необ- ходимы были анализы минеральныхъ водъ. Къ концу XVII вѣка знакомство (въ особенности Бойля) съ реакціями отдѣль- ныхъ веществъ въ растворахъ было весьма значительное. Какъ искусныхъ аналитиковъ третьей четверти XVIII вѣка приходится назвать Бергмана и Шееле. Бергманъ, все еще на томъ же объектѣ, при изслѣдованіи естественныхъ ми- неральныхъ водъ, придалъ анализу мокрымъ путемъ тотъ общій видъ пріемовъ и систематическій характеръ, который
33 анализъ сохранилъ до сихъ поръ. Шееле обогатилъ анали- тическую химію множествомъ реакцій, бывшихъ слѣдствіемъ многочисленныхъ и важныхъ открытій многихъ элементовъ, равно какъ ихъ изслѣдованія. Значительно позднѣе, быть можетъ вслѣдствіе господ- ствовавшихъ тогда теоретическихъ представленій, разви- лись методы количественныхъ опредѣленій. Въ семидеся- тыхъ годахъ прошлаго вѣка, съ одной стороны изслѣдова- ніе химическаго сродства, съ другой стороны, дѣятельность Лавуазье указали на неотложную необходимость подобныхъ опредѣленій. Этотъ ученый и его ближайшіе послѣдователи много сдѣлали въ этомъ отношеніи, преимущественно по анализу кислотъ. Для сужденія о вѣрности анализовъ Ла- вуазье, приведемъ нѣкоторыя изъ его опредѣленій, причемъ въ скобкахъ выставимъ вѣрныя числа. Углекислота заключаетъ 28°/0 углерода (27,5). 72°/0 кислорода (72,5). Азотная кислота • 20,5°/о азота (25.9). 79,5“ „ кислорода (74,1). Фосфорная кислота » 39,4°/О оосФОра (43,7). 60,6°/о кислорода (56,3). Количественнымъ составомъ солей ближайшіе послѣдо- ватели Лавуазье мало занимались. На эту сторону количе- ственныхъ изысканій обратилъ особенное вниманіе Бергманъ и приложилъ результаты анализовъ солей какъ доказатель- ство своихъ воззрѣній на химическое сродство. Анализы Бергмана неточны. Нужно имѣть въ виду, что производство количественныхъ опредѣленій въ то время было обставлено большими трудностями. Истиннаго качественнаго состава солей послѣдователи теоріи флогистона не знали. О томъ, что такое химическое соединеніе, какъ мы вскорѣ увидимъ, тоже еще не имѣли яснаго представленія. По этимъ при- чинамъ нерѣдко анализировали нечистыя вещества и не имѣли никакихъ критеріевъ, развѣ только совпаденіе цифръ, для повѣрки анализовъ. Бергманъ много сдѣлалъ для усо- вершенствованія количественнаго анализа солей; онъ пер- вый предложилъ переводить элементъ, количественно опре- дѣляемый, въ его наиболѣе легко получаемыя соединенія по- стояннаго состава. Не смотря на это, какъ указано, ана- з
34 лизы Бергмана неточны. Вотъ нѣсколько примѣровъ, при- чемъ въ скобкахъ стоятъ правильныя цифры. Желѣзный купоросъ заключаетъ 23°/О закиси желѣза (25,9), 39% сѣрнаго ангидрида (28,8} и 38®/О воды (45,3). Известковый шпатъ заключаетъ 55° 0 извести (56), 34° 0 кислоты и 11°/0 воды (углекислоты въ шпатѣ ЫпІт воды же вовсе не находится). Авторитетъ имени Бергмана былъ однако такъ великъ въ то время, что его невѣрнымъ анализамъ придавали боль- шее значеніе, чѣмъ лучшимъ анализамъ, тогда извѣстнымъ. Таковы напр. были анализы многихъ солеи, сдѣланные Вен- целемъ (1777). Въ послѣднее десятилѣтіе XVIII вѣка ана- лизами солеи занимались Кпрванъ въ Англіи и Рихтеръ въ Германіи; тотъ и’другой дали болѣе невѣрные анализы чѣмъ Венцель. Работы Венцеля и Рихтера скоро были забыты и вообще наступилъ перерывъ въ изслѣдованіи количествен- наго состава солеи. Берцеліусъ ’) приписываетъ это обстоя- тельство теоріп Лавуазье, отвлекшей вниманіе химиковъ отъ изученія этого вопроса. Упрекъ не вполнѣ заслуженъ: мы здѣсь видимъ обычное вліяніе новыхъ теорій, на первое время всегда болѣе пли менѣе односторонне направляющихъ работы ученыхъ. Данныхъ для вывода закона уже было до- статочно и съ работъ Рихтера начинается исторія открытія закона постоянства состава. / Законъ постоянства состава. Рихтеру (I. I). Еісіііег — онъ былъ сначала пробиреромъ въ Бреславлѣ, затѣмъ техникомъ на фарфоровой фабрикѣ ьъ Берлинѣ) химія обязана установленіемъ многочисленныхъ правильностей въ составѣ химическихъ соединеній. Онъ предложилъ выдѣлить ту часть химіи, которая разсматри- ваетъ составъ химическихъ соединеній, и назвать ее стехіо- метріей пли искусствомъ измѣренія химическихъ элемен- товъ2). Много правильностей‘указано и въ журналѣ, кото- рый онъ издавалъ 3). Мы уже говорили, что на выводы Рих- ') ТЬёогіе <1ез ргорогііопв сііішіднее стр. 4. а) Такъ и озаглавлена изданная имъ книга: АпГаііоз^гіішІе йег 5іб- сіііотеігіе ойег Мсззкипзі сііетіесііег Еіетеиіе. 1793. 8) ПеЬег <]іе пеней Оерчшвіащіе гіег Сііетіе. 1793—18СЗ.
35 тера не обратили вниманія: нгі Рихтера, какъ па одного изъ послѣдователей теоріп флогпстона, смотрѣли какъ на отста- лаго; быть можетъ незнакомству химиковъ съ его пзслѣ іо- ваніямп также способствовалъ трудно понятный языкъ его мемуаровъ, равно какъ п то, что опытный матеріалъ скры- вался между множествомъ вычисленіи предполагаемыхъ пра- вильностей. Сдѣланное Рихтеромъ было выведено изъ заб- венія Фишеромъ (переводчикомъ сочиненій Бертолле) и вполнѣ оцѣнено Берцеліусомъ. На первый разъ мы приве- демъ лпшь немногіе пзъ выводовъ Рихтера. Исходя пзъ наблюденія, что растворы двухъ среднихъ солей, послѣ обмѣннаго разложенія остаются средними, Рих- теръ сдѣлалъ цѣлый рядъ выводовъ: 1) что должны «суще- ствовать опредѣленныя вѣсовыя отношенія между состав- ными частями нейтральныхъ солей» — этотъ выводъ выска- зываетъ законъ постоянства состава; 2) изъ вышеприведен- наго наблюденія далѣе выведено, что количество кислоты, бывшее въ соединеніи съ первымъ основаніемъ, вполнѣ на- сыщаетъ іг второе основаніе, плп обратно, количества двухъ кислотъ, насыщающихъ одно какое пибудь основаніе, будутъ стоять въ томъ же отношеніи другъ къ другу, каково бы ни было это основаніе. Это послѣднее положеніе много- образно примѣнялось Рихтеромъ: на немъ онъ основалъ возможность непрямыхъ опредѣленій въ анализѣ, равно какъ повѣрку, впервые теоретическую, самихъ анализовъ. Въ особенности этимъ положеніемъ воспользовался Берцеліусъ для вывода атомнаго состава соединеній согласно атомиче- ской теоріи. Тамъ, мы еще должны будемъ указать па но- вые выводы Рпхтера и только тогда будемъ въ состояніи выяснить всю важность приведенныхъ простыхъ положеніи Рихтера. Казалось-бы послѣ сказаннаго, что законъ постоянства состава найденъ: но, припомнивъ, что работы Рихтера остав- лены были современниками безъ вниманія, неудивительно, что указанный законъ не безъ борьбы получилъ право граж- данства въ наукѣ. Мало того, во время борьбы оказалось, что п самое представленіе о томъ, что такое химическое сое- диненіе, требовало еще установленія. Па развитіи этого понятія нужно будетъ сначала нѣсколько остановиться. *
36 Современное опредѣленіе того, что такое химическое соединеніе, основывается на постоянствѣ состава и на по- стоянствѣ свойствъ соединенія. Относительно втораго изъ приведенныхъ признаковъ, было собрано много данныхъ въ послѣднюю четверть XVIII вѣка; свойства химическихъ соединеній изучались издавна, а между тѣмъ названіе «хими- ческое соединеніе» еще не употреблялось, хотя представле- ніе должно было уже давно зародиться въ умахъ химиковъ. Такъ Бойль отличаетъ вещества болѣе сложныя отъ болѣе простыхъ по составу и даже въ сложныхъ веществахъ ука- зываетъ иногда ближайшія и болѣе отдаленныя составныя части. Бургаве особенно настаиваетъ на томъ, что при обра- зованіи химическаго соединенія, изъ двухъ или нѣсколь- кихъ тѣлъ, дѣйствительно происходитъ совершенно новое вещество, а не Просто лишь хорошее смѣшеніе употреблен- ныхъ веществч>. Хотя названіе еще не дано, но постепенно понятіе о химическомъ соединеніи укоренялось. Вскорѣ стали отличать растворъ отъ химическаго соединенія: напр. Лавуазье растворъ называетъ <о!иііон, тогда какъ химиче- ское соединеніе у него иногда называется йігвоіиііоп, чаще соіпѣіпаіяоп. Вся ученая дѣятельность Лавуазье, Бергмана и многихъ другихъ химиковъ послѣдней четверти XVIII в. была бы непонятною, если отказать имъ въ сознаваніи того, что такое химическое соединеніе, и что эти соединенія обла- даютъ постояннымъ составомъ. Тѣмъ удивительнѣе, что въ 1800 году извѣстный Бертолле, главнымъ образомъ на осно- ваніи своихъ воззрѣніи касательно природы химическаго сродства, предмета, который придется разсмотрѣть далѣе, сталъ указывать, что вещества могутъ во всѣхъ отноше- ніяхъ соединяться другъ съ другомъ. По мнѣнію Бертолле *), какъ растворы, такъ и химиче- скія соединенія суть проявленія одной и той же силы хи- мическаго сродства; образованіе тѣхъ пли другихъ обуслов- ливается лишь степенью этой силы, которая при образова- ніи ихъ прилагается. Подобно растворамъ, и химическія соединенія могутъ представлять случаи всевозможныхъ, ’) С. ВегП’.оІІеЬ. Евеаі <1е віаНцие сіііпііцие. Рагіз 1?03 Зссііоп V: сіев ІітіСев <іе Іа сотЬіпаіздп.
37 между нѣкоторыми предѣлами, вѣсовыхъ отношеніи: это бу- детъ въ томъ случаѣ, когда сила химическаго сродства мо- жетъ безпрепятственно проявлять свое дѣйствіе. Примѣры такого безпрепятственнаго проявленія силы сродства, Бер- толле видѣлъ въ способностп металловъ образовать сплавы, въ способностп составныхъ частей стекла давать при сплав- леніи стекла весьма разнообразнаго состава; наконецъ такое же проявленіе силы сродства онъ принималъ въ образованіи нѣкоторыхъ минераловъ, особенно силикатовъ. Такому не- ограниченному проявленію силы сродства обыкновенно пре- пятствуютъ физическіе дѣятели, напр. способность соединенія образовать кристаллы, летучесть его или трудная раствори- мость п пр. Если эти дѣятели принимаютъ участіе въ образо- ваніи химическаго соединенія, то, по мнѣнію Бертолле, въ этихъ условіяхъ могутъ образоваться соединенія постояннаго состава. Постоянство состава являлось, какъ частный случаи, для нѣкоторыхъ соединеній элементовъ, тогда какъ другія ихъ соединенія могли быть и непостояннаго состава. Эти теоре- тическія представленія Бертолле старался подтвердить опы- тами невысокаго достоинства, какъ это далѣе будетъ видно. Совершенно противоположнаго мнѣнія былъ и опредѣленно высказалъ (въ 1799 г.) законъ постоянства состава Пру (ѣ. Ргоиві), французскій ученый, но проведшій большую часть жизни въ Испаніи профессоромъ химіи. Пру вывелъ разсматриваемый законъ, произведя анализъ естественной углекислой мѣди: растворивъ минералъ въ азотной кислотѣ и осадивъ углекаліевой солью, какъ для насъ теперь совер- шенно естественно, онъ получилъ количество углемѣдной солп одинакое съ тѣмъ, которое было взято для растворе- нія. Пру распространилъ вскорѣ положеніе о постоянствѣ состава и на тѣ случаи, гдѣ металлъ давалъ нѣсколько сте- пеней соединенія: это онъ показалъ на кислородныхъ соединеніяхъ олова (1800) и на сѣрнистыхъ соединеніяхъ желѣза (1802). Во всѣхъ этихъ случаяхъ хорошими ана- лизами онъ установилъ, что составъ соединеній двухъ элементовъ измѣняется не постепенно, но скачками. От- крывъ гидраты окисей металловъ, онъ указалъ, что вода въ этомъ случаѣ об; азуетъ ппе сошЪіпаізоп гёеііе, а не на- ходится въ томъ состояніи, какъ въ растворахъ.
38 Изслѣдованія Пру вызвали важную въ исторіи химіи полемику. Бертолле, указывая на свои теоретическія пред- ставленія, возражалъ Пру, приводя въ доказательство случаи соединеніи перемѣннаго состава напримѣръ при обра- зованіи нерастворимыхъ основныхъ солеи дѣйствіемъ ще- лочей, когда перемѣнное количество кислоты переходитъ въ осадокъ; онъ приводилъ также, что степени окисленія ртути представляютъ перемѣнный составъ. Пру, точнѣй- шимъ образомъ доказалъ, что опыты Бертолле оши- бочны, и ошибки опытовъ состоятъ въ томъ, что Бертолло, не признавая постоянства вѣсовыхъ отношеніи, не старался о достаточномъ очищеніи анализируемыхъ веществъ и ана- лизировалъ смѣси, а не чистыя соединенія. Споръ о законѣ постоянства состава продолжался до 1808 года: побѣда осталась на сторонѣ Пру. Многочисленными, какъ его соб- ственными, анализами химическихъ соединеній, такъ и ана- лизами многихъ минераловъ, сдѣланныхъ во Франціи Воке- леномъ, въ Германіи—Клапротомъ, подтверждалось воззрѣніе Пру. Въ 1807 году появилось знаменитое изслѣдованіе Гэ- .Іюссака надъ объемами соединяющихся газовъ (—будетъ разсмотрѣно іалѣе), въ которомъ было доказано постоянство объемовъ соединяющихся газовъ. Всѣ эти изслѣдованія, равно многочисленнѣйшіе анализы Берцеліуса, содѣйствовали тому, что примѣрно около 1810 г. законъ постоянныхъ отношеній со- единяющихся элементовъ считался точно доказаннымъ. Не могу не сдѣлать бѣглаго замѣчанія, что историки химіи, указывая на важность для науки полемики между Бертолле и Пру, не упускаютъ замѣтить, что споръ этотъ отличается какъ съ той, такъ и съ другой стороны, не только остроуміемъ, талантомъ, но и полнымъ уваженіемъ споря- щихъ другъ къ другу и, какъ слѣдствіемъ, приличіемъ тона полемическихъ статей. П дѣйствительно, на эту особенность указывать должно, потому что исторія химіи намъ пред- ставитъ большее число противоположныхъ пріёмовъ полемики. Такимъ образомъ, одинъ пзъ важнѣйшихъ химическихъ закоповъ, законъ постоянства состава, былъ введенъ въ науку. Быть можетъ не излишнимъ однако покажется под- вергнуть обсужденію вопросъ о томъ, достаточпою-ли точ- ностью обладали химическіе методы, употребленные химп-
39 ками начала нашего столѣтія, для доказательства столь важнаго закона постоянства состава. Точно также ы другой вопросъ представляетъ важность, а именно: представляется- лп законъ постоянства состава математически точнымъ, даже безъ ничтожныхъ отклоненій? Замѣчательнымъ образомъ, по совсѣмъ иному поводу, а именно по случаю опытной провѣрки взглядовъ объ единствѣ матеріи, въ самое новѣй- шее время, пришлось провѣрить вышенамѣченные вопросы. Рѣшеніе пхъ было дано псскуснымп руками бельгійскаго уче- наго Стаса ’). Вѣрность закона постоянства состава была испытана имъ двояко. Въ одномъ рядѣ опытовъ опредѣляли количество серебра, потребное для осажденія хлора въ хлорпстомъ аммоніѣ. Для изученія возможнаго вліянія условій на составъ образующагося соединенія, хлористый аммоній приготовлялся обыкновеннымъ путемъ, но затѣмъ сублимиро- вался или при обыкновенномъ давленіи пли въ безвоздушномъ пространствѣ; точно также осажденіе хлористаго серебра со- вершалось какъ при обыкновенной температурѣ такъ и при 100°. Чтобы сдѣлать возможныя отступленія отъ закона боль- шими, для опыта употреблялись измѣняющіяся количества, отъ 6 до 40 граммовъ хлористаго аммонія—количества весьма большія. Результатъ 12-ти опытовъ былъ слѣдующій: 100 грамм. серебра, растворенные въ азотной кислотѣ, требовали для осажденія отъ 49,602 до 49,593 грамм. хлористаго аммо- нія. Въ среднемъ, какъ явствуетъ изъ этихъ опытовъ, можно ручаться, что составъ хлористаго серебра постояненъ до “Ооооо по вѣсу т- е- Д° того предѣла, который обусловли- вается неизбѣжными ошибками наблюденій. Во второмъ рядѣ опытовъ,хлорноватпстое серебро А^СЮ., переводилось въЛ^СЬ бромноватпстое » А^ВгО3 » » АцВг, іодноватистое » АрІ03 »’ » А^ѣ, при помощи сѣрнистаго газа. Оказалось, что дѣйствительно въ галоидныхъ соединеніяхъ серебра Находятся тѣже коли- ч ства серебра и галоида какъ и въ кислородныхъ соеди- неніяхъ, изъ которыхъ исходили. Ошибка здѣсь доходила лишь до ’/Іооао0части по вѣсу. Это доказываетъ неизмѣняемость ’) Д. 8іав. ипіегяисЬпп^еп ііЬег (Ііе Севеіге <1ег еЬетізсІіеп Ргорог- Йоши, ііЬеічеШ ѵоп Агопвіеіп. Иеіргі{;. 1867.
40 вышеприведенныхъ вѣсовыхъ отношеній серебра, галоида и кислорода, входящихъ въ составъ соединеній. На основаніи этихъ опытовъ можно сдѣлать выводъ, что законъ посто- янства состава химическихъ соединеній есть законъ мате- матически точный; онъ не представляетъ никакпхъ исклю- ченій. Законъ кратныхъ отношеній. Еще законъ постоянныхъ отношеній не былъ вполнѣ установленъ, какъ уже англійскій химикъ Дальтонъ (Л. Ііаііои) высказалъ одновременно и законъ кратныхъ отношеній и атомическую гипотезу. Ознакомимся сначала съ фактиче- скимъ матеріаломъ, легшимъ въ основу закона кратныхъ от- ношеній. Для насъ теперь кажется совершенно яснымъ, что будь законъ постоянныхъ отношеній установленъ, пзъ него слѣдуетъ, какъ непосредственный выводъ, законъ кратныхъ отношеній. Между тѣмъ мы здѣсь имѣемъ доказательство того, какъ не легко даются выводы, которые намъ кажутся очевидными. Два ученыхъ, Пру и Берцеліусъ, имѣвшіе столь значительное вліяніе на установленіе закона посто- янныхъ отношеній, не разъ апалпзпруя различныя степени окисленія металловъ, были весьма близки къ открытію за- кона кратныхъ отношеній. По, быть можетъ потому, что эти ученые небыли побуждаемы теоретическимъ воззрѣніемъ, имъ не случилось ни разу вычислить анализы нѣсколькихъ соединеній одного металла такимъ образомъ, что вѣсъ ме- талла въ простѣйшемъ соединеніи взять за единицу, отно- сительно которой разчислпть количества другихъ элемен- товъ; находящихся въ соединеніяхъ. Какъ открытъ Дальто- номъ законъ кратныхъ отношеніи неизвѣстно; открылъ-ли онъ этотъ законъ путемъ сличенія опытныхъ данныхъ плп обратно, теоретическія представленія заставили его искать этого закона—теперь сказать нельзя. Первыя указанія на законъ кратныхъ отношеній появплпсь въ кнпгѣ Эдинбург- скаго профессора Т. Томсона ’) который изъ разговора съ ’) Я пользовался Французскимъ переводомъ, вувіёте де сііітіе де Тіі. Тіютвоп Ігадиіі рав М. Э. КіГГаиІЬ, ргеседё д’ипе іпігодисііоп де М. С. ВегіЬоІІеі. Рагів. 1809. Занимающее насъ мѣсто находится въ V’ томѣ стр. 291 и сдѣд.
41 Дальтономъ узналъ объ его открытіи и, въ виду важности этого открытія, публиковалъ его. Зачаткп атомическаго уче- нія у Дальтона должно отнести уже къ 1803 году. Самъ Дальтонъ изложилъ это ученіе въ 1808 году '). Въ книгѣ Томсона говорится лишь объ окислахъ азота, которымъ онъ придавалъ атомный составъ: Х20 для закиси, ХО для окпсп азота, ХО2 для азотной кислоты, какъ подтверждаю- щихъ законъ кратныхъ отношеній. Позже Дальтонъ указалъ, что ему были извѣстны и соотношенія между этиленомъ П4С„ и болотнымъ газомъ Н4С (для которыхъ тогда Даль- тонъ употреблялъ ‘формулы СН2 и СП,). Не только для газообразныхъ веществъ, которыми преимущественно зани- мался Дальтонъ, вскорѣ послѣ опубликованія атомической теоріп, нашли, что законъ кратныхъ отношеній прилагается и къ солямъ. Въ 1808 г. Т. Томсонъ и Волластонъ (ѴѴоІІа- яіоп), каждый самостоятельно, изслѣдовали щавелевокислыя соли и показали, что щавелевая кпслота съ щелочами обра- зуетъ среднія и кпслыя соли, причемъ составъ послѣднихъ повинуется закону кратныхъ отношеній. Употребляя нѣ- сколько позднѣйшія формулы Берцеліуса, составъ щавелево- кислыхъ солей калія будетъ слѣдующій: средняя соль КО,С.,О3і двухкислая соль КО,2С2О3, четырехкпслая соль КО,4СаО3. Тоже было доказано Волластономъ для среднихъ и кислыхъ сѣрнокислыхъ солеи, а также для среднихъ и кислыхъ угле- кислыхъ солей щелочныхъ металловъ. Къ быстротѣ распространенія и принятія закона крат- ныхъ отношеній, въ особенности много, способствовали опыт- ныя изслѣдованія Ге-Люссака и Берцеліуса. Гэ-Люссакъ (Лозеріі Боніз Сау-Іліязас), профессоръ и членъ Парижской Академіи Наукъ, пэръ Франціи на склонѣ лѣтъ, въ началѣ девятнадцатаго столѣтія быстро прославился многими изслѣдованіями надъ газами. Въ 1802 году онъ открылъ законъ, носящій его имя, законъ расширенія га- зовъ въ зависимости отъ температуры. Въ 1805 году (въ сообществѣ съ А. Гумбольтомъ) онъ доказалъ, что объем- ный составь воды совершенно точно отвѣчаетъ отношенію 1 об. кислорода на 2 об. водорода. Въ 1807 году появи- *) Въ сочиненіи Иеіѵ вузіегп оі’ сііетісаі рііііоэорііу ѣопсіоп.
42 лась его знаменитая статья о соединеніи газообразныхъ ве- ществъ между собою Гэ-Люссакъ установилъ, что суще- ствуютъ простыя отношенія, какъ между объемами соеди- няющихся газовъ, такъ и между суммою объемовъ газовъ, вступившихъ въ соединеніе, и объемомъ происшедшаго со- единенія въ газообразномъ и парообразномъ состояніи. Напр. 2 об. Н п 1 об. О даютъ 2 об. водянаго пара; 1 об. С1, соединяясь съ 1 об. Н, даетъ 2 об. хлористаго водорода; 3 об. водорода и об. азота даютъ 2 об. амміака п т. д. Изслѣдованія Гэ-Люссака послужили нетолько подтвержде- ніемъ для законовъ постоянныхъ п кратдыхъ отношеній, но также и для установленія атомической гипотезы, которая, какъ мы далѣе разсмотримъ, въ значительной мѣрѣ, восполь- зовалась этимп изслѣдованіями. Послѣдній рядъ точнѣйшихъ наблюденій, для установ- ленія закона кратныхъ отношеній, внесъ Я. Берцеліусъ (ЛасоЪ Веггеіінз 1779—1848), поднявшій химію въ Шве- ціи до небывалой до него высоты. Берцеліусъ выучился химіи въ Упсальскомъ университетѣ; съ 1806 года онъ уже былъ профессоромъ химіи въ медицинской школѣ въ Сток- гольмѣ, а съ слѣдующаго года членомъ Академіи Наукъ тамъ-же. Славныя его работы вскорѣ доставили ему мѣсто члена почти во всѣхъ Европейскихъ Академіяхъ. Достойному продолжателю творенія Лавуазье, Берцеліусу, химія обязана своимъ быстрымъ развитіемъ; но важности совершеннаго имъ, мы лишь постепенно можемъ ознакомиться съ тѣмъ, что онъ сдѣлалъ для химіи. Первыя два десятилѣтія XIX в., Бер- целіусъ неустанно былъ занятъ опытами для подкрѣпленія законовъ постоянныхъ п кратныхъ отношеній. Въ Аппаів о! рІіііо8ор1іу (Т. Томсона) на англійскомъ языкѣ, въ Анналахъ Гильберта (СіІЪегГз Аппаіеп) и отчасти въ журналѣ Швейгера (Йсіпѵе'щег’аВеіігауе хнг РІіуяік ншІСкепііе) на нѣмецкомъ языкѣ за это время появляется цѣлый рядъ его статей подъ об- щимъ заглавіемъ: Опытъ установленія опредѣленныхъ и про- стыхъ отношеніи, по которымъ соединяются составныя части неорганической природы 2). Не осталось, съ теченіемъ вре- ') Метоігев гіе Іа еосіёіё б’АгсиеіІ, II р. 207. ’) ОіІЬегі Апп 37; 249, 415; 38, 161; 40, 162 и 235.
43 мепіі, ни одного элемента, котораго въ изслѣдованіи не затронула бы рука Берцеліуса п не было бы имъ дано до- казательство приложимости закона постоянныхъ и кратныхъ отношеній къ его соединеніямъ Множество новыхъ соединеній различнѣйшихъ элементовъ, къ тому же анализированныхъ новыми точными методами количественнаго анализа, легли въ основу закона кратныхъ отношеній. Многочисленныя изслѣдо- ванія Берцеліуса помѣщены частью въ упомянутыхъ химиче- скихъ журналахъ частью въ ежегодныхъ отчетахъ объ успѣ- хахъ химіи (1822 — 1«47), представляемыхъ Стокгольмской академіи наукъ *), частью въ многочисленныхъ изданіяхъ его руководства химіи 2), переведеннаго на многіе европейскіе языки. Наиболѣе цѣльно разсмотрѣлъ Берцеліусъ вопросы, касающіеся кратныхъ отношеній, атомистической и электро- химической теорій въ увлекательно написанномъ сочиненіи «Тііёогіе сіез ргорогііопз сйішідиез» 3). При изложеніи ато- мистической теоріи мы отводимъ Берцеліусу первенствую- щее мѣсто и изложеніе самой теоріи сдѣлаемъ по 2-му фран- цузскому изданію его теоріи химическихъ отношеній. Какъ мы уже упоминали, законъ кратныхъ отношеній вытекаетъ пзъ закона постоянныхъ отношеній, а потому и • къ нему приложимы, для его провѣрки, изслѣдованія Стаса- По этой причинѣ можно и здѣсь указать на выводъ Стаса, что законъ кратныхъ отношеній есть законъ математически точный; онъ также не представляетъ исключеній. ’) Переводъ на нѣмецкій языкъ сдѣланъ Велеромъ, который пере- велъ и его руководство. На Французскомъ имѣются ежегодники отъ 1840 по 1847 годъ ’) БеінЬпсІі й. Сііетіе, нЬегвеІгі ѵоп Г. ІѴбЫег. Цитировать я буду- 5-е изданіе 1835—1838 гг. ') Это сочиненіе выдержяло два французскихъ изданія въ 1819 и 183т> гг., впослѣдствіи оно вошло въ составъ вемѣцкаго перевода ру- ководства Берцеліуса; есть шведское и нсмѣцкое изданія.
ГЛАВА IV. Атомическая теорія, ч Представленіе о строеніи вещества, какъ состоящемъ изъ мельчайшихъ недѣлимыхъ частичекъ, зародилось і.ъ глубокой древности. Высказанная Лепцпппомъ и Демокри- томъ (IV в. до Р. X.), воспринятая эпикурейцами, воспѣтая Лукреціемъ (ііе иаіига гегиш), атомическая теорія вещества вновь возродилась въ XIX столѣтіи, не изъ умозрѣнія какъ у древнихъ философовъ, но для объясненія собранныхъ хи- миками фактическихъ данныхъ. Попытки примѣнить эту тео- рію уже были дѣлаемы и въ XVIII столѣтіи: мысль о фи- зическомъ строеніи вещества, какъ состоящемъ пзъ мель- чайшихъ частичекъ мы встрѣчаемъ у Лавуазье и многихъ физиковъ; англійскіе ученые, Кирванъ (Кігіѵаи) и Гюггинсъ (Ни§2ІИ8), сдѣлали первыя несовершенныя попытки примѣ- ненія атомической гипотезы въ химіи. Открывъ законы крат- ныхъ отношеній, Дальтонъ высказалъ атомическую теорію въ примѣненіи къ объясненію химическихъ явленій. Бла- годаря работамъ нѣсколькихъ ученыхъ, въ особенности ж< Берцеліуса, атомическая теорія между 1813 — 1818 годами сдѣлалась общепринятою. Въ напболѣе совершенномъ видѣ эта теорія является выработанною у того же ученаго—сло- вами Берцеліуса мы ее и изложимъ. Атомическая гипотеза принимаетъ, что тѣла не пред- ставляютъ безконечной дѣлимости, но, что при попыткѣ дѣ- ленія, въ копцѣ концовъ, получаемъ частички, которыя не могутъ быть раздѣлены далѣе употребленіемъ механиче- скихъ средствъ. Эти послѣднія частички и суть атомы: Ихъ величина недоступна нашимъ чувствамъ, вѣроятно атомы
имѣютъ форму сферъ, такъ какъ эту форму принимаетъ ве- щество неподверженное дѣйствію постороннихъ силъ. Атомы сложныхъ тѣлъ болѣе атомовъ простыхъ тѣлъ и образуются сопоставленіемъ или соположеніемъ (щхіарочііоп) атомовъ простыхъ тѣлъ. Сложные атомы, по степени сложности, пред- ставляютъ нѣсколько порядковъ. Сложные атомы перваго 1 порядка составляются атомами элементовъ, причемъ бы- ваютъ двухъ родовъ: неорганическіе атомы, заключающіе преимущественно два элемента, п органическіе атомы, за- ключающіе не менѣе трехъ элементовъ. Сложные атомы вто- раго порядка составляются атомамп перваго^порядка и т. д. Напр. ѣдкое кали КО и сѣрная кпслота ?О3* представляютъ атомы перваго порядка, а продуктъ пхъ соединенія, сѣрно- кислое калп КО,8О3, атомъ втораго порядка. Число поряд- ковъ атомовъ неизвѣстно; при возвышеніи порядка атома, быстро уменьшается сила химическаго сродства, обусловли- вающая его образованіе. Число атомовъ нпсшпхъ порядковъ, входящихъ въ составъ атомовъ высшихъ порядковъ, всегда весьма простое: I атомъ соединяется съ 1, 2, 3, и т. д. элементами или же 2 атома элемента соединяются съ 3, 5, 7 атомамп другаго элемента. Данныя эти выведены пзъ опытовъ, которые будутъ тотчасъ описаны. Первый рядъ соединеній атомовъ, въ порядкѣ натуральныхъ чиселъ, былъ названъ для краткости, рядомъ сѣры, такъ какъ Берцеліусъ принималъ, что степени окисленія сѣры отвѣчаютъ этому ряду. Впослѣдствіи, тоже изъ опыта, былъ прибавленъ къ вышеприведеннымъ двумъ рядамъ, изображающимъ отноше- ніе соединяющихся атомовъ, рядъ азота, въ которомъ число атомовъ какого нибудь элемента К и напр. кислорода измѣняется слѣдующимъ образомъ: К,0 ПО П203 К2О5 Подобно простымъ атомамъ сложные атомы перваго по- рядка соединяются между собою также въ простыхъ отно- шеніяхъ. Максимальное количество соединяющихся атомовъ Берцеліусъ принималъ равнымъ 12, руководствуясь сфери- ческой формой атомовъ. Остановимся па обсужденіи приве- денныхъ положеніи атомической гипотезы. Поставленная для объясненія закона постоянства отно-
46 піеній и закона кратныхъ отношеній, атомическая гппотез дѣйствительно дѣлаетъ эти законы неизбѣжно изъ нея вы- текающими. Атомы элементовъ входятъ въ соединенія съ постояннымъ, присущимъ имъ, вѣсомъ, стало быть л хими- ческія соединенія доляіны имѣть постоянный составъ. Съ другой стороны, если одпнъ элементъ соединяется въ нѣ- сколькихъ отношеніяхъ съ другимъ, т. е. когда одпнъ атомъ соединяется постепенно съ нѣсколькими другими атомами, составъ соединенія долженъ измѣняться не постепенно, но скачками т. е. должепъ имѣть примѣненіе законъ кратныхъ отношеній. Нужно однако указать и на несовершенство этихъ положеній и на ихъ отличія отъ современныхъ воз- зрѣній. Такъ Берцеліусъ, Дальтонъ и всѣ первые атомисты принимаютъ присутствіе въ тѣлахъ только одного рода про- стѣйшихъ частичекъ т. е. атомовъ; мы вскорѣ увидимъ не- удобство этого, правда, простѣйшаго, представленія. Не- удобства и противорѣчія, изъ этого проистекающія, не были побѣждены Берцеліусомъ: впослѣдствіи пхъ устранили при- нятіемъ въ тѣлахъ простѣйшихъ' частичекъ івоякаго рода т. е. частицъ въ свою очередь, состоящихъ изъ атомовъ. Далѣе, принимая сопоставленіе пли соположеніе атомовъ прп пхъ соединеніи, первые атомисты далеки также были отъ современныхъ представленій, требующихъ допущенія огром- ныхъ разстоянііі между центрами тяжести атомовъ и тре- бующихъ различныхъ видовъ движенія какъ частицъ, такъ п самихъ атомовъ. Впрочемъ, при соображеніяхъ касательно физическаго строенія вещества, Берцеліусъ, подобно Ла- вуазье, предполагалъ, что атомы подпадаютъ отталкиваю- щей силѣ теплорода. Замѣтимъ также, что опредѣленіе ряда окисленія для каждаго элемента, равно какъ опредѣленіе максимальнаго количества присоединяющихся элементовъ, представляютъ вопросы, подобные тѣмъ, которые обсуждаетъ и современная теорія атомности элементовъ. Вотъ какъ давно уже дѣлались первыя ‘попытки рѣшенія подобныхъ вопросовъ. Предшествующія замѣчанія вызваны непосред- ственно атомической теоріей Берцеліуса, нѣсколько далѣе мы еще коснемся вопроса объ атомическомъ строеніи ве- щества.
47 Опредѣленіе числа атомовъ въ соединеніи. При опредѣленіи числа атомовъ въ соединеніи не имѣется возможности опредѣлить абсолютное число пхъ, хотя по- пытки подобныхъ вычисленій были предпринимаемы въ по- слѣднее время. Для химика нужно и важно знать лишь от- носительное число атомовъ элементовъ, входящихъ въ со- ставъ даннаго соединенія, причемъ за единицу избирается число атомовъ того элемента, котораго въ соединеніи наи- меньше. Дальтонъ, а за нимъ и Т. Томсенъ, полагали, во- просъ о числѣ атомовъ въ соединеніи рѣшить путемъ тео- ретическихъ предположеніи: они полагали, что если два элемента образуютъ лишь одно соединеніе, то въ немъ бу- детъ по одному атому каждаго элемента. Произвольность подобнаго положенія очевидна: столь различныя по атом- ному составу соединенія, какъ напр. хлористый водородъ, вода, амміакъ, Дальтонъ принималъ одинаковаго атомнаго состава и заключающими по одному атому каждаго эле- мента. Если элементъ образовалъ нѣсколько соединеній, то, по Дальтону, происходило соединеніе одного атома послѣ- довательно съ 1, 2. 3 и т. д., атомами другаго элемента. Путь Дальтона для опредѣленія числа атомовъ въ соедине- ніи, не имѣя за собой никакихъ теоретическихъ основаній, представляетъ полнѣйшій произволъ. Лучше для опредѣленія числа атомовъ въ соединеніи избрать путь опытный: Берцеліусу принадлежитъ заслуга вы- работки методовъ такихъ опредѣленій. Опытный путь также полонъ трудностей и безъ нѣкоторыхъ предварительныхъ допущеній не можетъ быть приложенъ для рѣшенія постав- леннаго вопроса. Непосредственныя данныя анализа какого нпбудь соединенія безсильны указать относительное чпсло атомовъ элементовъ, входящихъ въ составъ этого соедине- нія. Методы, которые былп примѣнены Берцеліусомъ, мы Расположимъ въ хронологическомъ порядкѣ пхъ примѣненія, чтобы виднѣе было, какъ оип развивались п насколько уве- личивалась точность вывода числа атомовъ въ соединеніяхъ. 1-й Методъ. Опредѣленіе отношенія количества кислорода въ основаніи къ количеству кислорода
48 въ кислотъ. Пріемъ основанъ на анализахъ солеи; для его поясненія намъ нужно будетъ сдѣлать нѣсколько историческихъ указаній. Еще въ 1767 году Кэвендишъ имѣлъ ясное понятіе объ эквивалентности основаніи, ука- зывая на эквивалентныя количества ѣдкаго кали и извести, насыщающія одно и тоже количество кислоты. II понятіе, и слово эквивалентность введены Кэвендпші мъ. Дальнѣй- шій шагъ сдѣланъ былъ Рихтеромъ, какъ выводъ все пзъ того же, отчасти разсмотрѣннаго намп наблюденія, что двѣ среднія соли, послѣ совершившагося обмѣннаго разложенія, даютъ вновь средній растворъ (стр. 35). Изъ этого положе- нія, которое прежде звали закономъ нейтральности, прямо вытекаетъ понятіе объ эквивалентности кпслотъ и основа- ніи: одно и тоже количество основанія насыщаетъ, хотя различныя по вѣсу, но эквивалентныя количества кислотъ; обратно, одно и тоже количество кислоты насыщаетъ экви- валентныя количества основаній. Нужно было изъ извѣст- ныхъ тогда кислотъ и основаній лппіь цѣлесообразно вы- брать одну кислоту и одно основаніе, чтобы опытомъ опре- дѣлить эквивалентныя количества всѣхъ кислотъ и осно- ваній, соединяя послѣдовательно первую со всѣми основа- ніями, а второе со всѣми кислотами. Числа Рихтера, такъ полученныя, подлежатъ разсмотрѣнію въ другой главѣ этого сочиненія. Рихтеръ пошелъ въ выводахъ еще далѣе: изслѣ- дуя вытѣсненіе однихъ металловъ другими пзъ растворовъ ихъ среднихъ солей и принимая, что средняя соль состоитъ пзъ основанія и кислоты, очевидно, что растворившійся ме- таллъ, переходя въ окись, для образованія соли, соединяется съ тѣмъ количествомъ кислорода, которое было въ окиси металла, находившагося первоначально въ растворѣ. Обоб- щая этотъ выводъ Рихтеръ могъ выставить положеніе, что основанія, образующія среднія солп съ кислотами, заклю- ' чаютъ одинаковое количество кислорода. Пораженный важ- ностью выводовъ, сдѣланшАъ Рпхтеромъ, но не удо- влетворенный его невѣрнымп анализами, Берцеліусъ уже съ 1807 года, начинаетъ собирать опытный аналитическій ма- теріалъ для подкрѣпленія этихъ положеній. Покажемъ на примѣрѣ какъ онъ примѣнялъ эти положенія для опредѣ- ленія числа атомовъ въ соединеніи.
49 Возьмемъ для примѣра опредѣленіе числа атомовъ въ сѣрной кислотѣ. Для этого Берцеліусъ исходилъ пзъ сѣр- нистаго свпнца п окислялъ его въ сѣрнокислый свинецъ. 10 гр. сѣрнистаго свпнца, заключающаго 8,651 гр. свпнца и 1,349 гр. сѣры, дали 12.65 гр. сѣрнокислаго свинца. При- соедйнплось слѣдовательно 2,65 гр. кислорода. Такъ какъ РЬ8 при этомъ переходитъ въ РЬ0.80а, то предполагается что привѣсъ кислорода распредѣляется между свпнцомъ и сѣрою. По предварительно извѣстному составу свинцовой окпси выводимъ, что пзъ этого привѣса кислорода 0,67478 граммъ идутъ на соединеніе съ 8,651 гр. свпнца для обра- зованія окпсп. Значитъ въ составѣ, сѣрнаго ангидрида на 1,349 гр. сѣры приходится 1,9752 гр. кислорода т. е. втрое болѣе (0.67478X3) чѣмъ въ окпсисвпнца. Стало быть, если для окпсп свпнца изберемъ атомный составъ РЬО, то соотношеніе атомовъ въ сѣрномъ ангидридѣ будетъ выра- жено формулой 8О3 *)• Совершенно подобнымъ же образомъ поступимъ п въ болѣе сложныхъ случаяхъ. Требуется напр. опредѣлить атом- ный составъ глинозема, по анализу безводныхъ квасцовъ. Анализъ ихъ даетъ 34,23 частей сѣрнаго ангидрида, 9,81 часть ѣдкаго кали и 10,86 частей по вѣсу глпнозема. Зная составъ сѣрнокаліевой соли, выводимъ, что въ квасцахъ на 9,81 ѣдкаго калп приходится 8,37 части сѣрнаго ангпдрпда; съ глиноземомъ стало быть соединены 25,86 части сѣрнаго ангпдрпда т. е. въ 3 раза болѣе (8,37X3) чѣмъ съ ѣдкимъ калп. Если составъ ѣдкаго калп КО, то въ составъ окпси алюминія должны входить 3 атома кислорода 2). Для современнаго читателя необходимо оговорить, что въ описываемое намп время подъ кислотами разумѣли не сами кислоты, но пхъ ангидриды, напр. сѣрная кпслота была 8О3. Далѣе мы подробно разсмотримъ вопросъ о кон- ституціи кислотъ. Полагаемъ ограничиться приведенными примѣрами опре- дѣленій атомнаго состава соединеніи и укажемъ, что уже въ 1812 году Берцеліусъ счелъ возможнымъ высказать *) ОіІЬсгі Аппаіеп 37, 264. ) ОіІЪегі Аппаіеп 40. 311. 4
50 слѣдующія первыя положенія о правильностяхъ, представ- ляемыхъ числомъ соединяющихся между собою атомовъ: 1) одинъ атомъ одного элемента можетъ соединяться съ 1, I1/,, 2 и 4 другаго т. е., въ простыхъ вѣсовыхъ отношеніяхъ; 2) кпслородныя вещества соединяются также въ простыхъ от- ношеніяхъ; въ соляхъ количество кислорода въ кислотѣ есть кратное по цѣлому числу противу кислорода основанія; въ гидратахъ кислотъ вода играетъ роль основанія. Откры- тію вышеуказанной кратности въ содержаніи кислорода Берцеліусъ придавалъ весьма большое значеніе. *). Таковъ первый опытный методъ, приложенный Берцелі- усомъ для опредѣленія относительнаго количества атомовъ или, короче, атомнаго состава соединеній. Несмотря на наз- ваніе Тшытнып и на пользованіе анализами солей, весь пріемъ опредѣленія атомнаго состава соединеній построенъ на, слѣдующихъ двухъ гипотезахъ: 1) соли представляютъ соединенія основаній и кислотъ; 2) въ среднихъ соляхъ приходится по 1 атому кпслоты и основанія. Съ современ- ' ной точки зрѣнія оба положенія не вѣрны: первое положе- ніе обнимаетъ всѣ соли п стало быть въ галоидныхъ со- ляхъ (какъ мы указывали, разбирая систему Лавуазье) при- нимается существованіе кислорода: второе положеніе осно- вано на опредѣленіи, что такое средняя соль, но тогда (1812), Берцеліусъ не могъ дать точнаго опредѣленія того, что разумѣть подъ названіемъ средней соли. По его мнѣ- нію среднія солп суть такія соли, кислота которыхъ соеди- няется съ количествомъ основанія, заключающимъ столько же кислорода, сколько его содержится въ несомнѣнно сред- ней соли той же кислоты съ щелочью или щелочно-земель- нымъ основаніемъ2). Какъ видно, опредѣленія средней соли собственно не дано. Если кислорода было болѣе, чѣмъ указано, соль считалась кислою, если менѣе—основною. Особенно не- достаточнымъ являлся этотъ методъ для солеи тѣхъ кислотъ, кислородъ въ которыхъ не представлялъ кратнаго по цѣлому числу кислорода основанія. Чтобы привести въ систему азотнокислыя солп, прибѣгали къ сложности азота, а фос- *) Си. письмо къ Бертолле АппаІ. де сііітіе еі де рЬузідие 1811. Т. 77. р 63. ’) СіІЬеіТ Аппаіеп. 1812. Т. 40, 291.
51 фррпстокпслыя солп, въ которыхъ отношенія кислорода какъ равно фосфорнокислыя, въ которыхъ отношенія 1:2*/,, лишь значительно позже удалось подвести подъ правила. 2-й Методъ. По составу кислородныхъ или сѣр- нистыхъ соединеніи. Разсматривая составъ кислород- ныхъ соединеній, пногда, непосредственно пзъ данныхъ анализа, вытекаютъ вѣроятнѣйшіе выводы объ атомномъ со- ставѣ окисловъ. Такъ на этомъ основаніи, еще въ 1812 году, вѣрно были даны соотношенія между числомъ атомовъ ки- слорода въ окислахъ свинца. Дѣйствительно на 100 вѣсо- выхъ частей свинца: въ окиси приходится 7,80 вѣсовыхъ частей О т. е. 1 О на РЬ » суривѣ » 11,07 > > » т. е. 1*/30 на РЬ » перекиси » 15,6 > - > т. е. ‘2 О на РЬ Впослѣдствіи, когда число анализовъ увеличилось, Бер- целіусъ полагалъ, что атомный составъ кислородныхъ сое- диненіи повинуется немногочисленнымъ правиламъ т. е. что составъ пхъ или таковъ, какъ въ ряду сѣры пли какъ въ ряду азота. Составъ окисловъ въ обоихъ названныхъ рядахъ былъ уже приведенъ на стр. 45. Впрочемъ Берцеліусъ не отрицалъ, что, быть можетъ, одинъ рядъ, обнимающій всѣ возможныя формы, былъ бы достаточнымъ, т. е. 2К 4- О, К Д- О, 2К 30, К + 20. 2В 4-50. Е + 30. По, въ такомъ случаѣ, является невозможность его при- мѣненія къ выводу атомнаго состава. И дѣйствительно по одному лишь анализу никоимъ образомъ нельзя вывести атомнаго состава анализируемыхъ соединеній, такъ какъ остается не- извѣстнымъ, какой принять составъ въ томъ случаѣ, если нѣсколько формулъ могутъ служить для выраженія однихъ и тѣхъ же аналитическихъ данныхъ. ІІапр. анализъ закиси и окпсп мѣди одинаково хорошо воспроизводится форму- лами Сн2О и СиО или же СнО и СиО2; точно также закись и окись желѣза могутъ быть выражены или формулами ѣ'еО и Ь’е2О3 или же ГеО2 и Ге03. Говоря это, мы предпола- гаемъ, что атомные вѣса желѣза и мѣди, какъ это и было въ то время, не могутъ быть инымъ путемъ установлены. Нѣкоторое время для закисей мѣди и желѣза Берцеліусъ при- *
52 мѣнялъ невѣрныя формулы СиО2 и К«О2. Такимъ образомъ неизвѣстность атомнаго состава исходнаго члена ряда оки- словъ дѣлаетъ этотъ методъ опредѣленія атомнаго состава совершенно произвольнымъ. Пришлось въ примѣненіи этого метода прибѣгнутъ къ гппотетпческпмъ допущеніямъ: такъ, впослѣдствіи, для установленія атомнаго состава исходнаго окисла стали примѣнять положеніе, что окиселъ, образующій соли, имѣетъ атомный составъ КО и т. д. < 3-й Методъ. Теорія объемовъ. Отъ взгляда Берцелі- уса не ускользнула огромная важность для атомической те- оріи, представляемая изслѣдованіями Гэ-Люссака надъ объ- емами соединяющихся газообразныхъ веществъ. Элементы соединяются между собою нетолько въ простыхъ вѣсовыхъ отношеніяхъ, но п въ простыхъ отношеніяхъ по объемамъ. Приравнивая объемъ атому. Берцеліусъ сталъ выводить пзъ объемныхъ отношеній, въ которыхъ соединяются элементы, атомный составъ соединеній и справедливо считалъ этотъ методъ за самый важный для указанной цѣли. Но на пер- вое время примѣненіе и этого пріема, по многимъ при- чинамъ, давало противорѣчивые выводы. Не всѣ химики считали возможнымъ отождествить объемъ съ атомомъ. Дѣйствительно, въ то время, когда Берцеліусъ соотвѣт- ственно объемнымъ отношеніямъ писалъ' формулу воды 11,0, Дальтонъ и Т. Томсонъ, отдавая предпочтеніе вѣсо- вымъ отношеніямъ и приравнивая простѣйшее изъ найден- ныхъ вѣсовыхъ отношеній одному атому, принимали что вода состоитъ изъ 1 атома водорода и 1 атома кислорода. Названные ученые объясняли различія въ выводахъ изъ вѣ- совыхъ и объемныхъ отношеній тѣмъ, что число атомовъ въ равныхъ объемахъ газовъ (прп равенствѣ температуры и давленія) неодинаково; напр. въ объемѣ водорода нахо- дится вполовину менѣе атомовъ, чѣмъ въ объемѣ кислорода. Берцеліусъ отвѣчалъ, что отождествленіе объема и атома даетъ наиболѣе простыя объясненія и соотвѣтственно объемнымъ отношеніямъ установилъ атомный составъ воды, окисловъ азота, амміака, хлористаго водорода.Но даннымъ объясненіемъ противорѣчіе между выводами пзъ вѣсовыхъ опредѣленій и выводами изъ объемныхъ отношеній не устранялось, п мы
53 увидимъ, что п Берцеліусу придется сдѣлать допущеніе двойныхъ атомовъ для нѣкоторыхъ элементовъ въ ихъ сое- диненіяхъ, допущеніе близкое къ вышеуказанному допущенію Томсона. Не смотря на важность и сравнительную вѣрность опредѣленій атомнаго состава соединеній, теорія объемовъ дала сравнительно мало выводовъ, такъ какъ лишь неболь- шое чпсло тѣлъ извѣстны въ газообразномъ состояніи, а о плотностяхъ пара сложныхъ соединеній ничего не знали. Впервые лишь въ 1827 "году Дюма алъ свою извѣстную методу для опредѣленія плотностей пара жидкихъ и твердыхъ веществъ, способныхъ обращаться въ паръ *). Въ этой статьѣ, главнымъ образомъ даны, опредѣленія плотностей пара соединеній (напр. РС13, АзН3, АзС13, 8іГ2, 8пС12- п др.); выведенный атомный составъ для многихъ соединеній (8 С14, 8іГ4, 8ііС1., ТіС14) однако вполовину ме- нѣе истиннаго. Насколько Берцеліусъ вначалѣ возлагалъ надежды на теорію объемовъ, на столько къ тридцатымъ го- дамъ онъ относился къ ней скептически и приведенное из- слѣдованіе Дюма не разрѣшало сомнѣніи 2). А между тѣмъ, это одпнъ изъ лучшихъ способовъ для опредѣленія атомнаго состава, какъ ближе будетъ разсмотрѣно въ одной изъ слѣдующихъ главъ. Причины, почему Берцеліусъ не былъ въ состояніи вос- пользоваться, въ достаточной степени, своею теоріею объе- мовъ для установленія атомнаго состава соединеній, для насъ вполнѣ ясны. Эти причины двоякаго рода и состоятъ частью въ несовершенствѣ опытныхъ данныхъ, частью въ несовершенствѣ теоретическихъ представлевій. Недостаточ- ность опытныхъ данныхъ того времени не позволяла отъ газообразныхъ тѣлъ перейдтп къ веществамъ, способнымъ лишь прп нагрѣваніи обращаться въ паръ; мы знаемъ, что моцтъ быть отступленія отъ нормальныхъ плотностей пара и въ дальнѣйшемъ изложеніи укажемъ, какъ эти отступле- нія были открыты п какъ -онп были объяснены. Теоретиче- ская ошибка, если такъ можно выразиться, заключается въ допущеніи, что объемъ равенъ атому, т. е. что въ равныхъ ') Апп. сЪіпа рЬув. 3 8ёг. Т. 33, р. 337. а) Еетг. ДаЬгееЬегісІіі 1627, стр. 89.
54 объемахъ веществъ находится одинаковое число простыхъ или сложныхъ атомовъ. Эта ошибка могла быть и тогда исправлена, еслп-бы было обращено вниманіе на замѣча- тельные выводы, сдѣланные изъ изслѣдованій Гэ-.Іюссака туринскимъ ученымъ Авогадро’) и независимо отъ него,Ампе- ромъ2). Оба автора приходятъ къ постановкѣ мнѣнія о частицѣ, въ отличіе отъ атома, и указанію, что равные объемы заключаютъ равное число частицъ, но не атомовъ. Эти положенія, давшія ключъ къ уразумѣнію объемныхъ отношеній, не были восприняты современниками и забыты; въ виду важностп ихъ, намъ впослѣдствіи придется остано- виться на разборѣ вышеуказанныхъ статей. Попытка, сдѣ- ланная Дюма въ 1827 г., для объясненія найденныхъ имъ плотностей пара, отличить физическіе атомы отъ химиче- скихъ атомовъ, тоже не привела къ вѣрному объясненію результатовъ его собственныхъ опытовъ. 4-й Методъ. Явленія изоморфизма. Несовершенство всѣхъ вышеуказанныхъ методъ для опредѣленія атомнаго состава, примѣрно въ 1819 г., приводило къ противорѣчи- вымъ выводамъ. Придавая, напр., водѣ атомный составъ Н2О, атомный составъ основаній въ большинствѣ среднихъ солей принимался какъ ЕД-20, напр. формула закиси же- лѣза была ГеО2. Достаточно этого примѣра, чтобы видѣть невѣрность принятыхъ соотношеній въ атомномъ составѣ соединеній. Понятно, съ какимъ восторгомъ привѣтствовалъ Берцеліусъ открытіе явленій изоморфизма, сдѣланное Мнт- черлпхомъ, такъ какъ тотчасъ увидалъ ту огромную пользу, какую можно извлечь изъ этихь явленіи для установленія атомнаго состава соединеніи. Мптчерлпхъ (Е. МііясЬегІісІі. съ 1821 г. профессоръ Берлинскаго Университета) въ 1819 году представилъ Берлинской академіи мемуаръ, въ кото- ромъ указывалъ, что соли фосфорной п мышьяковой кис- лотъ съ одинаковыми основаніями кристаллизуются въ оди- наковой кристаллической формѣ. Другихъ такихъ же кис- лотъ Митчерлихъ тогда не встрѣтилъ, но исходя пзъ гппо- *) Аѵо§-а<1го. Доигпаі йе рііуаіцие. Т. 78, стр 58, 1811. Атрёге. Письмо къ Бертолле. Апп. сй рііуа. Т. 90, стр. 43.
55 тезы, что тождество кристаллической формы обусловливается тождествомъ атомнаго состава, онъ стачъ изслѣдовать кристал- лическія формы солей одной кислоты съ различными осно- ваніями. Митчерлпхъ установилъ, что въ одинаковыхъ фор- махъ кристаллизуются множество солей; укажемъ для при- мѣра лишь на различныя углекислыя соли кальція, магнія, закисей желѣза и марганца (шпаты) или на сѣрнокислыя соли (купоросы—цинковый, никкелевый, магнезіальный, же- лѣзный и др.1. Далѣе Митчерлпхъ открылъ изоморфныя смѣсц. образуемыя этими соединеніями и вѣрно объяснилъ ихъ. Эти первыя работы Митчерлиха особенно пригодились для атомической теоріи: если соединенія, составленныя пзъ рав- наго числа атомовъ, одинаково расположенныхъ, показы- ваютъ явленія изоморфизма, то и обратно, пзъ доказан- наго изоморфизма какпхъ-нпбу дь соединеніи можно сдѣлать заключеніе объ одинаковости атомнаго состава ихъ. Атоми- ческая теорія предвидитъ, что одно и тоже число атомовъ, образуя различныя соединенія, можетъ расположиться оди- наковымъ образомъ п образовать одинаковую кристалличе- скую фбрму, не смотря на то, что элементы, входящіе въ составъ соединеніи, различны. Берцеліусъ воспользовался явленіями изоморфизма, тотчасъ послѣ ихъ открытія, для опредѣленія атомнаго состава нѣкоторыхъ окисей металловъ, въ особенности для окисловъ Н,О3. Окись алюминія, пред- ставляя единственный окиселъ алюминія, по соображеніямъ, приведеннымъ при изложеніи 1-го метода опредѣленія атом- наго состава соединеній (стр. 47), получила формулу А1О3, но но доказанному Митчерлихомъ изоморфизму окисей алю- минія и окиси желѣза, первой и придана была формула \12О3. Нѣсколько далѣе мы будемъ имѣть случаи подроб- нѣе разсмотрѣть, какъ совершилось опредѣленіе атомнаго состава окисей К,О3. Если первые случаи примѣненія явленіи изоморфизма къ опредѣленію атомнаго состава соединеніи былп пра- вильны и просты, то вскорѣ возникли затрудненія и въ примѣненіи этого метода. Уже въ 1823 году, Митчерлпхъ открылъ явленія диморфизма, т. е. способности нѣкоторыхъ веществъ кристаллизоваться въ двухъ кристаллическихъ формахъ: аррагонптъ и полевой шпатъ представляютъ двѣ
56 кристаллическія формы, свойственныя углекислому кальцію и принадлежащія различнымъ кристаллографическимъ систе- мамъ. Такимъ образомъ явленія полиморфизма затрудняютъ примѣненіе разсматриваемаго метода къ опредѣленію атом- наго состава соединеній; но если мысленно даже устранить неблагопріятныя условія, отъ этого происходящія, то и тогда явленія изоморфизма могутъ указать лпшь на то, что срав- ниваемыя соединенія имѣютъ одинаковый атомный составъ, но не могутъ указать, какой именно. Такимъ образомъ и по этому методу, опредѣленіе атомнаго состава въ концѣ кон- цовъ будетъ построено на гипотезѣ. Многочисленныя изслѣ- дованія кристаллическихъ формъ показали, съ какою осто- рожностью нужно относиться къ этому методу: одинаковость кристаллической формы не всегда обусловливается даже оди- наковымъ числомъ атомовъ въ соединеніи. Обсужденіе всѣхъ методъ, примѣненныхъ Берцеліусомъ для опредѣленія атомнаго состава химическихъ соединеній, приводитъ къ выводу малой надежности пхъ. Берцеліусъ полагалъ, что «хоть ощупью, но что атомный составъ тогда извѣстныхъ соединеніи, въ большинствѣ случаевъ, быль опредѣленъ вѣрно».- Чтобы указать, какъ пользовался Бер- целіусъ вышеизложенными методами, примѣрно, около 1830 года, разберемъ, какъ былъ установленъ атомный составъ окисловъ углерода и окисловъ желѣза. По анализу въ окиси углерода, щавелевой кислотѣ (считавшейся тогда од- ною пзъ степеней окисленія углерода) и углекислотѣ от- ношенія кислорода къ 1 атому углерода представляются какъ 1, 1 */2 и 2 или какъ 2, 3, 4. Множество соображеній не позволяютъ принять для низшаго соединенія, окпсп угле- рода, составъ СО2, стало быть для этого соединенія нужно сдѣлать выборъ между формулами СО и С2О. Объемное от- ношеніе происходящаго соединенія къ объемамъ элементовъ, вошедшихъ въ его составъ (припомнимъ, что объемъ кислорода даетъ два объема окиси углерода), дѣлаетъ обѣ формулы одинаково вѣроятными. Принимая однако въ соображеніе объемныя отношенія при образованіи углекислоты, вѣроят- нѣе для нея избрать формулу СО2, такъ какъ въ этомъ слу- чаѣ 2 об. кислорода и 1 об. углерода образуютъ 2 об. угле- кислаго газа, т. е. представляютъ отношеніе нормальное. Къ
57 этому нужно прибавить, что въ среднихъ углекислыхъ со- ляхъ приходится два атома кислорода въ кпслотѣ на одинъ атомъ кислорода въ основаніи-. Такимъ образомъ для оки- словъ углерода становятся напболѣе вѣроятными слѣдующія атомныя отношенія: СО С,О3 СО2 окись углерода щавелевая к. углекислота. Въ предыдущемъ примѣрѣ для опредѣленія атомнаго со- става были примѣнены теорія объемовъ и отношеніе кисло- рода основанія и кислоты. Для втораго примѣра избираемъ опредѣленіе атомнаго состава окисловъ В,03; въ этомъ слу- чаѣ теорію объемовъ примѣнить нельзя. Мы выше видѣли, что въ окисяхъ желѣза, алюминія п хрома Берцеліусъ при- нималъ атомныя отношенія, выражаемыя формулой ВО3, главнымъ образомъ на основаніи отношенія кислорода въ кислотѣ къ кислороду въ основаніи. Въ двадцатыхъ годахъ тѣмъ-же пріемомъ было показано, что и въ хромовой кпс- лотѣ, какъ д въ хромовой окпсп, отношенія кислорода кис- лоты къ кислороду основанія въ соляхъ, требуютъ для нея атомнаго состава ВО3, кромѣ того былъ установленъ изомор- физмъ хромовокислыхъ и сѣрнокислыхъ солей. Получалось равное число атомовъ кислорода и въ хромовой кпслотѣ и въ хромовой окиси, а между тѣмъ, по анализу, отношеніе вѣсоваго количества кислорода въ хромовой кислотѣ къ ко- личеству его въ окпсп представляется какъ 2 : 1. Всѣ эти, на первый взглядъ, сложныя отношенія можно выразить та- кимъ образомъ, что принять для хромовой кислоты атомный составъ СгО3, а для окиси хрома Сг.2О3. Имѣя въ виду, что окись хрома изоморфна съ окисью желѣза и алюминія, и этимъ окисямъ должно придать атомный составъ Ее2О3 п А1,О3, а стало быть закисямъ этихъ металловъ формулу ВО, напр. закпси желѣза ГеО. Такимъ образомъ были установ- лены вѣрныя отношенія для закисей и окисей вышепри- веденныхъ металловъ. Показавъ на примѣрахъ какъ производятся опредѣленія атомныхъ отношеній элементовъ въ соединеніяхъ, мы не мо- жемъ не обратить вниманія на тотъ огромный трудъ, кото-
58 раго потребовало установленіе этихъ отношеніи. Какое мно- жество должно было совершить анализовъ соединеній, п для этого нужно было изобрѣтать или усовершенствовать методы количественныхъ опредѣленій? Весь этотъ трудъ исполненъ почти исключительно Берцеліусомъ, достойнымъ продолжателемъ Лавуазье, стяжавшимъ себѣ этимъ непре- ходящую славу. Теоріп, которыя проводилъ Берцеліусъ, за- быты. но его экспериментальныя работы навсегда будутъ составлять основы науки. Пріемы, впервые указанные Бер- целіусомъ для опредѣленія атомнаго состава соединеніи, мы п теперь примѣняемъ, ^акъ какъ они основаны на суммѣ химическихъ и физическихъ данныхъ: и теперь однако не всегда вѣрно съ перваго разу устанавливается атомное отношеніе, напр. для соединеніи вновь открываемыхъ ме- талловъ, не смотря на то что мы вооружены лучшими эк- спериментальными пріемами и теоретическими представле- ніями. Придется и впослѣдствіи еще разъ затронуть вопросъ опредѣленія атомнаго состава соединеній и указать на улуч- шенія, сдѣланныя въ этомъ вопросѣ. Опредѣленіе вѣса атома элементовъ. рпложеніе атомической теоріп къ химическимъ соеди- неніямъ дѣлало необходимымъ опредѣлить вѣса атомовъ эле- ментовъ, такъ какъ атомные вѣса (частичные вѣса) слож- ныхъ соединеніи слагаются изъ вѣсовъ атомовъ элементовъ. На необходимость и возможность опредѣленія атомныхъ вѣ- совъ элементовъ впервые указалъ еще Дальтонъ. Быть мо- жетъ, не излишне замѣтить, что мы не въ состояніи опредѣ- лить абсолютный вѣсъ атомовъ; но относительный вѣсъ пхъ, вѣсъ атомовъ, отнесенный къ вѣсу одного изъ нихъ, выбран- наго за единицу, возможно опредѣлить. Вопросъ о томъ, ка- кую выбрать единицу для атомныхъ вѣсовъ элементовъ, къ которой было бы лучше отнести атомные вѣса, многократно занималъ химиковъ. И дѣйствительно, предметъ является важнымъ; мы его разсмотримъ нѣсколько далѣе, теперь лишь укажемъ, что во многихъ отношеніяхъ за единицу для сравненія атомныхъ вѣсовъ удобно избрать атомный вѣсъ водорода. Въ послѣдующемъ изложеніи мы будемъ препму-
59 щественно употреблять атомные вѣса элементовъ, отнесен- ные къ водороду. Для опредѣленія атомныхъ вѣсовъ элементовъ вообще возможными, представляются два пути: путь косвенный и прямой путь. Прп косвенномъ пути, опредѣленіе атомнаго вѣса новаго элемента совершаютъ, опираясь на хорошо из- вѣстный атомный вѣсъ другаго элемента; новый элементъ соединяютъ съ избраннымъ элементомъ и по анализу, ис- ходя изъ атомнаго вѣса опорнаго элемента, находятъ атом- ный вѣсъ для новаго элемента. Этотъ путь для опредѣле- нія атомнаго вѣса элементовъ требуетъ, чтобы атомный со- ставъ анализируемыхъ соединеній былъ точно установленъ, выше же мы видѣли, что это сдѣлать трудно; по этой при- чинѣ этотъ путь не представлялся въ прежнее время аб- солютно точнымъ. Въ новѣйшее время, имѣя возможность изъ плотности пара соединенія вывести частичный вѣсъ его. какъ своевременно будетъ показано, этотъ путь опре- дѣленія атомныхъ вѣсовъ элементовъ примѣняется съ успѣ- хомъ. Другой путь» прямой путь опредѣленія атомныхъ вѣсовъ элементовъ, имѣетъ цѣлью изученіе физическихъ свойствъ эле- ментовъ и изъ ннхъ стремится вывести искомое отношеніе между вѣсами ихъ атомовъ. Тогда, какъ и теперь, примѣнялись для этой цѣлп два свойства элементовъ: удѣльный вѣсъ въ газообразномъ пли парообразномъ состояніи и теплоемкость. Бросимъ взлядъ, когда и какъ стали примѣнять эти методы. 1. П Л О Т Н О С Т Ь Г А 3 А ИЛИ ПАРА ЭЛЕМЕНТОВЪ. ПрО- стѣйшіп въ теоріи методъ для опредѣленія относительныхъ вѣсовъ атомовъ газообразныхъ элементовъ состоитъ въ точ- номъ опредѣленіи пхъ плотностей ивъ сравненіиэтпхъ плот- ностей. Практическія затрудненія, представляемыя этимъ мето- домъ, весьма велики. Непосредственное сличеніе плотностей водорода, кислорода п азота дало Берцеліусу слѣдующія соот- ношенія, которыя и приняты были имъ за отношенія самихъ вѣсовъ, принимая, что равные объемы, прп тождественныхъ условіяхъ, заключаютъ равное чпело атомовъ. Н = 1 О — 8,013 И = 7,093 Не говоря объ экспериментальныхъ трудностяхъ взвѣшиванія газовъ, полученія пхъ въ чистомъ и сухомъ состояніи, этотъ
60 методъ былъ мало примѣнимъ, по малому числу элементовъ, извѣстныхъ тогда въ газообразномъ состояніи; но и въ тео- ретическомъ отношеніи онъ былъ неудовлетворителенъ, вслѣд- ствіе невѣрнаго предположенія, что равные объемы газовъ, при прочихъ равныхъ условіяхъ, заключаютъ одинаковое число атомовъ. Поэтому въ сущности получалось невѣрное отношеніе атомныхъ вѣсовъ; такъ напр. вѣсовыя опредѣле- нія указывали, что атомный вѣсъ азота долженъ быть 14, а не 7. Распространеніе этого метода на элементы, при обы- кновенныхъ условіяхъ твердые или жидкіе, но способные переходить въ паръ при нагрѣваніи, на первое время, не только не дало прямыхъ выводовъ, но казалось, еще болѣе за- трудняло рѣшеніе вопроса. Мы указывали на первую работу Дюма, сдѣланную въ этомъ направленіи (стр. 53); уже тогда были произведены опредѣленія плотностей пара іода и ртутп. Эти опыты уже указали усложненія теоріи объемовъ, услож- ненія, которыя еще возросли послѣ опредѣленія плотно- стей пара сѣры, фосфора и мышьяка ’). Для этпхъ элемен- товъ получились атомные вѣса кратные отъ истинныхъ или вѣрнѣе отъ получаемыхъ химическимъ путемъ: для сѣры соотвѣтственно 8Я, для фосфора соотвѣтственно Р„ также для мышьяка Аз4. Вѣсъ пара ртутп уклоняется также, но въ противоположную сторону—отвѣчаетъ */2 Нц. Настолько эти опыты казались невѣроятными, что потребовались под- твержденія ихъ. ЛІптчерлпхъ подтвердилъ результаты Дюма въ 1833 году. Только для іода плотность пара оказалась нормальною и атомный вѣсъ одинаковый съ выведеннымъ вѣсовымъ путемъ. Все это дискредитировало методъ опре- дѣленія атомныхъ вѣсовъ пзъ плотностей элементовъ въ газообразномъ или парообразномъ состояніи. Берцеліусъ полагалъ, что этотъ способъ уступаетъ опредѣленіямъ атом- ныхъ вѣсовъ элементовъ вѣсовымъ путемъ, по синтезу и по анализу прпдично избранныхъ химическихъ соединеній. Это недовѣріе къ опредѣленію атомныхъ вѣсовъ элементовъ изъ плотностей ихъ паровъ вполнѣ оправдывается позднѣй- шими изслѣдованіями п нынѣ примѣняется съ большою осторожностью, “какъ это будетъ своевременно разсмотрѣно. ‘1 Апп. сіе сйіт. еі Не рЬузідпе 2 8ёг. Т. 49 и 50.
61 2. Выводъ АТОМНЫХЪ ВѢСОВЪ ПЗЪ АТОМНЫХЪ теплоемкостей элементовъ; законъ Дюлонга п Пти. Въ 1819 году Дюлонгъ и Пти (І)иіоп^ еі Реііі) пзслѣдовали теплоемкости для многихъ простыхъ тѣлъ, пре- имущественно металловъ, при температурахъ, примѣрно, до 100° и въ твердомъ состояніи. Слѣдующая таблица заключа- етъ ихъ данныя, изъ которыхъ они вывели слѣдствіе, что «атомы всѣхъ простыхъ тѣлъ имѣютъ одинаковую теплоем- кость» *). Атомные вѣса элементовъ отнесены къ водороду и взяты пзъ 2-го изданія Ргорогііоиз сѣіпГщиез Берцеліуса. Теплоемкость. Атомный вѣсъ. Произведеніе Сѣра. . . . 0,1880 16,22 3.030 Платина . . 0,0314 98,84 3,103 Олово . . . 0,0514 58,92 3,028 Мѣдь . . 0,0949 31,70 3,008 Свинецъ . . 0,0293 103,73 3,039 Ццнкъ . . 0,0927 32,31 2,995 Пинкель . . 0,1035 29,62 3,065 Желѣзо . 0,1100 27,18 2,989 Таблица показываетъ, что произведеніе теплоемкости элемента на его атомный вѣсъ представляетъ постоянное число. Эти слова представляютъ видоизмѣненное изложеніе закона Дюлонга и Пти. Берцеліусъ тотчасъ воспользовался открытіемъ Дюлонга и Пти для опредѣленія атомныхъ вѣ- совъ элементовъ, избирая такіе атомные вѣса, которые удо- влетворяли бы требованію закона Дюлонга п Пти. Соот- вѣтственно требованію этого закона былъ измѣненъ атом- ныя вѣсъ желѣза, чѣмъ и достигнуто было установленіе для соединеній желѣза вѣрнаго атомнаго состава, согла- сно съ тѣмъ, который былъ выведенъ по методу изомор- физма. Вскорѣ однако мнѣніе Берцеліуса о пригодности закона Дюлонга и Пти къ выводу атомныхъ вѣсовъ измѣ- нилось, такъ какъ приходилось для удовлетворенія этому закону измѣнить атомные вѣса серебра, сурьмы, мышьяка, впсмута и др. элементовъ, атомные вѣса которыхъ счита- лись правильно опредѣленными химическимъ путемъ. Берце- ліусъ не полагалъ возможнымъ всегда слѣдовать этому закону Для опредѣленія атомныхъ вѣсовъ и въ этомъ сходился съ *) Апп сН. еі рЬуз. 2 8. 10. 395.
62 мнѣніемъ Дюма *). А между тѣмъ не при указанныхъ выше металлахъ крылась опасность впасть въ ошибку; для при- веденныхъ элементовъ можно было бы смѣло измѣнить атом- ные вѣса пхъ согласно требованіямъ закона, и тогда соотно- шенія атомныхъ вѣсовъ были бы правильны для всѣхъ элемен- товъ. Опасность крылась при другихъ элементахъ: при кремніи, борѣ, углеродѣ, въ чемъ, впрочемъ, убѣдились значительно позднѣе п затѣмъ продолжительное время думали, что къ этимъ элементамъ законъ Дюлопга п Пти не примѣняется. Новѣйшія изслѣдованія, съ которыми познакомимся въ одяоп пзъ слѣдующихъ главъ, показываютъ однако полную общ- ность закона Дюлонга и Пти, если измѣнимъ нѣсколько данное выше изложеніе самаго закона и скажемъ, что ато- мы всѣхъ простыхъ тѣлъ имѣютъ близкую (но не равную) теплоемкость. Заканчивая изложеніе пріемовъ опредѣленія атомныхъ вѣсовъ элементовъ, мы не можемъ не указать, что по су- ществу они являются совершенно вѣрными, и только не- совершенство знаній того времени прпводпло Берцеліуса къ выводамъ, не отвѣчающимъ дѣйствительности. Результаты этихъ опредѣленій мы разсмотримъ тотчасъ же, условив- шись предварительно въ томъ, какую избрать единицу длн выраженія атомныхъ вѣсовъ, такъ какъ всѣ наши опредѣ- ленія даютъ относительные атомные вѣса элементовъ. Вопросъ о выборѣ единицы для выраженія атомныхъ вѣ- совъ вызвалъ въ наукѣ продолжительное обсужденіе. Даль- тонъ, сдѣлавшій первую попытку составить таблицы атом- ныхъ вѣсовъ элементовъ, за единппу выбраль водородъ, указывая, какъ на причину такого выбора, то обстоятель- ство, что водородъ между элементами имѣетъ наименьшій атомный вѣсь. Этотъ выборъ, казалос , былъ оправдываемъ гипотезой Проута, которую мы подробнѣе разсмотримъ нѣ- сколько далѣе, и по которой атомные вѣса всѣхъ элемен- товъ являлись кратными отъ атомнаго вѣса водорода Бер- целіусъ возсталъ противъ выбора водорода за единппу и предложилъ выбрать для этой цѣли атомный вѣсъ кисло- рода, положивъ вѣсъ его атома О = 100. Мотивами для та- ’) Десопя <1е Іа рйіІояоріііе сйітічис сгр. 271 и слѣд .
63 кого предложенія послужило, главнымъ образомъ, удобство вычисленій, имѣя въ виду, что въ то время химики пре- имущественно занимались кислородными соединеніями эле- ментовъ (основаніями, кислотами, солями); принимая кисло- родъ за 100, легко было вычислить, вѣса 2,3 и т. д. его ато- мовъ. Противники этой системы указывали, что такимъ об- разомъ получаемые атомные вѣса были весьма велики, напр , для свинца 1294,5, для платины 1215,2 и т. д.. Берцеліусъ на это возражалъ, что большія числа дозволяютъ выразить опытныя опредѣленія атомныхъ вѣсовъ съ большею сте- пенью точности. Эти соображенія были сочтены достаточно вѣскими и предложенная Берцеліусомъ единица для атом- ныхъ вѣсовъ болѣе и болѣе употреблялась, особенно когда имъ была доказана несправедливость закона Проута. Впо- слѣдствіи, около сороковыхъ годовъ вновь, какъ мы свое- временно изложимъ, явились предложенія для выбора атом- наго вѣса водорода за единицу для атомныхъ вѣсовъ. Для удобства дальнѣйшаго изложенія мы теперь будемъ пользо- ваться этой единицей, чтобы сопоставить результаты пер- выхъ опредѣленій атойныхъ вѣсовъ. Таблицы атомныхъ вѣсовъ элементовъ. При разсмотрѣніи таблицъ атомныхъ вѣсовъ не столько насъ будетъ интересовать точность непосредственныхъ опре- дѣленій атомныхъ вѣсовъ, сколько вопросъ: правильно ли выведены отношенія между атомными вѣсами элементовъ? Такъ какъ атомные вѣса представляютъ величины относи- тельныя, то наибольшую важность представляетъ вѣрность отношеніи между избранными атомными вѣсами. Будучи построены на соображеніяхъ, которыя мы разбирали выше, таблицы атомныхъ вѣсовъ элементовъ представляютъ отра- женіе всей «уммы химическихъ свѣдѣніи данной эпохи. Съ этой точки зрѣнія и первыя таблицы атомныхъ вѣсовъ Даль- тона представляютъ интересъ. Первая таблица атомныхъ вѣсовъ элементовъ, данная Дальтономъ, по всей вѣроятности, составлена въ 1804 году, но мы для примѣра возьмемъ нѣкоторые атомные вѣса изъ
64 его позднѣйшей п болѣе совершенной таблицы, публикован- ной въ 1808 году. Н = 1 0 = 7 X = 5 0 = 5 8 = 13 Ац = 100. Должно напомнить читателю, что выводъ атомныхъ вѣ- совъ этихъ элементовъ сдѣланъ по плотностямъ газообраз- ныхъ соединеній п по анализу ихъ, принимая атомный со- ставъ для воды НО, для амміака 511 и СО для окиси угле- рода (см. стр. 47). На этихъ весьма неточныхъ таблицахъ нѣтъ выдающагося интереса долѣе останавливаться. Перей- демъ къ разсмотрѣнію таблицъ Берцеліуса. Таблицы Берцеліуса имѣютъ весьма важное историческое значеніе: онѣ долгое время служили какъ надежнѣйшія для руководства химиковъ. Хотя, примѣрно съ 1807 года, на- чалъ Берцеліусъ разработывать вопросы объ атомномъ со- ставѣ соединеній и атомномъ вѣсѣ элементовъ, однако не ранѣе 1815 года являются первыя его достаточно полныя таблицы атомныхъ вѣсовъ. Сопоставимъ атомные вѣса нѣ- которыхъ элементовъ изъ двухъ таблицъ: верхняя строка взята изъ таблицы 1815 года, нижняя—изъ таблицы 1818 года. Въ оригиналѣ атомные вѣса отнесены къ О = 100; для простоты мы пхъ перечислимъ на водородъ = 1. Н= 0,5 8 = 16 С1? И? 0 = 6 К = 78,2 Ад =216 РЪ = 207 Ми + Оч А + О Н=0,5 8 = 16 01 = 35 5 И = 14 0 = 6 К =78,2 Ае=216 РЬ = 207 Какъ не указать еще разъ, что эти таблицы превосходно отражаютъ знанія того времени. Въ первой строкѣ для хлора и азота не выставлены атомные вѣса, потому что эти вещества считались не простыми, но сложными тѣлами. Изу- ченіе вопроса объ элементарной природѣ азота, а особенно хлора, играетъ важную роль въ исторіи химіи и будетъ нами далѣе подробно разсмотрѣно. Въ 1818 году Берцеліусъ, какъ впдно пзъ второй строки, уже признаетъ хлоръ и азотъ за простыя тѣла. На какихъ основаніяхъ составилъ Берце- ліусъ эти таблицы мы уже знаемъ; упомянемъ лишь, что для вывода атомнаго состава газообразныхъ веществъ при- мѣнялась теорія объемовъ (объемъ = атому), для атомнаго состава твердыхъ веществъ—составъ среднихъ солеи, при- чемъ основанію средней соли придавали атомный составъ
65 КОо и принимали въ нихъ два атома кислоты (см. стр. 51). Вода, согласно этимъ положеніямъ, изображалась формулой Н2О, амміакъ А'3Не, хлористый водородъ Н2С12, ѣдкое калн КО, п т. д. Невѣрность нѣкоторыхъ дізъ этпхъ основъ для вывода правильныхъ отношеній между атомными вѣсами элементовъ очевидна: при сравненіи съ современными атом- ными вѣсами видно, что отношенія атомнаго вѣса Н къ атомнымъ вѣсамъ кислорода, сѣры, углерода установлены правильно; отношенія хдора, азота и свинца вдвое болѣе истинныхъ; отношенія атомныхъ вѣсовъ калія и серебра къ атомному вѣсу водорода вчетверо болѣе истиннаго. Не забудемъ, что аналитическія данныя для вѣсоваго со- става соединеній были вполнѣ вѣрны, но невѣрность гипо- тезъ, положенныхъ въ основу опредѣленія какъ атомнаго состава соединеній, такъ и атомныхъ вѣсовъ элементовъ, привела къ постановкѣ невѣрныхъ выводовъ. Несовершенства таблицъ атомныхъ вѣсовъ, понятно, не ускользали отъ взгляда Берцеліуса, и онъ постепенно стре- мился къ пхъ исправленій». Въ 1827 г. мы встрѣчаемъ, что въ таблицахъ приняты новыя отношенія между атомными вѣсами элементовъ. Сдѣлавъ опять 0 = 8, вотъ выдержка изъ этой болѣе новой таблицы. Н = 0.5 8 =: 16 С1 = 17,7 Ы = 7 С = 6 К = 39 Ае — 108 РЬ = 103,6 Эту строку мы дали для непосредственнаго сравненія со строками, данными выше; теперь же дадимъ еще двѣ строки прямо изъ таблицы атомныхъ вѣсовъ Берцеліуса 1827 г. *), взявъ, какъ сдѣлано въ этой таблицѣ, отношенія О = 16 къ И = 1. ' н = 1 8 = 32 С1 = 35 5 К — 14 С = 12 К= 78 Ае = 216 РЬ = 207 Н = 2 8 = 64(31 = 71 У — 28 С г-24 І‘Ь=414 Въ этоп таблицѣ атомные вѣса элементовъ неправлены согласно даннымъ изоморфизма и отчасти согласно закону Дю- лонга п Птп. Установивъ для окпсп желѣза и аналоговъ фор- мулу В203, нужно было соотвѣтственно для закисей этпхъ металловъ и вообще для основаній, входящихъ въ составъ среднихъ солей, признать атомный составъ ВО. Пзомор- ’) ДаЬгезЬ. 1827, стр. 73. 5
66 фпзмъ солей калія и аммонія требовала, придать окиси ам- монія формулу і\Н4О, а между тѣмъ, примѣняя прежніе атомные вѣса (1818 года), наименьшее количество ам- міака, находящееся въ соединеніяхъ, было принимаемо за У2Не. Точно также наименьшее количество хлористаго водо- рода было Н2С12 (и соотвѣтственно хлористыхъ металловъ В2С12) ціанистаго водорода Н2Х2С2 и т. д. Оставаясь для Н, С1, С, X при прежнихъ атомныхъ вѣсахъ, Берцеліусъ для упрощенія формулъ соединеній, этими элементами обра- зуемыхъ, предложилъ употреблять перечеркнутыя формулы НіѢ=Н2О (частичный вѣсъ = 18), ХИ., = Х2Не (ч. в. = 34), ПБ1 = Н2С12 (ч. в. = 73), Н(^ = ІІ2С2У2 (ч. в. = 54) и т. д. Перечеркнутые атомы должны были представлять двойные атомы (Порреіаіоше). Что значили эти двойные атомы, усложнившіе атомическую теорію, Берцеліусъ хорошо не объяснилъ *); для современнаго читателя мы прибавимъ, что нп малѣйшаго отношенія къ понятію о частицѣ, какъ можно было бы на первый разъ подумать, это нововведеніе не имѣло. Точно также не объяснены Берцеліусомъ и ближай- шія причины измѣненія, на половину противу прежнихъ, атомныхъ вѣсовъ многихъ элементовъ. Повидимому, глав- нымъ образомъ руководило имъ желаніе объединить тогда употреблявшіяся весьма разнообразныя формулы для мно- гихъ химическихъ соединеніи. Англійскіе ученые, особенно Томсонъ, все еще были противниками теоріи объемовъ Берцеліуса, справедливо указывая на невѣрность ея осно- ванія (объемъ=атому), но въ тоже время предлагали замѣ- нить его другимъ, столь же невѣрнымъ. Мы уже указывали (стр. 60), что въ концѣ двадцатыхъ годовъ, Берцеліусъ, разу- вѣрившись во 'всѣхъ другихъ методахъ опредѣленія атом- наго состава соединеній, сталъ отдавать предпочтеніе вѣсовымъ отношеніямъ, что совпадало съ мнѣніями англій- скихъ ученыхъ. Упрощеніемъ формулъ химическихъ соеди- неній достигалось внѣшнее нхъ единообразіе. Обратимъ те- перь вниманіе, насколько правильны въ новѣйшей таблицѣ Берцеліуса отношенія между атомными вѣсами элементовъ: ’) ДвЬгевЬегісЫ и. 8. иг. Гііг 182? стр. 72; ничего нѣтъ дли объ- ясненія и въ Ро<^. Апп. VII, 7, 397, 8, 177.
67 оказывается, что отношенія между водородомъ и кислоро- домъ, сѣрою, хлоромъ, азотомъ, углеродовъ п свинцомъ пра- вильны; отношенія водорода и кислорода къ калію и се- ребру вдвое болѣе надлежащихъ. Имѣя однако въ виду вѣса вышеприведенныхъ двойныхъ атомовъ, эта неправиль- ность для нѣкоторыхъ элементовъ исчезала; удвоенныя, т. е. болѣе правильныя соотношенія между атомными вѣ- сами рѣдко примѣнялись. Новыя предложенія Берцеліуса, заключающіяся въ этой таблицѣ атомныхъ вѣсовъ были приняты различно: въ Германіи (за исключеніемъ химиковъ шкоты Гмелина см. далѣе), хотя и возражали противъ введенія двойныхъ ато- мовъ, но по существу приняли нововведенія Берцеліуса. Во Франціи, напротивъ, эти атомные вѣса не были приняты: тамъ употреблялись эквиваленты Гэ-Люссака, напр. прп 0=8, Н = 0,5 и С = 3, которые мы разсмотримъ весьма скоро. На дальнѣйшія исправленія отношеній между атом- ными вѣсами придется обратить вниманіе еще не разъ, но значительно позже; атомные вѣса послѣдней таблицы Бер- целіуса царили въ Германіи чуть не до шестидесятыхъ го- товъ. Химическіе знаки. Потребность въ химическихъ знакахъ дала себя почув- ствовать весьма давно п рано получила удовлетвореніе. Еще первые алхимики ввели множество знаковъ для различ- ныхъ веществъ; образцы этихъ первыхъ химическихъ зна- ковъ приведены въ сочиненіи «происхожденіе алхпміи» Бертело *). Изъ множества этихъ знаковъ, въ теченіи позд- нѣйшнхъ вйковъ, сохранились лишь немногіе, напр. знаки для семи первыхъ извѣстныхъ металловъ, знаки, тождествен- ные съ астрономическими знаками 7 планетъ, которымъ въ мпстичсскп-философскпхъ воззрѣніяхъ химиковъ того времени были посвящены эти металлы. Золото. Серебро. Ртуть. Мѣдь. Желѣзо. Олово. Свинецъ. © э ? 8оІ. Сипа. Мегсиг. Ѵепиз. Магз Лирііег. Заіигп. ') II. Вегіііеіоі Ѣеа оті^іиев (1е Гаіеііітіе Рагіз 1885, стр. 112. таблица II.
68 Кролѣ этихъ знаковъ, химики употребляли знаки п для химическихъ соединеній; этп знаки употреблялись преиму- щественно въ таблицахъ сродства (примѣры можно видѣть въ таблицахъ сродства Макера пли Бергмана), о которыхъ придется говорить нѣсколько позже. Всѣ упомянутые здѣсь знаки служили лишь для качественнаго изображенія ве- щества: выборъ пхъ былъ произвольнымъ; нынѣ эти знаки оставлены. Примѣненіе атомической теоріи къ химическимъ соедине- ніямъ сдѣлало возможнымъ болѣе точно, чѣмъ прежде, изобра- жать знаками составъ соединеній, и у Дальтона эта мысль яв- ляется уже осуществленной при помощи кружковъ, для раз- личныхъ элементовъ, различнымъ образомъ отмѣченныхъ. Окись углерода, напр.. изображалась двумя кружками, соот- вѣтственно числу атомовъ, чернымъ кружкомъ для углерода и бѣлымъ для кислорода ф о. Неудобное знакоположеніе Даль- тона должно было легко уступить мѣсто современному, введен- ному Берцеліусомъ. Какъ извѣстно, наши знаки для элементовъ представляютъ первую букву пли первую съ которой нибудь другою буквою латинскаго названія металла. Соединенія пи- шутся сопоставленіемъ знаковъ для элементовъ съ обозначе- ніемъ справа на верху или внизу (послѣднее преимущественно въ Германіи) цифры, обозначающей число атомовъ, напр. сѣр- ная кислота изображалась формулой 8О3, такъ какъ прини- мали, что она на одинъ атомъ сѣры заключаетъ три атома кислорода Если въ соединеніи находится нѣсколько атомовъ перваго порядка, какъ называлъ ихъ Берцеліусъ, цифра ста- вится влѣво отъ перваго знака, напр. сѣрнокислая окись же- лѣза имѣла формулу I е20‘*4-3803. Берцеліусъ полагалъ, что этп формулы непривыкшимъ къ ихъ употребленію покажутся слишкомъ сложными, и предложилъ обозначать кислородъ точками надъ знакомь элемента, напр. формула сѣрнокислой окиси желѣза по этому послѣднему обозначенію была бы 2Ре 38. Предложеніе Берцеліуса химическихъ знаковъ для эле- ментовъ было принято не безъ возраженіи. Во Франціи и теперь употребляютъ первыя буквы французскихъ названій элементовъ, напр. азотъ пишется обыкновенно (піігоце- піиш), а у французовъ А/ (агоіе). Другія возраженія были
69 высказываемы касательно возможности смѣшенія знаковъ въ химическихъ формулахъ съ алгебраическимъ пхъ значеніемъ. Полагаемъ возможнымъ не останавливаться на этихъ возра- женіяхъ: всесвѣтное употребленіе знаковъ Берцеліуса лучше всего освятило пхъ пользу и удобство. Установленіе знаковъ дало возможность впервые выра- зить взаимодѣйствіе веществъ химическими равенствами. Не пзлпшне указать, что равенства, состоявшія пзъ осо- быхъ знаковъ для выраженія химическихъ реакцій, употреб- лялись уже Лавуазье ’), Гитономъ де-Морво, Бергманомъ и др., но для выраженія исключительно качественной стороны теченія реакціи. Равенства Берцеліуса, т. е. нынѣ нами употребляемыя, выражаютъ не только качественную сторону явленія, но указываютъ и вѣсовыя отношенія, въ которыхъ взаимодѣйствіе, изображаемое равенствомъ, имѣетъ мѣсто. Химическія равенства и пхъ примѣненія столь извѣстны, что о нихъ далѣе говорить не приходится. Въ этой и прецшествующпхъ статьяхъ этой главы данъ очеркъ химической дѣятельности Берцеліуса за первую чет- верть XIX вѣка. Берцеліусъ является химическимъ выра- зителемъ этого времени. Какъ при всѣхъ великихъ хими- кахъ, и при Берцеліусѣ пока пришлось разсмотрѣть далеко не всѣ, а лишь нѣкоторыя стороны его дѣятельности. По- ложенный имъ въ утвержденіе атомической теоріи колос- сальйып трудъ былъ возданъ сторицею, и химику впервые приходится любоваться* стройностью плана созидающейся наукп. Мы не хотѣли нарушать этой стройности и не пре- рывали изложенія атомической теоріи Берцеліуса: для по- ниманія нѣкоторыхъ частностей въ вышеприведенномъ из- ложеніи, намъ должно теперь познакомиться съ гипотезой или закономъ Проута. Гипотеза Проута. Въ ноябрѣ 1815 года въ журналѣ, издаваемомъ Т. Том- сономъ 2), появилась анонимная статья, какъ потомъ оказа- лось, врача Проута (Ргоиі), въ которой авторъ сопоставилъ 1) Оеиѵгее, і. II, 516 и слѣд. 5) Аппаіз оГ рИіІозорЬу.
70 удѣльные вѣса газообразныхъ простыхъ и сложныхъ тѣлъ, причемъ какъ для удѣльныхъ вѣсовъ, такъ и для атомныхъ вѣсовъ, принялъ за единицу удѣльный вѣсъ Н = атому Н=1. Какъ для простыхъ, такъ п для сложныхъ тѣлъ по- лучились п для удѣльныхъ вѣсовъ, и для атомныхъ вѣсовъ цифры, кратныя по водороду. Приведемъ нѣсколько примѣ- ровъ ’): Уд. в. н = і о = іб ы = н Ат. в. 2 об. =1 0=8 К = 14 То же пмѣетъ мѣсто для неніи: Удѣльный вѣсъ . . Н20 — 9 Атомный » ... Н,0 = 9 8=16 С = 6 С1 = 36 К = 40 8 = 16 С = 6 С1 = 36 К = 40 нѣкоторыхъ сложныхъ соедп- СО = 14 СО2 = 22 НС1 — 18,5 СО = 14 СО2 = 22 НС1 = 37 Статья заканчивается замѣчаніемъ, что если справед- ливы приведенныя цифры, водородъ представляетъ примор- діальную матерію, изъ которой состоятъ всѣ вещества. Мысль о томъ, что атомные вѣса элементовъ представ- ляютъ кратныя отъ нѣкотораго пзъ нпхъ, появилась не первый разъ въ статьѣ Проута. Нѣсколько ранѣе (1813 и затѣмъ въ 1816) Томсонъ пробовалъ сдѣлать то же, исходя пзъ атомнаго вѣса кислорода, и для многпхъ элементовъ за- мѣтилъ кратныя отношенія атомныхъ вѣсовъ къ вѣсу атома кислорода, но присоединяясь къ мнѣнію Проута, Томсонъ выставилъ законъ Проута, какъ основной законъ химіи. Въ 1820 году Томсонъ сдѣлалъ рядъ новыхъ опредѣленій плот- ностей газообразныхъ тѣлъ; данныя этого изслѣдованія под- тверждали гипотезу Проута. Въ то же время Т. Томсонъ испыталъ вѣрность этой гипотезы и другимъ путемъ: вы- числивъ атомные вѣса элементовъ, какъ то слѣдуетъ ио ги- потезѣ Проута, кратности по водороду, и соотвѣтственно пмъ, частичные вѣса нѣкоторыхъ солей, онъ, отвѣсивъ по- требныя количества ихъ, приводилъ пхъ во взаимодѣйствіе. Взявъ, напр., частичныя количества хлорпстаго барія п сѣрнокаліевой соли, онъ нашелъ, что, дѣйствительно, взаи- модѣйствіе полное, и нисколько не остается той плп другой соли, не вошедшей въ реакцію. Этотъ методъ для повѣрки ') Цитирую по БсйѵѵеЩегз Веііга^е г. СИ. п. Рііузік, 24, стр. 313 примѣчаніе.
71 гипотезы Проута былъ избранъ удачно, но опыты Томсона были неточны, какъ то-показалъ Берцеліусъ. Въ 1822 году Берцеліусъ обратилъ вниманіе на этотъ во- просъ п приступилъ къ его рѣшенію съ тѣмъ безпристрастіемъ, которое характеризуетъ большую часть работъ его, сдѣлан- ныхъ въ первой четверти XIX вѣка. Всѣ доводы въ пользу гипотезы Проута были подробно разсмотрѣны, и результатъ повЬркп оказался слѣдующій. Сравненіе плотностей газооб- разныхъ элементовъ и такихъ же соединеній даетъ слѣдую- щіе результаты. Раздѣляя на плотность водорода плотности наилучше изслѣдованныхъ газовъ, получаемъ: для азота 7,09; для углекислоты 11.07; для кислорода 8,01. Уклоненія этпхъ опытныхъ чиселъ отъ цѣлыхъ чиселъ, какъ того требуетъ законъ Проута, весьма малы и могли бы быть объяснены ошибками опредѣленія плотностей. Но для плотности хлора получается величина = 17,62 и это уклоненіе отъ цѣлаго числа такъ велико, что уже не можетъ быть объяснено ошибкой опыта. Стало быть, методъ опредѣленія плотностей въ нѣкоторыхъ случаяхъ обнаруживаетъ невѣрность закона Проута. Второй рядъ доказательствъ этого закона выводятъ изъ сопоставленія атомныхъ вѣсовъ элементовъ: нѣтъ сомнѣ- нія, что для нѣкоторыхъ элементовъ атомные вѣса дѣйстви- тельно представляются кратными по водороду, но за то есть точно установленные случаи отсутствія кратности по водо- роду. Таковъ, напр. атомный вѣсъ свинца, который Берце- ліусъ почиталъ весьма точно опредѣленнымъ. Принимая атом- ный вѣсъ кислорода = 100, или, по водороду, равнымъ 8, въ томъ случаѣ, если бы гипотеза Проута была справедлива, атомные вѣса всѣхъ элементовъ, отнесенные къ О = 100, „ _ юо должны были оы представлять краткое отъ , т. е. отъ 12,5. Для свпнца нужно было бы, согласно гипотезѣ Проута, ожидать атомнаго вѣса дли=1287,5 илп=1300; между тѣмъ, опытъ даетъ 1294,5, какъ среднее пзъ 6 опредѣленій, ко- лебавшихся отъ 1293,2 до 1295,6. Слѣдовательно, уклоненія отъ закона Проута болѣе уклоненіи между опытами, съ ко- торыми законъ Проута является несовмѣстимымъ. Наконецъ п третій рядъ доказательствъ приводитъ Берцеліуса къ вы- воду о несостоятельности этого закона: отвѣшивая, какъ то
72 дѣлалъ Томсонъ, сѣрнокадіевую соль и хлористый баріи, въ такихъ количествахъ, чтобы атомы элементовъ, входящихъ въ ихъ составъ, отвѣчали гипотезѣ Проута, и приводя соли во взаимодѣйствіе, оказалось къ концу опыта до 2‘/2®/0 хло- ристаго барія неразложеннымъ, такъ какъ атомный вѣсъ калія прпнпмался=40, т. е. болѣе истиннаго, а для барія атомный вѣсъ=68, т. е. менѣе истиннаго, стало быть, от- вѣшивали слишкомъ мало сѣрнокаліевой соли для полнаго осажденія хлористаго барія. На основаніи этого превосход- наго опытнаго изслѣдованія, Берцеліусъ отрицалъ законъ Проута. Эти опыты содѣйствовали принятію кислорода какъ единицы для атомныхъ вѣсовъ что уже было указано на стр. 63. Повидимому, въ Англіи опыты Берцеліуса не могли превозмочь авторитета Томсона, и законъ Проута не счи- тался опровергнутымъ. Британская ассоціація для споспѣше- ствованія знаніи, сознавая важность этого вопроса, обра- тилась къ лучшему англійскому аналитику проф. Тернеру (Тигнег), съ просьбой повторить опыты Берцеліуса. Отчетъ объ этихъ опытахъ данъ былъ Тернеромъ въ 1833 году *). Избравъ для повѣрки опредѣленія атомныхъ вѣсовъ свинца, серебра, барія п хлора. Тернеръ получилъ для этихъ^ эле- ментовъ атомные вѣса, тождественные съ ' полученными Берцеліусомъ п опровергающіе гипотезу Проута. Предшествующія изслѣдованія, казалось бы, должны были окончательно и навсегда опровергнуть законъ Проута; на дѣлѣ оказалось противное. Гордому человѣческому разуму пріятно было думать, что онъ не только знаетъ основную матерію всего существующаго, но п то, какимъ образомъ пзъ нея составлены наши элементы, а потому п попытки доказать примѣнимость закона Проута тянутся до нашихъ дней. Нельзя отрицать, что методы опредѣленія атомныхъ вѣ- совъ нѣкоторыхъ элементовъ, даже въ рукахъ Берцеліуса, не представлялись, во всѣхъ отношеніяхъ, безупречными: по этой причинѣ въ сороковыхъ годахъ вновь весьма дѣя- тельно провѣряются опредѣленія атомныхъ вѣсовъ. Импульсъ ') В1ІІІ8І1 Аявосіаііоп герогі. 1833 сгр. 116.
73 такимъ опредѣленіямъ былъ данъ тогда уже знаменитымъ Дюма (4. Бита?). Второй разъ встрѣчаемся, мы съ этимъ именемъ, но опять воздержимся отъ сообщенія подробно- стей его жизни, приберегая пхъ до тѣхъ его открытій, ко- торыя считаются наиболѣе важными. Авторитетъ его имени былъ во Франціи весьма великъ, а потому не трудно себѣ представить, какое вліяніе оказывали его работы и мнѣнія: п тѣ и другія оказывались въ пользу гипотезы Проута. Въ декабрѣ 1840 года Дюма, вмѣстѣ со Стасомъ (ВіаД представили въ Парпжкую Академію мемуаръ, озаглавленный: «объ истинномъ атомномъ вѣсѣ углерода». Атомный вѣсъ угле- рода былъ установленъ Берцеліусомъ по анализу и плот- ности углекпслоты=76,44 (0=100) или=6,13 (Н=0,5). Для насъ очевидно, что такой атомный вѣсъ углерода значи- тельно болѣе, примѣрно на 2°/0, чѣмъ слѣдуетъ (12,26 вмѣсто 12). Когда улучшены были способы органическаго анализа, на нихъ сказалась невѣрность атомнаго вѣса угле- рода. Лучшіе анализы органическихъ соединеній, хотя н вѣрно 'сдѣланные, давали при разчисленіи невѣрные резуль- таты; вслѣдствіе слишкомъ большаго атомнаго вѣса угле- рода, сумма входящихъ въ составъ органическаго соедине- нія элементовъ вычислялась болѣе чѣмъ 100. Напр. ана- лизъ нафталина, разсчисленный съ атомнымъ вѣсомъ угле- рода=6,13, давалъ 95,38 С п 6,29 Н, что составляло въ суммѣ 101,67, вмѣсто 100. Дюма первый обратилъ на это вниманіе. Такъ какъ атомный вѣсъ водорода выводится изъ состава воды, а этотъ послѣдній считался опредѣленнымъ вѣрно, то и атомный вѣсъ водорода былъ вѣренъ; ошибка при органическихъ анализахъ должна была происходить отъ невѣрности атомнаго вѣса углерода, выводимаго изъ со- става углекислоты. Весьма точными опытами, сдѣланными при содѣйствіи Стаса *), сжиганія графита и алмаза въ ки- слородѣ, Дюма точно установилъ вѣсовой составъ углеки- слоты. Изъ него вытекали отношенія атомныхъ вѣсовъ ки- слорода и углерода какъ 8: 3 (11=1); это былъ средній выводъ пзъ девяти опытовъ сжиганія графита, которые дали въ среднемъ отношеніе 8:2,9993, и пятп опытовъ сжиганія 1) Апп. де сЬітіе еі де рЬув. 3 8. Т. I, стр. 1.
74 алмаза, давшихъ отношеніе 8 : 3.0002. Принимая атомный вѣсъ углерода=6. органическіе анализы дѣлались вѣрными; такъ, напр., вышеприведенный анализъ нафталина, примѣ- няя для вычисленія вѣрный атомный вѣсъ углерода, даетъ 93.86 С и 6,29 Н. Сумма=100,15 и уклоненіе отъ 100 ле- житъ вполнѣ въ предѣлѣ ошибокъ органическаго анализа. Важность выводовъ Дюма вызвала немедленное повто- реніе его изслѣдованій: Эрдманъ и Маршанъ (Егйтаип. Магсііапй) повторяютъ въ лейпцигской лабораторіи сжига- ніе алмаза съ цѣлью повѣрки состава углекпслоты *); въ ла- бораторіи Либиха въ Гиссенѣ дѣлается повтореніе органи- ческихъ анализовъ (въ производствѣ которыхъ, между про- чимъ, принималъ участіе покойный профессоръ С.-Петер- бургскаго университета А. А. Воскресенскій). Результаты Дюма были подтверждены: впрочемъ, отмѣтимъ, что Либихъ неправильно приписалъ углероду атомный вѣсъ. 6,07 (т. е. 75,854 при 0=100) * 2 3). Баронъ Вреде, опредѣленіемъ плот- ностей кислорода, окиси углерода п углекпслоты, стало быть, методомъ, употребленнымъ»!! Берцеліусомъ, получилъ вѣр- ный атомный вѣсъ углерода, тождественный съ тѣмъ, ко- торый былъ полученъ Дюма 8). Атомный вѣсъ углерода былъ такимъ образомъ установ- ленъ=6, и это опредѣленіе указывало, что атомный вѣсъ углерода слѣдуетъ закону Проута. До этого времени осо- бенно охотно приводили атомный вѣсъ углерода, какъ опро- вергающій гипотезу Проута. такъ какъ считали, что опре- дѣленіе его сдѣлано весьма тщательно. Изслѣдованіе Дюма вновь обратило всеобщее вниманіе на забытую гипотезу Проута, чему'дѣятельно содѣйствовалъ Дюма. Въ 1842 году явилось классическое изслѣдованіе Дюма надъ составомъ воды 4), въ которомъ, общеизвѣстными, вошедшими въ учеб- ники методами, былъ опредѣленъ составъ воды по синтезу и по анализу. Какъ результатъ опредѣленія состава воды, найдено, что отношеніе атомныхъ вѣсовъ кислорода и водорода=8 : 1. Выражая болѣе точно, установленное •) Доигп. Г. ргасі. СЬешіе 53, 159. ’) ІЛеЬід и. НеЩепЬасІіег. Апп СЬет. Рііагт., 38, 113. 3) Веггеііпз. Еаррогі аппиеі за 1841 годъ, стр. 41. 4) Сотрі. гепбив 14,537.
75 опытомъ отношеніе атомныхъ вѣсовъ указанныхъ элемен- Товъ=8000: 1002. Позднѣйшіе опыты, напр. Стаса, прпвелп къ точно такому же результату. II теперь еще нельзя съ опредѣленностью сказать, которое отношеніе—8:1 или 8000 :1002, отвѣчаетъ истинному отношенію атомныхъ вѣ- совъ кислорода п водорода. Дюма принималъ правильность перваго отношенія, подтвержденнаго Эрдманомъ и Марша- номъ, и указывая!, на соотвѣтствіе вновь опредѣленныхъ атомныхъ вѣсовъ съ закономъ Проута. Онъ находилъ, что до тѣхъ цоръ «взгляды доктора Проута не были еще под- вергаемы глубокому и искреннему обсужденію, котораго заслуживали по пхъ важности». Когда вскорѣ и пай кальція былъ найденъ Дюма=20, онъ уже говоритъ, что взгляды Проута «представляются уже вообще принятыми». Эти выводы Дюма не остались безъ возраженія. Берце- ліусъ въ ежегодникѣ за 1842 г. (французское изданіе, стр. 7) пишетъ, что «Дюма однимъ почеркомъ пера хочетъ набросить тѣнь подозрѣнія на вѣрность опредѣленія всѣхъ атомныхъ вѣсовъ». И на этотъ разъ общепримѣнпмость за- кона Проута была опровергнута опредѣленіемъ эквивалента (частичнаго вѣса) хлористаго калія, сдѣланнымъ Пелузомъ (Реіоиге), ученикомъ Берцеліуса. Пелузъ нашелъ, что про- каливаніемъ хлорноватокаліевой солп и взвѣшиваніемъ остающагося хлористаго калія, стало быть, опредѣляя от- ношеніе кислорода къ хлористому калію, для послѣдняго получается эквивалентъ (частичный вѣсъ) 74,383 (т. е. по современнымъ атомнымъ вѣсамъ К=39,1 п СѢ=35,5, въ сум- мѣ 74,6), число, несовпадающее съ требуемымъ по закону Проута, такъ какъ не представляетъ кратности по водо- роду. Женевскій профессоръ Мариньякъ (С. Магірщас) под- твердилъ чпсла Пелуза и въ превосходной работѣ *) далъ новыя опредѣленія слѣдующихъ атомныхъ вѣсовъ (Н—1): Серебро = 107,92 Калій — 39,11 Кальцій = 20 Хлоръ = 35,46 Уклоненія большинства приведенныхъ атомныхъ вѣсовъ отъ цѣлыхъ чиселъ, согласно гипотезѣ Проута, не трудно ’) ВіЫіоІедке ппіѵегаеііе <1е Сепёѵе. Т. 40, 146 и 46, 350). Бромъ = 80 Іодъ = 126,88 Азотъ = 14
76 объяснить неизбѣжными ошибками опытовъ. Опредѣленіе атомнаго вѣса одного лишь хлора ’) значительно уклоняется отъ требуемаго гипотезой Проута. Убѣжденный въ вѣр- ности этой гипотезы, Мариньякъ полагалъ возможнымъ нѣ- которымъ измѣненіемъ закона Проута согласить противо- рѣчія. «Достаточно для этого принять, предлагаетъ Ма- рпньякъ, что для нѣкоторыхъ элементовъ, напр. для хлора, атомный вѣсъ будетъ кратнымъ лишь половинѣ вѣса атома водорода». Постепенно съ теченіемъ времени число сторонниковъ гипотезы Проута возростаетъ. Въ срединѣ сороковыхъ го- довъ, Гергардтъ и Лоранъ, какъ мы ближе увидимъ свое- временно, своими важными открытіями были приведены къ измѣненію нѣкоторыхъ атомныхъ вѣсовъ и къ предположе- нію водорода какъ единицы для пхъ сравненія. Въ пятн- іесятыхъ годахъ это мнѣніе получило еще большее рас пространеніе, по мѣрѣ того какъ воспринимались воз- зрѣнія Гергардта и Лорана. Число опредѣленій атомныхъ вѣсовъ значительно увеличилось и въ концѣ пятидеся- тыхъ годовъ Дюма вновь выступаетъ съ пропагандой въ пользу закона Проута 2). Дюма выводитъ необходимость признанія справедливости этого закона не только изъ дан- ныхъ опыта, но и на основаніи теоретическихъ соображеній. Онъ представилъ новыя опредѣленія атомныхъ вѣсовъ мно- гихъ элементовъ. Опредѣленія были ' основаны, главнымъ образомъ, на анализѣ хлористыхъ соединеній элементовъ осажденіемъ хлора, въ нихъ заключающагося, азотносереб- ряной солью въ видѣ хлористаго серебра. Установивъ от- ношеніе атомныхъ вѣсовъ серебра и хлора какъ 108 : 35,5 (замѣтимъ, что это не точно по отношенію къ II -- 1), онъ на немъ основалъ вычисленіе атомныхъ вѣсовъ элементовъ. Выводомъ изъ сопоставленія такпмъ образомъ полученныхъ ') Съ работой Мариньяка имѣется какое то недоразуыѣніе, которое не умѣю рѣшить. Въ письмѣ къ Дюма (Сотр. гепіі. 14, 570} Ма- риньякъ, давая свои цифры, отнесенныя и въ вышесообщеняой статьѣ къ кислороду, даетъ другія числа сравнительно съ приведенными выше; изъ этихъ чиселъ Дюма вывелъ для хлора атомный вѣсъ 36, для се- ребра 110, для калія 40. Апп. сіі. рііуз. 3 8. Т. 55, стр. 129.
77 атомныхъ вѣсовъ было то, что атомные вѣса большей части элементовъ представляютъ кратныя по цѣлому числу отъ , водорода, что многіе атомные вѣса (С1, 5і, Со, Ми, Ва, РЬ п др.) представляютъ кратные отъ 0,5, т. е. половины атомнаго вѣса водорода, наконецъ, что для небольшаго числа элементовъ (А1, Си, 2п, 8е, 8г) атомные вѣса представляютъ кратное отъ четверти атомнаго вѣса водорода, т. е. отъ 0,2 5. Такое постепенное уменьшеніе единицы для кратности атом- наго вѣса, во многихъ случаяхъ уже падающее въ предѣлъ ошибокъ опыта, есть лучшій признакъ, что законъ Проута не имѣетъ мѣста. Дюма однако противнаго мнѣнія и при- лагалъ цѣлую теорію о сложности, такъ называемыхъ, эле- ментовъ для поясненія необходимости существованія закона Проута. Эти теоретическія мнѣнія Дюма мы предполагаемъ изложить впослѣдствіи *). Новѣйшія изслѣдованія Стаса окончательно, казалось, должны были бы опровергнуть законъ Проута. Точнѣйшими опредѣленіями атомныхъ вѣсовъ (источникъ указанъ на стр. 39), Стасъ приходитъ къ соотношеніямъ между атом- ными вѣсами, приведенными (со значительными сокраще- ніями противу таблицы Стаса) въ слѣдующихъ двухъ стро- кахъ. Въ первой строкѣ атомные вѣса отнесены къ 0=16, во второй къ Н = 1. Отношеніе между атомными вѣсами водорода и кислорода, къ несчастію, нельзя считать точно установленнымъ и, повидимому, наиболѣе вѣроятія заслу- живаютъ тѣ опредѣленія, которыя даютъ отношеніе 1:15,96. Н= 1 А§=107,66 Н=14 01=35,36 .1=126,53 К=39,01 0=16 А^—107,93 К=14,04 01=35,46 1=126,85 К=39,13 Имѣя въ виду, что въ этихъ атомныхъ вѣсахъ первая десятичная вполнѣ достовѣрна, а вторая весьма вѣроятна, очевидно, должно признать, что, и на этотъ разъ, опытъ не оправдываетъ гипотезы Проута, если не уменьшить еще болѣе, по меньшей мѣрѣ до */10 атомнаго вѣса водорода, единицу, кратность отъ которой опредѣляютъ. ’) Превосходный разборъ этой работы Дюма и закона Ироута данъ Н. II. Соколовымъ въ его диссертаціи: <о современномъ направленіи въ химіи», помѣщенной въ химическомъ журналѣ Н. Соколова и А. Энгельгардта за 1859 годъ
78 Казалось бы, послѣ этихъ опытовъ не могло быть и- рѣчи о законѣ Проута: а между тѣмъ, прп изложеніи періодиче- скаго закона атомныхъ вѣсовъ придется опять затронуть вопросъ о новѣйшемъ возрожденіи закона Проута прп раз- смотрѣніи вопроса о сложности элементовъ. Послѣ этого вводнаго эпизода обратимся вновь къ раз- смотрѣнію атомической теоріп, нѣкоторую оцѣнку которой можно дать лишь теперь, познакомившись съ ея первыми приложеніями. Механическая и динамическая гипотезы строенія вещества. Съ наступленіемъ новаго періода въ химіи, начатаго Лавуазье, какъ мы впдѣли, уже, явилась возможность сдѣ- лать нѣсколько въ высокой степени важныхъ выводовъ. Только зная истинный качественный составъ тѣлъ, можно было приступить къ изученію вопросовъ, касающихся ве- щества и его строенія. Единая лп матерія, или нѣсколько отдѣльныхъ матерій входятъ въ составъ всего, окружаю- щаго насъ? Если признать, что вопросъ этотъ можетъ быть рѣшенъ опытомъ и что вышеизложенные способы экспери- ментированья, которые были примѣнены для рѣшенія этого во- проса, достаточны, слѣдуетъ сдѣлать выводъ, что существуютъ довольно много видовъ матеріи, простыхъ тѣлъ. Зная однако, какъ постепенно совершенствовались методы изслѣдованія, химикъ высказаннымъ положеніемъ не предрѣшаетъ, что п нывѣ извѣстныя простыя тѣла не могутъ быть, въ свою очередь, разложены на тѣла еще простѣйшія, если будутъ приложены способы изученія болѣе совершенные, чѣмъ при- мѣняемые нынѣ. Вся сумма свѣдѣніи нашихъ объ элемен- тахъ, въ особенности общая приложимость къ нимъ закона Дюлонга и Пти, показываетъ однако, что существующіе элементы, предполагая пхъ сложными, представляютъ оди- наковую степень сложности, и едва лп средп нихъ нужно искать примордіальнаго имъ всѣмъ вещества. Мы значительно позднѣе еще вернемся къ разсмотрѣнію этого вопроса. Опытъ показываетъ, что различные виды вещества, соединяясь другъ съ другомъ, даютъ химическія соединенія, обладающія постоянствомъ состава, а самое соединеніе совершается въ
79 весьма простыхъ, какъ вѣсовыхъ, такъ и объемныхъ отно- шеніяхъ, Таковы выводы изъ опыта; просмотримъ теоріи, данныя для ихъ объясненія. Выборъ теоріи для объясненія приведенныхъ опытныхъ выводовъ до нѣкоторой степени уже предрѣшенъ нами: на первый планъ мы выставили атомическую гипотезу п про- слѣдили ея постепенное развитіе. Эта теорія не противо- рѣчптъ опытному выводу о различіи видовъ вещества и была приложена къ объясненію и объединенію опытныхъ выводовъ. Она, до сихъ поръ, постоянно оправдываетъ пред- ставленныя ей требованія; тотъ отдѣлъ хпмпческихъ соедине- ній, который преимущественно разработывался въ первыя де- сятилѣтія послѣ Лавуазье, немыслимъ безъ атомической тео- ріи, или, говоря правильнѣе, разработывался исключитель- но въ ея смыслѣ. Прп изложеніи, мы не скрыли отъ чи- тателя, что какъ опредѣленіе атомнаго состава соединеніи, такъ и опредѣленіе атомныхъ вѣсовъ элементовъ построены на извѣстныхъ допущеніяхъ, которыя и былп указаны нами, и безъ которыхъ, т, е. на основаніи одного опыта, этп во- просы йе могутъ быть рѣшены. Нб должно забывать, что основное представленіе атомической гипотезы вытекло изъ законовъ постоянства состава и закона кратныхъ отно- шеній, а потому гипотеза эта приложима преимущественно къ соединеніямъ, которыя мы зовемъ соединеніями опредѣ- леннаго состава пли, короче, опредѣленными соединеніями. Теорія указываетъ пути, какъ разработывать эти соедине- нія: дѣйствительно, со времени возникновенія теоріи, та- кія соединенія преимущественно и изучались. Между тѣмъ, существуетъ обширный рядъ соединеній неопредѣленнаго состава, напр. растворовъ, сплавовъ, представляющихъ весьма своеобразныя явленія, но которыхъ атомическая тео- рія не затрогиваетъ и не обнимаетъ, а потому и не ука- зываетъ путей для изслѣдованія. Связь неопредѣленныхъ и опредѣленныхъ химическихъ соединеній—неразрывная, и пхъ существованіе разсматриваютъ, какъ проявленіе одной и той же силы химическаго сродства. Хотя атомическая теорія не охватываетъ всего круга химическихъ явленіи, но въ послѣднее время прилагается для объясненія многихъ физическихъ явленій. Мы раз-
80 скажемъ своевременно, какъ зародилось и было установлено понятіе о частицѣ химическихъ соединеніи. Соотвѣтственно съ этимъ измѣнились, и взгляды на строеніе тѣлъ въ томъ смыслѣ, что тѣла принимаются состоящими пзъ частицъ; частичная гипотеза стала на мѣсто гипотезы атомической. Частицы одарены движеніемъ собственнымъ, равно какъ и атомы, ихъ составляющіе; движенія какъ частицъ, такъ и атомовъ принимаются происходящими около нѣкотораго по- ложенія равновѣсія. Центры тяжести частицъ находятся на громадныхъ разстояніяхъ другъ отъ друга, въ особой средѣ, называемой эфиромъ. Энергія частичныхъ движеній обуслов- ливаетъ то, что мы зовемъ температурой. Въ газообразныхъ веществахъ частицы обладаютъ прямолинейнымъ движеніемъ. Давленіе газа обусловливается ударами частицъ о стѣнки сосуда, заключающаго газъ: сжимая газы, мы обусловлива- емъ въ единицу времени .большее число ударовъ частицъ— давленіе увеличится пропорціонально уменьшенію объема. Точно также возвышеніе температуры, увеличивая скорость движенія частицъ, а слѣдовательно и число ударовъ, уве- личиваетъ давленіе. Эти положенія позволяютъ вывести за- коны Маріотта-Бойля, Гэ-Люссака, и Авогадро. Изложеніе кинетической теоріи газовъ Кренпга-Клаузіуса, расширенной Клеркомъ Чаксвеллемъ и Ванъ-деръ-Ваальсомъ, выхолитъ за предѣлы этого сочиненія. Несмотря на указанное блестящее развитіе частичной гипотезы, мы вправѣ сдѣлать вопросъ: доказано ли вообще, что матерія состоитъ пзъ атомовъ? Ие смотря на извѣстныя въ наукѣ попытки измѣрить скорости движенія и объемъ частицъ, число пхъ вь нѣкоторомъ объемѣ вещества, едва ли кто усмотритъ въ этихъ попыткахъ доказательства ре- альнаго существованія атомовъ. И самое понятіе объ атомѣ представляется противорѣчивымъ, какъ еще указалъ въ концѣ прошлаго вѣка Босковпчъ: какъ представить себѣ атомъ (частпцу), имѣющій протяженіе, но въ то же время недѣлимый далѣе? Думаютъ обойти это противорѣчіе при- нятіемъ, что атомъ представляетъ только матеріальную точку приложенія силъ. Но такое представленіе сводни, атомическую теорію съ тоіі реальной почвы, на которую ее поставила химія. Это не единственное противорѣчіе есть
81 въ атомической теоріи и другія несоотвѣтствія съ фактами Нѣтъ возможности въ краткомъ сочиненіи подвергнуть раз- смотрѣнію этотъ вопросъ. Для химіи онъ еще не пріобрѣлъ важности *). При огромной пользѣ, которую атомическая тео- рія принесла химіи, мы, какъ и Берцеліусъ, предпочитая простѣйшія объясненія какъ наплучшія, смотримъ на ато- мическую гипотезу какъ на средство представить ходъ хи- мическаго явленія, но не имѣемъ претензіи думать, что тео- рія воспроизводитъ дѣйствительность и сущность явленія. Съ вопросомъ о существованіи атомовъ близко сопри- касается вопросъ, много занимавшій и философовъ, и хи- миковъ: дѣлима лп матерія до безконечностп или нѣтъ?. Предполагали возможнымъ этотъ вопросъ рѣшить опытомъ. Если матерія безконечно дѣлима, то земная атмосфера должна, выходя изъ сферы притяженія земли, встрѣ- титься на прочихъ планетахъ солнечной системы и на лунѣ (\Ѵ. \Ѵо11а»іоп). Современные приборы не указываютъ на лунѣ атмосферы, но и при положительномъ отвѣтѣ, едва-ли такую постановку столь важнаго ‘вопроса можно считать безупречною. Атомистъ отвѣчаетъ на этотъ вопросъ отри- цательно: матерія не дѣлпма до безконечности, онъ прини- маетъ, какъ прежде называли, механическую гипотезу о строеніи тѣлъ. Въ недавнее время возникло воззрѣніе, ко- торое даетъ математическое доказательство не только не- обходимости неполнаго дѣленія вещества, но и индиви- дуальности и вѣчности атомовъ. Эта теорія атомовъ—впх- реи (ѵогіех-аіопіз) сэра Вилліама Томсона. По мнѣнію этого ученаго, вещество, досту пное нашему чувственному воспрія- тію, представляетъ движущіяся части вещества, заполняю- щаго все пространство и одареннаго инерціей 2). ') Указываемъ на сочиненіе Я. В. 8іа11о, Іа тпаііёге еѣ Іа рйузідпе пюйепіе, Раі'із, 1Ь84, разсматривающее этотч> вопросъ 2) Желающимъ познакомиться съ общедоступво изложенными гипо- тезами о строеніи вещества рекомендуемъ послѣднюю главу изъ сочи- ненія А. Вюрца, атомическая теорія (есть русскій переводъ), равно какъ сочиненія II Тэта, лекціи о новѣйшихъ успѣхахъ Физическихъ знаній (переводъ подъ редакціей И. ЛІ Сѣченова) и того же автора: о свойствахъ вещества (Ргорегііеэ оі шаНет, ЕііпЬпг^Іі, 1й85). Си. также Основы химіи М< ндслѣева. 6
82 Не касаясь всѣхъ гипотезъ о строеніи вещества ’), укажемъ, что теоріямъ, основаннымъ па ограниченной дѣ- лимости вещества, механическимъ теоріямъ, протпвуста- вится динамическая гипотеза о строепіп тѣлъ, развитая въ особенности Э. Кантомъ 2). Динамическая гопотеза прини- маетъ, что матерія равномѣрно заполняетъ пространство, безконечно дѣлима и одарена двумя силами: силою притя- женія и отталкиванія; прп нѣкоторомъ давленіи, матерія является сжимаемою не вполнѣ, такъ какъ при этомъ оттал- кивательная сила увеличивается и превозмогаетъ давленіе. Различіемъ въ приложеніи этихъ силъ объясняются физиче- скія свойства тѣлъ. Химическое сродство веществъ другъ къ другу есть способность ихъ къ взаимному проникнове- венію: при соединеніи происходитъ полное взаимное про- никновеніе, а не соположеніе вещества, какъ принимаетъ механическая теорія. Динамическая теорія не предвидѣла ни закона постоянства состава, ни кратныхъ отношеній, а потому и приверженцы ея ко времени полнаго установленія этпхъ законовъ исчезли. Но общая точка зрѣнія, изъ понятія о движеніи и понятія о силѣ вывести химическія явленія, не исчезла и еще недавно была сдѣлана подобная попытка 3). Еще менѣе распространились воззрѣнія натурфилософовъ, бывшія особенно въ модѣ въ началѣ этого столѣтія, близ- кія по формѣ къ воззрѣніямъ Канта, но глубоко отъ нихъ отличающіяся допущеніемъ существованія только притяга- тельной и отталкивательноп сплъ, но не матеріи; послѣдняя являлась лишь какъ продуктъ взаимодѣйствія этихъ силъ. Замѣчательно, что не отъ послѣдователей динамическихъ гппотезъ, никогда не представлявшихъ выдающихся именъ въ химіи, пришлось защищать атомическое воззрѣніе. Счи- тая установленнымъ законы какъ постоянства состава, такъ и кратныхъ отноше'ній, нѣкоторые химики сочли невозмож- нымъ ндтп далѣе того, что указываетъ опытъ. Различіе въ мнѣніяхъ химиковъ сказалось въ оцѣнкѣ открытыхъ фак- *) Таіі. Ргорегііев пГ таііег, р 287. ’) Дпппапиеі Каиі. ЫеіарЬузізсІіе АпГап^впгііпйе йег Киіипѵіззеп- всЬаП. Ьеіргі^. 1800. 3-е пзд. 3) Г. Моііг. Месііапівсііе ТЬеогіе йег сЬетівсасп АІТІпіШи его же АІ)р;еіпеіпе Тйеоііс йег Ветгедиіцг ппй КгаП.
83 товъ и въ допущеніи объясненія пхъ гипотезой. Большая часть химиковъ связала эти данныя съ атомической гипо- тезой, тогда какъ меньшая часть не рѣшалась допустить гипотезы. Между химиками появился расколъ въ оцѣнкѣ научныхъ фактовъ, расколъ, въ большей пли меньшей сте- пени сохранившійся до нашихъ дней. Оба направленія отвѣ- чаютъ различнымъ сторонамъ проявленія человѣческаго духа; оба направленія не только законны, но и прогрессъ наукп и ея точность, въ значительной мѣрѣ, находятся въ зави- симости отъ сталкновенія противоположныхъ мнѣній. Изъ лагеря химиковъ, которыхъ можно было бы назвать, позже сложившимся именемъ, химиковъ-позитивпстовъ, и считаю- щихъ въ еврей средѣ первокласныхъ ученыхъ, вышли наи- болѣе горячіе противники атомической теоріи. Эквивалентъ, пай, отношеніе. До появленія атомической гипотезы, какъ мы знаемъ, были уже установлены многочисленныя правильности ме- жду вѣсовыми отношеніями различныхъ веществъ при ихъ соединеніи или разложеніи. Сказанное относится, въ осо- бенности, къ классу солей, изученіе состава которыхъ, въ концѣ XVIII вѣка, сдѣлало значительные успѣхи. Мы уже указывали (стр. 48) на открытіе Кэвендиша, что различныя вѣсовыя количества кислотъ насыщаютъ одно и тоже ко- личество извести; количества различныхъ кислотъ, насы- щающихъ одно и тоже количество основанія, Кэвендишъ назвалъ эквивалентными количествами. Понятіе объ экви- валентномъ количествѣ, или проще, объ эквивалентѣ было далѣе развито и значительно обобщено Волластономъ (АѴоІ- Іаяіоп). Заслуги этого ученаго по установленію закона крат- ныхъ отношеніи были своевременно указаны. Волластонъ расширилъ понятіе химическаго эквивалента, прилагая его не только къ основаніямъ и кислотамъ, но и къ простымъ тѣламъ, разумѣя подъ названіемъ эквивалента тѣ вѣсовыя количества элементовъ, которыя вступаютъ между собою въ соединеніе (1813). Имѣя въ виду вопросы лабораторной практики химика, Волластонъ составилъ синоптическую шкалу химическихъ эквивалентовъ, допускающую быстро *
84 находить количество составныхъ частей солей ’)- Изъ дру- гихъ ученыхъ Англіи укажемъ на знаменитаго Дэви, кото- рый находилъ, «что излагая ученіе о вѣсовыхъ отношеніяхъ соединяющихся веществъ, нѣтъ необходимости разсматри- вать пхъ какъ состоящими изъ атомовъ» * 2). Во Франціи, Бертолле, вслѣдствіе теоретическихъ своихъ представленій (отчасти приведенныхъ на стр. 36) не сочувствовалъ ато- мической теоріи, да и вообще полагалъ, что наука пойдетъ по болѣе вѣрной дорогѣ, «дѣлая выводы изъ фактовъ, чѣмъ занимаясь вопросами числа, расположенія атомовъ, не под- лежащихъ* опыту» 3) Гэ Люссакъ былъ также мнѣнія близкаго къ тѣмъ, которыя изложены выше; для обозна- ченія состава соединеній онъ указывалъ или объемы вхо- дящихъ въ составъ ихъ элементовъ или примѣнялъ вѣсовыя отношенія послѣднихъ. Вѣсовыя отношенія онъ выводилъ непосредственно изъ данныхъ анализа, называя ихъ пли отно- шеніями (гаррогі), или пропорціональными числами (пошЪге ргороіѣіопеі). Эти отношенія или эквиваленты, какъ ихъ иногда звали, примѣнялись до сороковыхъ годовъ во Франціи. Въ Германіи также были горячіе противники атомическаго уче- нія. Швейгеръ 4), основываясь на данныхъ анализа, предла- галъ выводить эквиваленты простыхъ тѣлъ и называть ихъ дифференціалами простыхъ тѣлъ; сумма дифференціаловъ простыхъ тѣлъ давала дифференціалъ сложнаго тѣла. Напри- мѣръ: дифференціалъ воды сігс 9 => йо 8 -ф сік 1 равенъ суммѣ дифференціаловъ кислорода и водорода. Нѣтъ возможности разбирать отдѣльно эти близкія между собою мнѣнія: пред- почитаю остановится ближе на взглядахъ Гмелипыхъ (Бео- роій (ттеііп профессоръ Гейдельбергскаго университета, С. (іпіеііп профессоръ Тюбингенскаго университета), хорошо обработанныхъ; химики школы Леопольда Гмелина въ Гер- маніи были и до сороковыхъ годовъ. ’) Есііеііе вупоріідие йев ёдиіѵаіенів сііітіднев, рат. XV. ХѴоіІевіон. Апп. сіііт. еі рЬувідие. 1 Бегіе Т. 90, р. 138. *) Еіетепів <1е рЬіІоворЬіе сііітідие, Т. і, р. 8'). 3) См. предисловіе Ьертолле къ переводу системы Тоисона, Т. I, стр. 27. Полное названіе сочиненія дано наии на стр. 40. 4) БсЬѵѵсірег, СеЬег Ыаііонв Меввкипві сЬешіяйіег Еіетепіе. Веі- ігііре хиг СЪетіе и. Рііувік, 10, стр. 355.
Ъо Гмелинъ принимаетъ, что законъ постоянства состава или законъ паевъ представляетъ законъ природы. Пай (Мія’кипёзреѵгісЫ) элемента есть то неизмѣнное вѣсовое ко- личество. которое входитъ въ составъ всѣхъ его соединеній съ другими элементами. Законъ паевъ предвидитъ и объ- ясняетъ законъ кратныхъ отношеній, такъ какъ для элемен- товъ, образующихъ нѣсколько соединеній, всякое пзъ этпхъ соединеній повинуется закону паевъ. Пай сложнаго тѣла представляетъ сумму паевъ простыхъ тѣлъ. Равные объемы паровъ пли газовъ заключаютъ плп равное число паевъ пли кратное по простому числу, т. е, въ 2, 4 разъ больше. Обратно: пай простаго плп сложнаго тѣла можетъ занимать 1, 2 плп 4 объема въ парообразномъ состояніи. Имѣя дѣло лишь съ относительными количествами, паи всѣхъ простыхъ тѣлъ должны быть отнесены къ какой нибудь единицѣ. Гме- линъ избралъ для этого пай водорода = 1. Если бы про- стыя тѣла соединялись въ одномъ только отношеніи, то для вывода паевъ можно было бй оставаться исключительно на опытной почвѣ; существованіе кратныхъ отношеній при со- единеніи нѣкоторыхъ элементовъ между собою заставляетъ и въ теоріи паевъ установить нѣкоторыя произвольныя правила для указанной цѣли. Таблица паевъ, которую даемъ ниже, построена на слѣдующихъ, положенныхъ въ основу ея, правилахъ: 1) въ водѣ находится 1 пай водорода на 1 пай кислорода; 2) въ основаніяхъ, способныхъ образо- вать соли, приходится 1 пай кислорода; 3) избѣгаютъ дробей прп выборѣ пая. 11= 1 0= 8 8 = 16 С1 = 35,5 14 С = 6 К = 39,1 = 108 РЪ = 103,5 Когда, впервые появились эти положенія (1817), онѣ были и менѣе гипотетичными, и болѣе простыми, чѣмъ положенія атомической теоріи Берцеліуса. Формулы многихъ химиче- скихъ соединеніи получались болѣе простыя чѣмъ первыя формулы, данныв Берцеліусомъ. Отношенія между паями эле- ментовъ были правильнѣе, чѣмъ отношенія между атомными вѣсами элементовъ въ первой таблицѣ Берцеліуса. Срав- нивая съ вѣрными отношеніями между атомными вѣсами, въ
86 таблицѣ паевъ однако встрѣчаемъ невѣрности: говоря со- временнымъ языкомъ, нечетно эквивалентные элементы даютъ вѣрныя отношенія, а четно эквивалентные—невѣр- ныя отношенія. Мнѣнія Гмелина пмѣлн несомнѣнное влія- ніе на упрощеніе Берцеліусомъ его формулъ, равно какъ на измѣненіе атомныхъ вѣсовъ нѣкоторыхъ элементовъ. Обращаясь къ разсмотрѣнію приведенныхъ положеніи ученія о паяхъ плп эквивалентахъ, нельзя не обратить вни- манія, что и въ этомъ ученіи, подобно тому какъ и въ ато- мической теоріи, нельзя обойдтись безъ произвольныхъ по- ложеній для вывода паевъ элементовъ. Правда, что число гипотетическихъ положеній менѣе, чѣмъ въ атомической теоріи, такъ какъ ученіе о паяхъ не затрогивало вопросовъ о внутреннемъ строеніи вещества. Оставаясь на реальной почвѣ, ученіе о паяхъ не могло избѣгнуть противорѣчій въ выводѣ вѣсовъ паевъ, происходящихъ отъ примѣненія то вѣсовыхъ, то объемныхъ отношеній между соединяющимися элементами; примѣры такихъ противорѣчій мы разбирали при атомической теоріи. Теорія эквивалентовъ, безъ какой либо теоретической основы, отдаетъ предпочтеніе вѣсовымъ отношеніямъ передъ объемными и дѣлаетъ, соотвѣтственно этому, выводъ паевъ элементовъ. Это вводитъ ученіе экви- валентовъ въ неразрѣшимыя затрудненія и сплошь и рядомъ для многихъ химическихъ соединеніи употребляются неэкви- валентныя, одна относительно другой, формулы. Формулы Ге203, А12О3 и имъ подобныхъ основаній не эквивалентны формулѣ КО; тоже показываютъ формулы многоосновныхъ кислотъ (нечетной основности) напр. формула фосфорной кислоты Р2О5, при тогдашнихъ паяхъ фосфора и кислорода, была неэквивалентна, напр. формулѣ 8О3, сѣрной кислоты и т. д. Вообще понятіе эквивалентъ, какъ видно, неопредѣ- ленно; это понятіе пріобрѣло опредѣленность лишь значи- тельное время спустя послѣ разсматриваемаго времени. И такъ, ученіе эквивалентовъ, хотя представляетъ ме- нѣе гипотезъ, чѣмъ атомическая теорія, но также является неудовлетворительнымъ въ объясненіи всѣхъ встрѣчающихся химическихъ явленій. Оно далеко уступаетъ частичной ги- потезѣ, новому видоизмѣненію атомической теоріи. Въ Гер- маніи въ сороковыхъ годахъ, самъ Л. Гмелинъ, равно какъ
87 п послѣдователи перешли въ лагерь атомистовъ. Во Фран- ціи ученіе эквивалентовъ оказалось болѣе живучимъ; оно и теперь раздѣляется Бертело и его многочисленными учени- ками, равно какъ учениками покойнаго Сенъ-Клеръ-Девилля. Мнѣнія Бертело, главы химиковъ этого лагеря, хранящаго преданія великпхъ химиковъ Франціи начала этого столѣтія, почти дословно тѣ, которыя приведены нѣсколько выше, какъ мнѣнія .1, Гмелина; эти мнѣнія и нынѣ сохранили тѣ же противорѣчія на которыя было указано. Заслуги Бертело предъ современной химіей столь великп, что едва ли это можетъ служить поводомъ къ упреку въ отсталости воззрѣ- ній; мнѣ кажется это свидѣтельствуетъ лишь о сравнительно маломъ еще разритіи хпміи, еслп теоретически важныя из- слѣдованія—а таково значеніе большей части работъ Бер- тело—дѣлаются исходя изъ положеній, кажущихся для мно- гихъ уже несоотвѣтствующими современному состоянію науки. Всѣ предшествующія главы были посвящены изложенію развитія нашихъ знаній о веществѣ п законахъ, управляю- щихъ взаимодѣйствіемъ различныхъ видоизмѣненій веще- ства. Этп знанія должны быть теперь дополнены разсмо- трѣніемъ другаго фактора, обусловливающаго взаимодѣй- ствіе веществъ—силы химическаго сродства.
ГЛАВА. V. Теоріи химическаго сродства Бергмана и Бертолле. Въ предшествующихъ главахъ мы разсмотрѣли какъ установлены были законы, управляющіе вѣсовыми отноше- ніями тѣлъ при ихъ соединеніи, равно какъ теоріи, кото- рыя должны были ихъ объяснить. Обращаемся теперь къ разсмотрѣнію болѣе трудныхъ вопросовъ, какъ по поста- новкѣ, такъ и по способамъ рѣшенія. Мы разумѣемо здѣсь изслѣдованіе той силы, которой приписывали наступленіе химическаго взаимодѣйствія — силы химическаго сродства. Замѣтивъ фактъ соединенія двухъ разнородныхъ ве- ществъ, естественно было признать, что это соединеніе обу- словливается оявленіемъ особой силы, присущей соеди- няющимся веществамъ. Наблюденіе, ‘ что не всѣ вещества одинаково легко вступаютъ въ соединеніе другъ съ другомъ, вызвало предположеніе, что только сходственныя, сродныя тѣла могутъ соединяться (Гиппократъ); исходя изъ этого представленія и силу, обусловливающую химическое соеди- неніе, назвали силою сродства. Такое мнѣніе о химическомъ сродствѣ царило до ХѴТІ1 столѣтія, его напр. еще раздѣ- лялъ Вехеръ; самое названіе силы сродства приписываютъ Вархузену (Я. Вагішяеп, 1666—1732), хотя и ранѣе его это названіе употреблялось съ тѣмъ же значеніемъ. Болѣе близ- кое знакомство съ явленіемъ химическаго соединенія, не- рѣдко наблюдаемое уничтоженіе противоположныхъ качествъ при соединеніи, какъ, то имѣетъ мѣсто, когда основанія и кислоты образуютъ соли, постепенно привело къ противо- положному взгляду относительно силы химическаго сродства
89 Впервые Бургаве (Воегііаѵе, 1732) указалъ, что не столько охотныя тѣла, сколько вещества, такъ сказать, противополож- ныхъ качествъ, проявляютъ химическое сродство другъ къ другу и напчаще соединяются; что химическое сродство обу- словливается не степенью сходственности двухъ веществъ, но степенью пхъ различія. Съ того времени такое предста- вленіе о силѣ химическаго сродства является общепри- нятымъ. Съ конца XVII столѣтія начинаютъ усиленно зани- маться изученіемъ природы силы химическаго сродства, причемъ, за неимѣніемъ фактовъ, стараются довольство- ваться умозрительными построеніями. Первыя представле- нія, какъ п понятно, являются весьма грубыми. Лемери (Ьешегу* 1675) предполагалъ, что частички тѣлъ снаб- жены остріями п порами и, при соединеніи острія одного вещества проникаютъ въ поры* другаго. Открытіе Ньюто- номъ законовъ всемірнаго тяготѣнія не осталось безъ влія- нія на химическія представленія, и притяженіе массъ, ска- зывающееся столь простымъ закономъ въ солнечной си- стемѣ, стали распространять на частички тѣлъ. Раствореніе однихъ веществъ въ другихъ Ньютонъ объяснялъ притяже- ніемъ частичекъ растворяющагося тѣла къ частичкамъ рас- творителя. Ньютонъ однако строго отличалъ притяженіе между частичками веществъ л силу тяготѣнія, полагая, что химическое притяженіе двухъ веществъ обоюдно, чего нѣтъ при тяготѣніи. Принявъ, что притяженіе между частичками обусловливаетъ явленія химическаго сродства, у послѣдующихъ ученыхъ мы видимъ желаніе отожде- ствить притяженіе частичекъ тѣла съ тяготѣніемъ, при- чемъ отсутствіе примѣненія законовъ тяготѣнія прп хи- мическомъ дѣйствіи старались объяснить различіемъ при- роды веществъ, формы атомовъ, разстояніемъ ихъ (Бюф- фонъ). Къ концу восемнадцатаго столѣтія большинство хи- миковъ слѣдующимъ образомъ группировало различныя силы какъ видоизмѣненія, общей всѣмъ тѣламъ, силы прп- тяженія: сила тяготѣнія дѣйствуетъ на столь большихъ разстояніяхъ, что единственнымъ факторомъ, обусловливаю- щимъ проявленіе ея, является лишь масса тѣла; сила соприкосновенія (асПіёеіоп) предполагаетъ для возмож-
90 пости проявленіи малое разстояніе между частичками, она про- порціональна поверхности соприкасающихся тѣлъ; сила сцѣп- ленія (соЬёзіон) отличается отъ предшествующихъ, которыя прилагаются къ веществамъ однороднымъ плп разнороднымъ безразлично, тѣмъ что имѣетъ мѣсто лишь между части- цами одного и того же вещества; наконецъ, послѣднее проявленіе силы притяженія веществъ представляетъ хи- мическое сродство плп химическое притяженіе, проя- вляющееся, подобно силѣ сцѣпленія, между частичками и есть притяженіе, такъ сказать избирательное, какъ мы тот- часъ увидимъ, не имѣющее мѣсто между всякими веще- ствами. Таковы соотношенія между частичными силами по Гитону де-Морво * *) Вопросъ о природѣ сплы химическаго сродства мы изложили съ большою краткостью, по топ причинѣ, что всѣ предположенія, этой сплы касающіяся, не далп вы- водовъ. И нынѣ представленія о природѣ силы хими- ческаго сродства мы не имѣемъ; мы и теперь изслѣдуемъ лишь условія и законы проявленія этоп сплы, стремясь в ее подвести, подобно и прочимъ, нынѣ извѣстнымъ силамъ, къ нѣкоторому своеобразному движенію частицъ и атомовъ. Вопросы о различіи въ степени проявленія силы сродства, попытки измѣренія ея были предпринимаемы п въ прошед- шемъ вѣкѣ. Въ напсовершеннѣпщей формѣ рѣшала тогда эти вопросы теорія химическаго сродства знаменитаго Бергмана. Теоріи химическаго сродства Бергмана. По Бергману 2) всѣ вещества оказываютъ притяженіе другъ къ другу. Не вдаваясь въ причину явленія, но же- лая лишь изслѣдовать законы проявленія притяженія, Берг- манъ находитъ, что-это притяженіе повинуется инымъ за- конамъ, чѣмъ міровое тяготѣніе. Хотя, можетъ быть, эти оба вида притяженія одинаковы, но, дѣйствуя на близкомъ раз- стояніи, прп химическомъ сродствѣ оказываютъ вліяніе *) Епсусіорёйіе тсОюсІідие р. 551. *] Тоі Ьегп Вег^гпап, кіеіпе рііувібсЬе ипй сЬутівІіе ѴѴегке, аив Йет ІаіеіпівсЬеп йЬегэеігі ѵоп Н. ТаЬог 1785. Т. Ш, 360 статья сіе аіігасііо- пІЬив еІесНѵів.
91 форма и положеніе мельчайшихъ частицъ; различіе форма и положенія атомовъ вызываетъ различное притяженіе другъ къ другу. Вслѣдствіе различія притяженія данное тѣло избираетъ средп другихъ такое, съ которымъ наилучше соединяется. По этой причинѣ Бергманъ предложилъ назы- вать химическое сродство избирательнымъ притяже- ніемъ (айгаейо еіесйѵа). Новое названіе оказалось не въ состояніи вытѣснить стараго названія химическаго сродства, къ которому привыкли, которое и мы будемъ употреблять при дальнѣйшемъ изложеніи. Бергманъ, какъ и прежніе химики, принималъ и отличалъ нѣсколько видовъ сродства, весьма малое сравнительно съ числомъ видовъ сродства, при- нимаемыхъ химиками того времени. Однородное вещество подлежитъ притяженію сложенія (айгаейо аддгещійошк, айіпііё (Га^щгёдайоп); разнородныя вещества при соединеніи—притяженію состава (айгаейо сот- розійопіз). Соединеніе двухъ веществъ мокрымъ путемъ имѣемъ мѣсто вслѣдствіе прптяженія растворенія (айгаейо воіпйопіз), а сухимъ путемъ вслѣдствіе притяженія плавленія (айгаейо і'изіопш). Взаимодѣйствіе трехъ веществъ, при ис- ключеніи одного, обусловливается простымъ избирательнымъ сродствомъ (айгаейо вітріех еіесйѵа); четыре вещества при взаимодѣйствіи подпадаютъ дѣйствію двойнаго избиратель- наго сродства (айгаейо (Інріех) и т. д. Прп опредѣленныхъ условіяхъ взаимодѣйствія, степень всѣхъ видовъ сродства между веществами, по Бергману, остается постоянною и не- измѣнною. Это весьма важное положеніе въ теоріи Берг- мана, опредѣляющее направленіе всей теоріи. Простое избирательное сродство (айгаейо еіесйѵа кіінріех) обусловливаетъ наступленіе того случая хими- ческаго взаимодѣйствія, когда одно вещество при дѣй- ствіи на соединеніе, состоящее изъ двухъ другихъ ве- ществъ, соедпняется съ однимъ пзъ нихъ и вытѣсняетъ дру- гое. Этотъ случаи химическаго взаимодѣйствія былъ давно извѣстенъ: онъ имѣетъ мѣсто, говоря современнымъ язы- комъ, и для простыхъ тѣлъ, п для сложныхъ. Сюда, напри- мѣръ относятся случаи вытѣсненія кислотъ или основаній однихъ другими изъ среднихъ солей или случаи вытѣсненія однихъ металловъ другими также пзъ среднихъ солей. По-
92 добные опыты производились съ начала XVIII столѣтія и объ- яснялись различною, а именно, большею степенью сродства между соединяющимися веществами; вытѣсненіе происхо- дитъ вслѣдствіе меньшаго сродства вытѣсненнаго вещества къ двумъ соединившимся веществамъ. Реакціи вытѣсненія представляютъ первый по времени, методъ опытнаго опре- дѣленія силы химическаго сродства. Попытки примѣненія его встрѣчаются и у Бойля и у Шталя, но впервые онъ былъ хорошо разработанъ Жоффруа старшимъ (Еі. беоі'Ггоу), который собственно и высказалъ вышеприведенное опредѣ- леніе простаго избирательнаго сродства (избѣгая слова ай- иііё и замѣняя его словомъ гаррогі для обозначенія срод- ства). Результаты своихъ многочисленныхъ изслѣдованій, Жоффруа представилъ въ 1718 г. въ Парижскую академію въ формѣ 16 таблицъ, озаглавленныхъ «ТаЫея йев (ІіГГегепіз гаррогів оЬзегѵёз еп С’Ьушіе ешге (ШГегепіея зиЪзіапѵез». Эти таблицы совмѣщали всѣ тогда извѣстные химическіе факты; въ слѣдующей выпискѣ изъ таблицы Жоффруа для ясности введены современныя названія химическихъ веществъ. Сѣрная кислота. Азотная Щелочь. кислота. Флогистонъ. Желѣзо. Сѣрная к. Ѣдкія щелочи. Мѣдь. Азотная к. Амміакъ. Свивепѣ. Соляная к Щелочныя земли. Ртуть. Уксусная к. Желѣзо. Мѣдь. Серебро. Сѣроводородъ. • Серебро. Вотъ какъ должно понимать расположеніе веществъ въ столбцахъ. Разсматривая напр., столбецъ озаглавленный сѣр- ная кислота, видимъ что послѣдняя наиболѣе сродства имѣетъ къ флогистону, меньше къ ѣдкимъ щелочамъ, ещо меньше къ амміаку и т. д. Вообще говоря, въ каждомъ столбцѣ предшествующее тѣло вытѣсняетъ послѣдующее: амміакъ вытѣсняетъ щелочныя земли, эти вытѣсняютъ за- кись желѣза изъ сѣрнокислыхъ солей и т. д. Тоже приходится сказать и о столбцѣ средствъ ѣдкихъ щелочей къ кислотамъ: наибольшимъ сродствомъ обладаетъ сѣрная кислота, наи- меньшимъ сѣроводородъ.
93 Таблицы Жоффруа пріобрѣли большую важность и ока- зали на современныхъ ученыхъ огромное вліяніе. Совмѣ- щая, на первыхъ порахъ, все извѣстное относительно дѣй- ствія веществъ однихъ на другія, изготовленіе пли исправ- леніе таблицъ сродства сдѣлались модными вопросами химіи того времени. Для всякаго вновь открываемаго вещества требовалось изготовить таблицу средствъ его къ другимъ веществамъ и это считалось настолько же характеризующемъ новое вещество, какъ опредѣленіе атомнаго вѣса для вновь открываемаго элемента въ наше время. Поспѣшнымъ обоб- щеніемъ, забывая, что изслѣдована лишь одна реакція, заключали вообще о взаимномъ сродствѣ тѣлъ во всѣхъ условіяхъ. Теперь не представляетъ интереса подробно раз- сматривать какъ постепенно измѣнялись таблицы сродства, можно прямо перейти къ таблицамъ Бергмана, считавшимся наилучшими и потому пользовавшимся особою славою въ концѣ прошедшаго столѣтія. Недостатокъ, общій всѣмъ таблицамъ химическаго срод- ства, былъ тотъ, что онѣ не обращали вниманія на условія, при которыхъ протекаетъ реакція, избранная для измѣре- нія химическаго сродства. Между тѣмъ уже дазно накопля- лись наблюденія, которыя свидѣтельствовали о томъ, что условія сильно вліяютъ на ходъ взаимодѣйствія. Бергманъ обратилъ вниманіе на эту сторону вопроса и изъ различ- ныхъ условій реакцій остановился главнымъ образомъ на вліяніи температуры. Другія условія, въ то время, трудно было ввести въ таблицы. Реакціи, протекающія при высо- кой температурѣ, идутъ въ отсутствіи воды, а потому въ таблицы Бергмана, такъ сказать негласно, введено и влія- ніе присутствія или отсутствія воды на теченіе р. акцій. Бергманъ постепенно изготовилъ таблицы сродства для 59 кислотъ и основаній, и для каждаго изъ этихъ веществъ опредѣлилъ сродство другъ къ другу, какъ мокрымъ, такъ и сухимъ путемъ. Изъ его таблицъ выберемъ двѣ, отвѣчаю- щія приведеннымъ выше таблицамъ Жоффруа.
94 Сѣрная Мокрымъ пу- темъ. кислота. Сухимъ темъ: Кали. п у- Мокрымъ и у- Сухимъ пу- темъ: темъ: Варятъ. Флогистонъ. Сѣрная к. Фосфорная к. Кали или натръ. Баритъ. Азотная к. Борная к. Известь. Ка. и. Соляная к. Мышьяковая к. Магнезія. Натръ. Фосфорная к. Сѣрная к. Амміакъ. Известь. Мышьяковая к. Азотная к. Глиноземъ. Магнезія. Уксусная к. Соленая к. Окись цинка. Овиси металловъ. Борная к. Уксусная к. > желѣза. Амміакъ. Сѣрнистая к. > свинца. Глиноземъ. Углекислота. » мѣди. » ртути. > серебра. II въ этихъ таблицахъ расположеніе веществъ таково, что всякое предшествующее вещество вытѣсняетъ послѣ- дующее, причемъ въ оригинальныхъ таблицахъ Бергмана разсматриваются случаи вытѣсненія въ частности, исключенія, которыя они представляютъ п т. д. Таблицы Бергмана современниками считались непре- ложно вѣрными. Если принципъ положенный въ основу этпхъ таблицъ, опредѣлять степень химическаго сродства по реак- ціямъ вытѣсненія, и признать вѣрнымъ, то все-таки обоб- щеніе выводовъ пзъ столбцовъ Бергмана на всѣ химиче- скія реакціи было бы поспѣшнымъ, такъ какъ изслѣдуется лишь одинъ видъ химическихъ реакціи при небольшомъ числѣ условіи. И нынѣ, въ современной термохиміи, методъ вытѣсненія часто примѣняется и далъ много выводовъ. Оставаясь прп разборѣ проявленія простаго избира- тельнаго сродства, обратимся теперь къ попыткамъ, кото- рыя были сдѣланы съ цѣлью выразить количественно раз- личіе въ степени силы сродства. Бергманъ много труда по- святилъ на рѣшеніе этого вопроса. Данный, которыя полу- чимъ, 6}дутъ относиться не только до опредѣленія степени простаго избирательнаго сродства, но также двойнаго и во- обще притяженія состава (аіѣгасііо соиірояійопія). Напомнимъ, что во всѣхъ случаяхъ сродство между двумя веществами признается теоріей остающимся постояннымъ. Бергманъ думалъ, въ количествахъ соединяющихся между собою ве- ществъ, видѣть степень пхъ сродства. Разсматривая какое
95 количество напр. кислотъ нужно для нейтрализованія осно- ванія, Бергманъ вывелъ изъ этпхъ опытовъ, что вышеука- занныя вѣсовыя количества кислотъ даютъ тотъ же послѣ- довательный порядокъ ихъ, какъ п въ таблпцахъ сродства. Такъ напр. онъ нашелъ, что 100 вѣсовыхъ частей ѣдкаго кали соединяются съ 78,5 вѣсовыми частями сѣрной кислоты, 64 > > азотной » 51,5 » > соляной » Сродство щелочи наибольшее къ той кислотѣ, которой наибольшее количество потребно для соединенія со щелочью; обратно кислота, имѣющая наибольшее сродство къ щелочи, требуетъ наименьшее количество ея для нейтрализовати. По- слѣднее положеніе Бергманъ назвалъ химическимъ парадок- сомъ. Имѣя въ виду постоянство сродства реагирующихъ ве- ществъ, при взаимодѣйствіи кислотъ и основаній на среднія соли, вытекаетъ, изъ только что приведенныхъ положеній, что величина сродства даетъ направленіе теченію химической реакціи и эта послѣдняя пойдетъ до конца. Въ разбираемомъ случаѣ, кислоты съ сильнымъ сродствомъ, короче, сильныя кислоты, соединяются съ сильными основаніями и реакція пойдетъ до полнаго насыщенія тѣхъ и другихъ, если взаимо- дѣйствующія вещества имѣются въ достаточномъ для этого количествѣ. Эти положенія и выводы должно припомнить: ихъ намъ придется вновь затронуть, не только по поводу теоріи химическаго сродства Бертолле, но также по поводу новѣйшихъ термохимическихъ изслѣдованій. Всѣ вышеприведенныя важныя положенія о степени силы химическаго сродства основаны на опредѣленіи вѣсовыхъ количествъ кислотъ и основаній, потребныхъ для взаимнаго нептрализованія, или, что все равно, на составѣ среднихъ солей. Это и было причиной того, что Бергманъ интересо- вался составомъ среднихъ солей и произвелъ много анали- зовъ ихъ. Къ несчастію, анализы его въ большинствѣ слу- чаевъ невѣрны и вышеприведенныя цифры количества ки- слотъ, соединяющихся съ 100 вѣсовыми частями ѣдкаго калп, должны быть исправлены въ слѣдующія: 85 БН2О„ 114 ХНО8 и 58 ІІС1. Эти вѣрныя цифры не допускаютъ сдѣлать
96 выводъ Бергмана о степени сродства этихъ кислотъ. Хотя Кпрванъ, желавшій провести далѣе взгляды Бергмана, далъ лучшіе анализы многихъ среднихъ солеи, но мы на нихъ, равно какъ на выводахъ пзъ нихъ, не будемъ останавли- ваться, такъ какъ этотъ методъ опредѣленія степени хими- ческаго сро ства, по количеству соединяющихся веществъ, въ принципѣ невѣренъ. Укажемъ лишь еще нѣсколько чи- селъ Рихтера, въ сводкѣ Фишера: таблица показываетъ ко- личества кислотъ и основаніи, потребныя для взаимнаго ней- трализованія. Напр. для нептрализованія 2222 ч. барита нужно 1405 ч. азотной кпслоты, 1000 ч. сѣрной кислоты и т. д. Также и для кислотъ: напр. для 712 ч. соляной по- требно 1605 ч. кали, 859 ч. натра и т. д. Основанія: Кислоты: Баритъ 2222 1405 азотная кислота Кали 1605 1000 сѣрная кислота. Натръ 859 712 соляная кислота. Известь 793 577 угольная кислота «Всѣ эти числа, пишетъ Фишеръ '), могутъ считаться представителями силы сродства», а между тѣмъ этп, равно какъ всѣ получаемыя этимъ путемъ числа выражаютъ не степень сродства, но эквивалентныя количества кислотъ и основаній, которыя не стоятъ даже вообще къ сродству въ какомъ-либо отношеніи. Пользуясь случаемъ, мы остановимся еще на двухъ попыткахъ количественнаго опредѣленія степенп силы срод- ства, сдѣланныхъ въ концѣ прошлаго столѣтія. Первая по- пытка принадлежитъ Венцелю: онъ наблюдалъ скорость рас- творенія металловъ въ азотной кислотѣ и вывелъ изъ этихъ опытовъ, что: «сродство тѣлъ къ общему растворителю обратно пропорціонально времени, которое необходимо для ихъ растворенія». Опыты Венцеля были сведены въ таб- лицы; порядокъ веществъ въ таблицахъ Венцеля не совпа- далъ съ порядкомъ тѣлъ въ другихъ таблицахъ сродства. Способъ Венцеля былъ въ новѣйшее время повторенъ съ одной стороны Гульдбергомъ и Вааге 2), съ другой Каян- ’) Си. ВегЫюІІсі. Біаіідпе сііітідііе, Т. 1, р. 137. ’) С. ОиІёЬег^ сі Р. ІѴая^е. Еіисіев виг Іез аГГіпііёз сЬітідиез. Сіігівііаиіа, 1867.
97 .леромъ ') Въ одной изъ послѣднихъ главъ мы увидимъ, какъ нынѣ примѣняется измѣреніе скоростей реакцій и ка- кіе получены выводы. Вторая попытка опредѣленія степени сродства принад- лежитъ Гитону де-Морво. Исходя пзъ положенія, что одна пзъ первыхъ степеней частичнаго притяженія будетъ спла соприкосновенія (см. стр. 89, онъ изслѣдовалъ явленія при- липанія. Изъ его интересной статьи 2) мы приведемъ лишь слѣдующіе опыты, въ которыхъ кружки пзъ нижепоименован- ныхъ металловъ прикрѣплялись къ одному плечу вѣсовъ и опускались на ртутную поверхность, затѣмъ опредѣлялся вѣсъ, который нужно было положить на другую чаіпку вѣ- совъ, чтобы оторвать дпскъ металла отъ ртути. Цифры пред- ставляютъ прибавленный вѣсъ въ гранахъ. Золото 146 Висмутъ 372 Сурьма 126 Серебро 429 Цинкъ 204 Желѣзо 115 Олово 418 Мѣдь 142 Кобальтъ 8 Свинецъ 397 Обсуждая эти цифры, Гитонъ де-Морво приходитъ къ выводу, что онѣ представляютъ порядокъ сродства метал- ловъ къ ртутп. Многочисленные опыты, произведенные А шаромъ (Асѣапі) по пріему Гитона де-Морво и съ раз- личнѣйшими веществами, не дали выводовъ касательно во- просовъ о степени химическаго сродства. Въ таблицахъ Бергмана разсмотрѣніе простаго изби- рательнаго сродства заканчивается разсмотрѣніемъ ано- малій, представляемыхъ нѣкоторыми реакціями, помѣщен- ными въ таблицахъ. Эти аномаліи разбирать не предста- вляетъ интереса, но важно замѣтить, что всѣ онѣ обусло- вливаются условіями опыта, напр. растворимостью, избыт- комъ одного пзъ дѣйствующихъ веществъ 3). При обсужде- ній теоріи Бертолле, мы вернемся къ этому замѣчанію. Разсмотрѣвъ явленія простаго избирательнаго сродства, имѣющаго мѣсто между 3 веществами, перейдемъ къ раз- бору случаевъ сродства при взаимодѣйствіи 4 веществъ. ’) Ж. Р. X. О. Т. 12 (1) 61, 259. ’) Статья асПіёзіоп въ ЕпсусІорёШе ніёіііойідие, Т. I. 467. а) См. §§ VII п IX статьи бе аЙгасІіопіЬив еіесііѵіа 7
Мы ограничимся разборомъ лишь одного, двухъ случаевъ, хотя вообще при разсмотрѣніи взаимодѣйствія 4 веществъ были отличены гораздо большее число видовъ сродства. , Двойнымъ избирательнымъ сродствомъ назы- вается случай взаимодѣйствія 4 тѣлъ ЛІІ-}-СІ), предвари- тельно соединенныхъ попарно, образующихъ двѣ новыя пары соединеній напр. АС-|-ВВ. Для ясности прибавимъ, что случаи реакцій въ силу двойнаго избирательнаго срод- ства. мы теперь зовемъ реакціями обмѣннаго разложенія. Бергманъ мало изслѣдовалъ этотъ случай сродства и въ дальнѣйшемъ изложеніи мы главнымъ образомъ восполь- зуемся статьею Гитона де-Морво ’). По примѣру англій- скаго химика Элліота (ЕШоІ), Гитонъ сдѣлалъ попытку чис- лами выразить сродство одной пары тѣлъ къ другой и ре- зультаты далъ въ любпмой тогда формѣ таблицы. Сѣрная к. Азотная к. Соляная к. Уксусн. к. Угольн. к Баритъ 66 62 36 28 14 Кали 62 58 32 26 9 Натръ 58 50 31 25 8 - Известь 54 44 24 19 12 Дышавъ 46 38 21 20 4 Числа приведенной таблицы средствъ нѣкоторыхъ кислотъ и основаній не отнесены къ какой нпбудь единицѣ, а подо- браны такъ, что покоющіяся сродства (аГГіпііёз дпіезсепіез) т. е. сродства, противящіяся разложенію и стремящіяся сохранить соединеніе въ настоящемъ составѣ, и сродства разъединяющія (аШпііёз <1іх еііепіез), т. е. стремящіяся обра- зовать новыя соединенія—дѣйствительно выражали проте- кающее обмѣнное разложеніе. Положимъ, требуется знать, будетъ-ли разложеніе между уксуснокислымъ баріемъ и сѣрнокаліевой солью? Сумма по- коющпхся средствъ будетъ 90, а разъединяющихъ средствъ 92 — разложеніе пойдетъ: Ва А2 + К28О4 = Ва8О4 + 2КА 28-|-62 = 66 4- 26 90 92 *) ЕпсусІорёШе пісіііодщие статья аГйпііё, стр. 539—620.
99 Приведемъ еще случаи взаимодѣйствія хлористаго ба- рія съ углекаліевой солью и дадимъ равенству внѣшнюю форму, которую давалъ Гитонъ де-Морво. Хлористый барій. Хлористый калій. Соляная к. 32 кали 36 + 9] = 45 п I4 V Баритъ — 5 глекисл. Углекислый калій. Углекислый баритъ. Сумма разъединяющихъ средствъ 46 болѣе 45, суммы покоющихся средствъ, разложеніе должно идти. Какъ уже указано, цифры для средствъ подобраны, онѣ не имѣютъ теоретической основы, а потому не трудно было бы поды- скать реакціи, идущія несогласно съ предвидѣніями таблицы. А между тѣмъ Гитонъ предполагалъ, что эта таблица даетъ ключъ для предвидѣнія всѣхъ случаевъ обмѣннаго разложенія между приведенными въ таблицѣ веществами. Ограничиваясь сказаннымъ, о двойномъ избирательномъ сродствѣ (желающимъ указываемъ на изслѣдованія Кцрвана, аналогичныя изслѣдованіямъ Гитона), прибавимъ, что, при- нимая вмѣстѣ съ Бергманомъ избирательное сродство по- стояннымъ, должно сдѣлать выводъ, что взаимодѣйствіе и прп двойномъ избирательномъ сродствѣ пойдетъ исключи- тельно въ сторону напспльнѣйшаго избирательнаго сродства и будетъ полнымъ, т. е. АВ 4- СП при взаимодѣйствіи сполна перейдутъ въ АС -ф- ВП, если были въ частичныхъ коли- чествахъ; если эти вещества присутствовали въ иныхъ вѣ- совыхъ отношеніяхъ, полной реакціи подпадетъ та пара ве- ществъ, которой было менѣе. Этотъ важный выводъ намъ придется обсуждать не разъ. Кромѣ двойнаго и вообще многократнаго избирательнаго сродства (аПгасііо еіесіпа іниШрІех) отличали взаимное сродство (аГГінііё гесіргоцие), когда два вещества А и В къ третьему веществу С представляютъ почти равное срод- ство п когда, смотря по условіямъ, можетъ происходить плп вытѣсненіе тѣла А, пли вытѣсненіе В. Предраспола- гающимъ сродствомъ (айінііё (іізрозапіе) называлось та- кого вида сродство, когда нѣкоторое вещество производитъ
100 химическое дѣйствіе вслѣдствіе сродства къ новому, имѣю- щему образоваться при реакціи веществу В, но котораго еще нѣтъ въ сферѣ дѣйствія вещества V при началѣ взаи- модѣйствія. Суммируя то, что намъ даетъ теорія химическаго срод- ства Бергмана, нужно обратить вниманіе, что эта теорія объединила значительную массу наблюденій. Современники, считали ее весьма совершенною, авторитетъ Бергмана былъ весьма великъ, а вѣра въ его таблицы сродства непоколе- бимою. Случай, разсказанный Дюма * *), чрезвычайно характе- ристиченъ и подтвеі ждаетъ послѣднее положеніе. Во время революціонныхъ войнъ, прекратили привозъ соды во Францію; для отыскиванія способа искусственнаго приготовленія ея обратились къ таблицѣ сродства для ѣдкаго натра и нашли, что можно воспользоваться реакціей ѣдкаго барита на хло- ристый натрій. Главное затрудненіе видѣли въ отсутствіи дешеваго способа получать ѣдкій баритъ. Способъ впрочемъ нашли *и построили фабрйку для приготовленія барита. Оставалось получить ѣдкій натръ; увѣренные въ успѣхѣ, только теперь стали дѣлать опытъ, причемъ, однако, про- тивно таблицамъ сродства, оказалось, что ѣдкій баритъ не разлагаетъ хлористаго натрія. Вѣра въ таблицы конечно не гарантируетъ ихъ вѣрности; общіе всѣмъ таблицамъ срод- ства недостатки были уже указаны. Положеніе о постоян- ствѣ химическаго сродства и выводы изъ этого положенія, касающіеся теченія химическихъ реакцій столь важны, что къ обсужденію ихъ придется нѣсколько разъ возвращаться. Ихъ мы коснемся и въ слѣдующей статьѣ, излагая совер- шенно противоположную теоріп Бергмана теорію химиче- скаго сродства Бертолле. Теорія химическаго сродства Бертолле. Источниками для .изложенія этой теоріп послужатъ глав- нымъ образомъ Кесѣегсѣез зиг Іез Іоіз <1е ГаГйпііё и отдѣль- ное сочиненіе Бертолле Еззаі <1е зіаііцие сііігоіцие 2). Оба со- ') Ьедопз впг Іа рІііІоворЬіе сЬітідпе, стр. 377. *) КесЬегсЬез зиг Іез Іоіз <іе ГаГйпііё, раг 1е сііоуеп Вегііюііеі. Ме- тоігез <1е ГІпвіііиі Хаііопаі дез всіепсев еі дез агіз. Т. ІИ, 1801 г.,
101 чиненія дополняютъ другъ друга: первое заключаетъ преиму- щественно опытный матеріалъ, второе главнымъ образомъ выводы пзъ него. Полагаемъ необходимымъ для ясности изложить воззрѣнія Бертолле въ полности. Химическое сродство, и для Бертолле, есть проявленіе силы частичнаго протяженія, какъ п для Гитона де-Морво (стр. 90). Непосредственное слѣдствіе химическаго срод- ства, проявляемаго веществами, есть химическое соедине- ніе. Образованіе соединенія обусловливается однако не только однимъ химическимъ сродствомъ, но п условіями, имѣющими мѣсто при соединеніи двухъ плп нѣсколькихъ веществъ Сродство двухъ тѣлъ не есть величина постоян- ная, по увеличивается или уменьшается въ зависимости отъ условіи. По этой причинѣ необходимо сначала разсмо- трѣть эти условія, какъ факторы, участвующіе въ каждой химической реакціи. Сила сцѣпленія (Іа Гогсе (1е соѣёзіои) сдерживаетъ час- тички, входящія въ составъ тѣлъ, она должна быть уничто- жена, если въ химическую реакцію вступаетъ твердое тѣло. Одно изъ замѣчательнѣйшихъ проявленіи силы сцѣпленія есть способность частичекъ вещества принимать симметри- ческое расположеніе и образовать кристаллы; соотвѣтственно этому, сила кристаллизаціи опредѣляетъ появленіе новаго вещества и направляетъ взаимодѣйствіе между веществами находящимися въ растворѣ. Силѣ сцѣпленія противодѣй- ствуютъ силы, стремящіяся разъединить частички соединенія. Такова, напр., сила растворенія, обусловливающая пере- ходъ твердаго плп газообразнаго тѣла въ жидкость. Раз- личное отношеніе между сплою сцѣпленія и сплою раство- ренія объясняетъ различіе въ растворимости веществъ пре- имущественно твердыхъ, а вызываемая различною раство- римостью необходимость вести реакцію въ присутствіи большаго пли меньшаго количества растворителя, напр., воды, можетъ существенно вліять на ходъ реакціи. Далѣе, стр. 1 и 207; Т. VII, 1806, стр. 229. Чтеніе этого мемуара начато въ 1799 г. въ Каирской Академіи наукъ; авторъ участвовалъ въ походѣ Наполеона Бонапарте нъ Египетъ. Екваі де віаіідие сііітіцпе, раг С. Б. ВегИіоІІеі, тстЬге ди зёпаі сопвегѵаіеиг еіс. Рагів; 1803, въ двухъ томахъ.
102 силѣ сцѣпленія противодѣйствуетъ расширяющее дѣйствіе (асііоп ехрапвіѵе) теплорода: соотношеніе между сплои сцѣпленія и расширяющимъ дѣйствіемъ теплорода, обуслов- ливаетъ физическое состояніе вещества. Возможность обра- зованія газообразнаго соединенія плп твердаго соединенія изъ жидкаго, пли же обратно, напр., переходъ газообраз- наго вещества въ новое жпдкое вещество можетъ значи- тельно видоизмѣнять проявленіе силы химическаго срод- ства. Вліяніе расширяющаго дѣйствія теплорода, по отно- шенію къ различію проявленіи силы сродства, не только сказывается въ перемѣнѣ физическаго ^состоянія вещества, но также, прп сохраненіи физическаго состоянія, въ раз- движеніп частичекъ п уменьшеніи силы сцѣпленія, чѣмъ облегчается приложеніе силы сродства и наступленіе хи- мическаго взапмнодѣііствія. Наконецъ, на теченіе реакціи оказываетъ вліяніе время необходимое для распростране- нія или передачи химическаго дѣйствія среди взаммнодѣй- ствующпхъ веществъ. Къ вышеприведеннымъ факторамъ химическаго взаим- нодѣйствія, обусловливаемымъ физическими свойствами ве- ществъ п фпзическпми условіями опыта, нужно присоеди- нить весьма важные факторы, опредѣляемыя химическими свойствами вещества вступающаго въ реакцію п его коли- чествомъ. Изъ химическихъ свойствъ приходится указать яа сродство вступающихъ въ реакцію веществъ, какъ на одинъ изъ главныхъ факторовъ взаимодѣйствіи. Произве- деніе сродства вещества на его количество есть химиче- ская масса или масса вещества, опредѣляющая теченіе взаимодѣйствія и силу, которая прилагается для воспроиз- веденія реакціи. Слабое сродство нѣкотораго вещества мо- жетъ быть усилено большимъ его количествомъ; обратно, малое количество вещества и при сильномъ сродствѣ даетъ малую химическую массу нещества. Говоря о слабомъ или сильномъ сродствѣ, нужно указать, какъ опредѣлить этп степени сродства. Если при всякомъ химическомъ взаимодѣйствіи степень сродства мѣняется, смотри по условіямъ, то между веще- ствами, такъ сказать, внѣ условій, оно является нестоян- нымъ. Иногда сродство проявляется въ столь рѣзкой сте-
103 пени, что позволяетъ классифицировать и дефпнпровать вещества по этому признаку. Такія опредѣляющія сродства (аГйпііёя ііёіегтіпапіез) представляютъ, напр., щелочи и кпслоты. Разсматривая количества различныхъ основаній способныхъ насытить кислоту, должно признать, по Бер- толле, что этп количества находятся въ опредѣленномъ отношеніи къ сродству основаній и кислотъ. Сходясь въ этомъ мнѣніи съ Бергманомъ, Бертолле предполагалъ, об- ратно тому что высказывалъ Бергманъ, что сродство раз- личныхъ кислотъ къ одному и тому же основанію обратно пропорціонально вѣсовому количеству пхъ потребному для насыщенія одного и того же количества основанія. Къ этой части, самой слабой, теоріи Бертолле приложимы всѣ воз- раженія, которыя были приведены, по поводу этого же во- проса, при разсмотрѣніи теоріи Бергмана. Приложимъ высказанныя положенія цъ разсмотрѣнію случаевъ химическаго взаимодѣйствія между различнымъ числомъ веществъ, сначала безъ ограниченія проявленія силы сродства условіями п затѣмъ ограничивая условіями ея проявленіе. При соединеніи двухъ веществъ, если сила сродства не претерпѣваетъ ограниченія, соединенія могутъ проис- ходить въ всевозможныхъ отношеніяхъ, соединеніи непо- стояннаго состава. Этотъ вопросъ разсмотрѣнъ нами (стр. 36) и указано, что при ограниченіи силы химическаго сродства, соединенія могутъ образоваться и въ опредѣленныхъ вѣ- совыхъ отношеніяхъ. Напр., если металлъ даетъ нѣсколько ст< пеней окисленія какъ, напр., ртуть, то между закисью и окисью ртути, соединеніями опредѣленнаго и постояннаго состава, могутъ, по Бертолле, находиться другія соединенія ртути съ кислородомъ неопредѣленнаго состава. Вліяніе условій, ограничивающихъ химическое взаимодѣйствіе мы ближе разберемъ на слѣдующихъ примѣрахъ. При дѣйствіи трехъ, равно какъ четырехъ и боль- шаго числа веществъ, теченіе химическаго взаимодѣйствія тоже можетъ быть различно въ зависимости отъ условій опыта, какъ при реакціяхъ вытѣсненія, такъ и при реак- ціяхъ обмѣннаго разложенія. Если физическія условія не ограничиваютъ взаимодѣйствія, то оно, какъ между тремя
104 веществами, т. е. при реакціи вытѣсненія, такъ и между четырьмя веществами, прп реакціи обмѣннаго разложенія, не можетъ быть полнымъ. Соотвѣтственно степени срод- ства, опредѣленной въ этомъ случаѣ химической массой дѣйствующихъ веществъ, совершается пхъ распредѣленіе, напр., распредѣленіе кислоты между основаніями. Приведемъ примѣръ данный Бертолле въ поясненіе ска- заннаго *) «100 частей сѣрной кислоты дѣйствуютъ на 100 частей ѣдкаго калп и на 100 частей ѣдкаго натра- поло- жимъ, что 60 частей пошла на соединеніе съ ѣдкпмъ калп, а 40 частей па соединеніе съ ѣдкимъ натромъ. Осталось 4*і частей кали, хотя не соединенныхъ съ сѣрною кислотою, но продолжающихъ оказывать вліяніе; если измѣнится это остаточное количество, то измѣнятся и первоначальныя отношенія. Напр., если вмѣсто 100 частей каждаго пзъ веществъ исходятъ пзъ 80 частей, остаточныя количества ѣдкихъ щелочей будутъ другими, а это повліяетъ на измѣ- неніе отношеній и в'ь частяхъ соединенныхъ съ сѣрною кислотою». Можно дать и болѣе общее выраженіе для этого случая. Если М и М представляютъ количество дѣйствую- щихъ веществъ, какъ въ нашемъ примѣрѣ щелочей, а х и х' ихъ сродства къ кислотѣ, то распредѣленіе состоится въ отношеніи ЙГж М’х . Такъ какъ М = Аа и М’ = А а' т. е. количества веществъ равны вѣсу эквивалентовъ А и А' помноженныя на число эквивалентовъ а и то распредѣ- леніе будетъ выражаться отношеніемъ аАх п'А'х'. Такъ какъ въ теоріи Бертолле эквивалентъ А по значенію совпадаетъ съ значеніемъ сродства х то х : х' = А : А' и распредѣле- ніе однаго вещества между двумя другими опредѣлится только отношеніемъ числа эквивалентовъ а : а'. Если взято Ъ эквивалентовъ кислоты,причемъ Ъ < а а', и если обозначить количество кислоты вошедшей въ соединеніе чрезъ р и р', то 1 = 7 ? + ?=< откуда находится количество кислоты, распредѣленной между основаніями. ') Мсшоігеэ <1е ГІпзіІШ, Т. 3 стр. 51.
105 О ___ п» _______________ V ‘ а а' 1 а -4- а' Это выраженіе теоріи Бертолле о распредѣленіи прп взаи- модѣйствіи веществъ не совпадаетъ впрочемъ съ тѣмъ, что даетъ опытъ. Впрочемъ въ теоріи Бертолле важно даже ука- заніе на вѣрно понятый фактъ распредѣленія веществъ на- ступающій при этомъ случаѣ химическаго взаимодѣйствія. Подобный же ходъ разсужденія привелъ бы насъ къ рѣ- шенію вопроса о распредѣленіи въ случаѣ взаимодѣйствія, неограниченнаго условіями, четырехъ веществъ, напр. двухъ солей КС1 и КаГЮ3 причемъ будутъ происходить двѣ но- выя соли ПаСІ и КМО.{ и разложеніе будетъ неполнымъ, а установится равновѣсіе между четырьмя указанными веще- ствами, по Бертолле, соотвѣтственно химической массѣ дѣйствующихъ веществъ. Если химическое дѣйствіе ограничивается какими нпбудь условіями, то эти послѣднія играютъ важнѣйшую роль. Прп образованіи напр. нерастворимыхъ или газообразныхъ сое- диненій, реакціи, какъ вытѣсненія, такъ и обмѣннаго раз- ложенія, пойдутъ до копца. Послѣднее имѣетъ мѣсто, пи- тому что вслѣдствіе того, что нерастворимое или летучее вещество постоянно выдѣляется изъ сферы дѣйствія, разло- женіе вновь будетъ вызываться, пока постепенно не дойдетъ до конца. Сила сродства, въ такпхъ случаяхъ, согласно мнѣнію Бертолле, находится въ зависимости отъ условій опыта: эти послѣднія могутъ измѣнить то направленіе реак- ціи, которое опредѣляется однимъ лпіпь сродствомъ дѣйствую- щихъ веществъ. Такъ напр.. углекаліевая соль легко раз- лагается уксусной кпелотой въ водномъ растворѣ съ образо- ваніемъ уксуснокаліевой солп и выдѣленіемъ углекислоты; въ спиртовомъ растворѣ, происходитъ обратное — углеки- слота разлагаетъ уксуснокаліевую соль, осажгая нераство- римую въ спиртѣ углекаліевую соль. Или напр., на холоду амміакъ, пзъ средняго раствора соли магнія выдѣляетъ гидратъ окиси магнія и образуетъ амміачную соль; прп на- грѣваніи гидратъ окиси магнія вытѣсняетъ амміакъ изъ средней амміачной солп. Таковы главнѣйшія положенія теоріи Бертолле — за-
106 коны Бертолле, какъ пхъ иногда называютъ. Эту теорію, по ея важности, нужно разсмотрѣть съ различныхъ точекъ зрѣнія. Сначала остановимся на сравненіи ее съ теоріей Берг- мана, чтобы оправдать данное выше положеніе, о противо- положности этпхъ теорій. Главнѣйшее различіе между эти- ми теоріями химическаго сродства, различіе которое влечетъ за собою п другія разногласія, есть исходное положеніе о степени сродства. Для Бергмана сродство между двумя ве- ществами постоянно, а потому только оно п направляетъ химическую реакцію, которая и должна пдти до конца, до полнаго удовлетворенія сродства дѣйствующаго вещества. Уклоненія отъ этого правила Бергманъ разсматриваетъ какъ аномаліи. Въ теоріп Бертолле, совершенно обратно, эти аномаліи, представляютъ нормальные случаи. Для Бертолле степень сродства двухъ веществъ, хотя опредѣляемая отно- шеніемъ пхъ эквивалентовъ, находится въ зависимости отъ условій опыта и количествъ дѣйствующихъ веществъ, а по- тому сродство не можетъ направить реакцій* послѣднія лишь тогда будутъ полными, когда тому благопріятствуютъ усло- вія, напротивъ, нрп неогранпченіи сродства условіями, всегда будетъ. имѣть мѣсто распредѣленіе веществъ и ре- акціи будутъ не полными. Съ уочкп зрѣнія Бертолле, таб- лицы сродствъ Бергмана для предвидѣнія реакцій могутъ имѣть приложеніе лишь въ исключительныхъ случаяхъ; въ большинствѣ же случаевъ теченіе реакціи не будетъ слѣ- довать таблицамъ сродства. Полагаемъ этпхъ указаній до- статочно для сравненія теорій Бергмана и Бертолле. Теорія Бертолле, не скоро была воспринята современ- никами, чему имѣлись многія причины. РЬзкая противополож- ность, съ одной стороны, съ теоріей Бергмана, съ другой сторояы, предполагаемая несовмѣстимость законовъ Бер- толле съ атомической теоріей дѣлали то, что законы Бер- толле лишь постепенно заняли подобающее имъ по важно- сти мѣсто. Ученіе о химической массѣ было тогда еще не- своевременнымъ и непонятымъ и только недавно самыми новѣйшими изслѣдованіями указана важность этого пред- мета. Что законы Бертолле легко совмѣщаются не только сь положеніями атомической теоріи, но даже электрохими-
107 ческой, было показано самимъ Берцеліусомъ, давшимъ объ- ясненіе теоріи Бертолле съ точки зрѣнія названныхъ выше теорій *). Мы думаемъ обойдти молчаніемъ мелкія факти- ческія возраженія, предъявленныя теоріп Бертолле хими- ками его времени, а обратимся къ краткому обсужденію этой теоріи съ современной точки зрѣнія. Теорія Бертолле не исходитъ пзъ какой нибудь гипо- тезы, но построена на наблюденіи п опытѣ. Нужно уди- вляться силѣ генія Бертолле, дозволившей ему разобраться среди огромнаго фактическаго матеріала и вывести всѣ про- явленія силы химическаго сродства пзъ немногихъ простыхъ положеній. Ошибки теоріи происходили не отъ невѣрности выводовъ, -Но были обусловлены недостаточностью опытнаго матеріала. Поэтому, признавая въ общемъ вѣрность теоріи Бертолле, въ частностяхъ придется ввести нѣкоторыя ис- правленія, легко приложимыя, потому что въ свою очередь, представляютъ выводы пзъ опыта. Главнѣйшія возраженія падаютъ на ту часть теоріи Бер- толле, которая разсматриваетъ случаи химическаго взаимо- дѣйствія неограниченные условіями. Во всѣхъ этихъ слу- чаяхъ теорія требуетъ, чтобы соединеніе имѣло'мѣсто въ зависимости отъ химической массы веществъ: разсматривая взаимнодѣпствіе, напр. двухъ веществъ, элементовъ плп сложныхъ соединеній, въ зависимости отъ химической мас- сы, должны были происходить въ первомъ случаѣ, прп вза- имодѣйствіи элементовъ, соединенія различнаго, значитъ, не- постояннаго состава—во второмъ случаѣ и сложныя веще- ства должны были бы соединяться въ различныхъ отноше- ніяхъ, въ зависимости отъ химической массы. Разсматривая законъ постоянства состава химическихъ соединеній (стр. 37), уже указана была невѣрность положеній Бертолле от- носительно непостоянства состава нѣкоторыхъ химическихъ соединеній. Въ виду важности предмета приведемъ еще нѣ- сколько фактовъ противъ теоріи Бертолле изъ области, совер- шенно иной, чѣмъ та, пзъ которой черпалъ свои доказатель- ства Пру. Изслѣдованіе Гэ-Люссака надъ объемами соединяю- щихся газообразныхъ веществъ свидѣтельствуетъ, что при ") ТЬёогіе йев ргорогііопв сііішічисв, стр. 61 и слѣд.
108 всякомъ избыткѣ, напр. хлора, водородъ съ нимъ соединяется всегда лишь въ одномъ отношеніи, которое отвѣчаетъ со- ставу хлористаго водорода. Таковы же случаи напр. соеди- ненія основаній съ кислотами въ растворахъ, какъ въ ча- стичныхъ количествахъ, напр. прп анализѣ титрованіемъ, такъ и прп всякомъ избыткѣ одного пзъ дѣйствующихъ ве- ществъ. Несомнѣнно извѣстны далѣе случаи взаимодѣйствія 3 пли 4 тѣлъ, безъ ограниченія условіями, напр. какъ ре- акціи вытѣсненія, такъ и реакціи обмѣннаго разложенія, идущія, противно теоріи Бертолле, до конца, даже когда взаимодѣйствіе идетъ въ частичныхъ количествахъ. Приве- демъ лишь примѣръ полнаго вытѣсненія амміака изъ его солей частичнымъ количествомъ ѣдкой щелочи въ спирто- вомъ растворѣ. Неполнота соединенія, наступленіе распре- дѣленія, наблюдается лишь въ томъ случаѣ, если образую- щая соль разлагается водою, и вотъ въ этихъ условіяхъ наступаетъ приложимость теоріи Бертолле. II такъ, если, съ одной стороны, наблюдаются уклоненія отъ законовъ Бертолле прп неограниченномъ условіями взаимодѣйствіи, то, съ другой стороны, несомнѣнно имѣется значительное число случаевъ, неограниченныхъ условіями взаимодѣйствій, прп которыхъ реакціи протекаютъ такъ, какъ это требуютъ законы Бертолле. Приведемъ для этого одинъ лишь при- мѣръ, классическое изслѣдованіе Бертело надъ образова- ніемъ сложныхъ эфпровъ взаимодѣйствіемъ спиртовъ и кис- лотъ, равно какъ распаденіе сложныхъ эфпровъ прп дЬй- ствіи воды. Предшествующее обсужденіе показываетъ, что имѣются случаи химическаго взаимодѣйствія, говорящіе какъ за, такъ п противъ теоріи Бертолле. Весьма возможно, что разно; гласіе съ теоріей лишь кажущееся, и возможно ему дать объясненіе въ смыслѣ теоріи Бертолле. Реакціи, протпво- рѣчащія законамъ Бертолле. всегда происходятъ между ки- слотами и основаніями, между которыми, по Бертолле, срод- ство весьма сильное (аіГшііё сіёіегтіпапіе), тогда качъ прп другихъ реакціяхъ, не протпворѣчащпхъ теоріи, прилагаемое для пхъ воспроизведенія химическое сродство слабо. Говоря современнымъ языкомъ, можно было бы это объясненіе пе- редать слѣдующимъ образомъ: разсматривай взаимодѣйствіе,
109 неограниченное условіями, неполнота соединенія двухъ ве- ществъ, пли наступленіе распредѣленія, если дѣйствуютъ три пли болѣе веществъ, должно обусловливаться обратною ре- акціею; долженъ имѣть мѣсто предѣлъ. Напр. прп образова- ніи сложныхъ эфпровъ предѣлъ обусловливается обратною реакціею разложенія эфпра водою. Обратныя реакціи не всегда являются возможными. Прямая реакція выдѣляетъ энергію, обратная ее поглощаетъ: при реакціяхъ, каковы реакціи между основаніями п кислотами, идущихъ прп силь- номъ выдѣленіи энергіи, труднѣе можетъ имѣть мѣсто об- ратная реакція, возможная лишь прп столь же сильномъ поглощеніи энергіи. Напротивъ реакціи протекающія прп слабомъ выдѣленіи энергіи, легко, такъ сказать, обращаются вслѣдствіп того, что для ихъ воспроизведенія потребно по- глощеніе малаго количества энергіи, доставляемаго пли окружающей средой или посторонней происходящей побоч- ной реакціей. Все, что говорилось выше, относилось до качественной стороны теченія реакцій, не ограниченныхъ условіями. Мы указывали, что существуютъ несомнѣнно доказанные случаи распредѣленія веществъ; перейдемъ теперь къ разсмотрѣ- нію количественной стороны такихъ реакцій. Рѣшеніе, ко- торое теоретически далъ Бертолле этому вопросу, какъ мы уже указали, не оправдывается опытомъ. Лишь новѣйшему времени принадлежитъ разработка количественныхъ ме- тодъ такихъ опредѣленій: реакція вытѣсненія кислотъ п основаній, равно какъ взаимодѣйствія между солями изслѣ- довали Бертело и Ю. Томсенъ ’), примѣняя разности теп- лотныхъ эффектовъ, имѣющихъ мѣсто при образованіи изъ одной солп другой соли какъ прп реакціяхъ вытѣсненія, такъ и обмѣннаго разложенія. Оствальдъ 2) рѣшилъ тотъ же вопросъ наблюдая измѣненія объемовъ, имѣющія мѣсто прп указанныхъ реакціяхъ. Едва лп можно признать за этими методами, особенно за калориметрическими, необхо- ’) Для краткости указываемъ лишь ва два сочиненія названныхъ ученыхъ: М. Вегіііеіоі.—Евваі Де шёсапщие сійшідие ГопЙёе виг Іа іЬегшосІіітіе (2 томі, Рагі.ч, 1879) и Лиііие ТЬотзеп: ТЬегтосЬеті,- всііе ОпіегвисЦип^еп (4 томи, Ьеір’.і^ 1883—1886). ’) ѴѴ. Овиѵаій. ѴоІитсЬетінеІіе Ѵпіеівисііии^еп Л. рг. С-Ь. 1878.
по дпмую для рѣшенія вопроса точность. Самымъ надежнымъ былъ бы химическій путь опредѣленія количествъ веще- ства, обусловливающихъ равновѣсіе, какъ то сдѣлалъ Бер- тело прп изслѣдованіи образованія сложныхъ эфпровъ или Густавеонъ при изслѣдованіи взаимодѣйствія солей въ от- сутствіи воды ’)- Такихъ изслѣдованій однако нынѣ еще мало, и замѣнить неточное положеніе Бертолле о количе- ствѣ веществъ, обусловливающихъ распредѣленіе, другимъ, болѣе вѣрнымъ и настолько же общимъ, мы не въ состоя- ніи. Лишь въ нѣкоторыхъ частныхъ случаяхъ возможно дать правила для распредѣленія количествъ вещества. Если части теоріи Бертолле, затронутыя въ предъиду- щихъ строкахъ, подлежатъ исправленію и развитію, то раз- смотрѣніе химическихъ явленій, ограниченныхъ физическими и химическими, дано настолько точно, что и теперь мы не прибавили ничего и не измѣнили представленій Бертолле. Наиболѣе блестящая будущность ждетъ, повидимому, законъ Бертолле химическаго дѣйствія въ зависимости отъ химической массы вещества при тѣхъ реакціяхъ, прп ко- торыхъ имѣетъ мѣсто распредѣленіе вещества, п прп кото- рыхъ имѣется предѣлъ. Изслѣдованія Бертелло надъ обра- зованіемъ сложныхъ эфпровъ. Меншуткпна надъ образова- ніемъ амидовъ, не только подтвердили вѣрность взгля- довъ Бертолле, но и позволили вывести правило измѣненія предѣловъ въ зависимости отъ числа дѣйствующихъ частицъ. Въ другомъ мѣстѣ сочиненія мы еще затронемъ важный вопросъ о химическихъ равновѣсіяхъ. Итакъ, частности химическаго явленія хорошо объяс- няются теоріею Бертолле, но по вопросу о прпроіѣ хими- ческаго сродства теорія его не даетъ ничего. Говоримъ это не въ укоръ теоріи, но скорѣе въ похвалу, такъ какъ изслѣ- дованіе вопросовъ, касЛощпхся химическаго сродства, по- ставлено Бертолле на вѣрную дорогу, на ту самую, кото- рую избрала для той же цѣли новѣйшая химія. По этой причинѣ многое, что далъ Бертолле, придется оцѣнить не въ этомъ мѣстѣ сочиненія, а въ его послѣднихъ главахъ, при изложеніи новѣйшихъ успѣховъ химіи. И теперь, по- Ж. Р. X. О. 5, 357.
111 чти цѣлое столѣтіе послѣ разсмотрѣнныхъ въ этоп главѣ теоріи, вновь протпвоставляется теорія химическаго срод- ства Бергмана теоріи Бертолле. Первая изъ этихъ теорій вновь возродилась какъ результатъ термохимическихъ изы- сканій Бертело (Вегіііеіоі) н для объсненія послѣднихъ. Противникомъ Бертело, опираясь также на термохимиче- скіе опыты, является Копенгагенскій профессоръ Юліусъ Томсенъ Мы не пережили еще періода обсужденія этихъ теоріи, п мнѣнія химиковъ являются раздѣленными. Современники Бертолле, какъ мы указывали, сравни- тельно не легко мирились съ его воззрѣніями; вскорѣ эти воззрѣнія на продолжительное время затмѣваются новой теоріей химическаго сродства—электрохимической теоріей.
ГЛАВА VI. Электрохимическая теорія. Въ послѣдней четверти ХѴШ вѣка изслѣдованіе элек- трическихъ явленій сдѣлало большіе успѣхи. Открытіе кон- денсатора итальянскимъ ученымъ Вольта (Ѵоііа) дало хи- микамъ приборъ, при помощи котораго открыто было вы- дѣленіе электричества при химическихъ реакціяхъ. Самъ Вольта, равно какъ Лавуазье и де-Лаиласъ (пользуясь кон- денсаторомъ Вольта), въ 1781 году, открыли выдѣленіе элек- тричества, прп раствореніи желѣза или углекислаго каль- ція въ сѣрной и азотной кислотахъ. Нѣсколько раньше было показано, что статическое электричество, единственно тогда извѣстное, производитъ разложеніе химическихъ соедине- ній. Пристлей, уже въ 1772 году, доказалъ разложеніе воды этимъ способомъ. Нѣсколько позже (1785), Бертоле разложилъ амміачныи газъ электрическими искрами. От- крыты былй и случаи соединенія элементовъ подъ вліяніемъ электричества. Кэвендишъ доказалъ, что прп прохожденіи искры чрезъ воздухъ происходитъ соединеніе азота съ кис- лородомъ и образованіе азотной кислоты. Имѣя въ виду трудность экспериментированья надъ дѣйствіемъ статическаго электричества на химическія соединенія, указанныя пзслѣдо- ш ванія должно признать значительными. Еще быстрѣе сказа- лись успѣхи этой отрасли физики съ , открытіемъ дина- мическаго электричества профессоромъ Гальвапп (1790). Вольта доказалъ, что явленія, открытыя Гальвани, принад- лежатъ къ области электрическихъ явленіи и далъ имъ объясненіе, признавъ, что гальваническій токъ происходить при соприкосновеніи разнородныхъ металловъ. Исходя изъ
113 этого положенія, Вольта построилъ приборъ, извѣстный подъ названіемъ Вольтова столба, приборъ, представляющій сравнительно удобный источникъ гальваническаго тока. Воль- товъ столбъ быстро вошелъ въ употребленіе между химиками п работы съ гальваническимъ токомъ сдѣлались на нѣкото- рое время любимыми. Насколько этими изслѣдованіями ин- тересовались, видно изъ того, что императоръ Наполеонъ I, въ то время выбранный въ члены Академіи Наукъ, пода- рилъ Институту (физико-математическому отдѣленію Акаде- міи Наукъ) Вольтовъ столбъ громадныхъ размѣровъ, состоя- щій пзъ 600 элементовъ. Съ этимъ столбомъ впослѣдствіи производили опыты Гэ-Люсакъ и Тенаръ. Любимый приборъ оправдалъ возложенныя на него надежды: быстро воспослѣ- довали открытія важпаго научнаго значенія. Нпкольсонъ и Карлейль (Иісіюкоп апсі Сагіуіе) въ 1803 году разложили слабо подкисленную воду гальваническимъ токомъ на водо- родъ и кислородъ; Берцеліусъ и Гпзпнгеръ изслѣдовали электролизъ солей и показали отношеніе къ току кислотъ н щелочей, при этомъ имѣющее мѣсто. Особенно плодотвор- ными оказались изслѣдованія Дэви (НшпрЬгу І)аѵу 1778— 1829). Фельдшеръ въ юности, химикъ-самоучка, Дэви, быстро достигъ извѣстности и въ 1801 былъ уже профессоромъ въ Коуаі ІпзііШіоп въ Лондонѣ; въ лабораторіи этого учреж- денія производилъ Дэви свои великія открытія. Насколько еще неустановленными являлись, въ то время, факты, ка- сающіеся дѣйствія гальваническаго тока, видно изъ того, что Дэви пришлось вповь повторить изслѣдованіе разложе- нія воды гальваническимъ токомъ (1806), разложеніе отри- цаемое нѣкоторыми учеными. Дѣйствіемъ гальваническаго тока изъ ѣдкихъ щелочей Дэви получилъ калій и натрій (1807). Впечатлѣніе, произведенное этимъ открытіемъ, было громадно; но оно встрѣчено было съ такимъ недовѣріемъ, что Парижская Академія Наукъ не рѣшилась объявить въ засѣданіи объ этомъ открытіи и поручила предварительно Гэ- Люссаку и Тенару повторить опыты Дэви. Названные ученые не только подтвердили показанія Дэви, но дали оэсобъ полученія щелочныхъ металловъ дѣйствіемъ желѣза на ѣдкія щелочи. Полагаемъ возможнымъ остановиться въ перечисленіи фактовъ, легшихъ въ основу электрохпмпче- 8
114 скихъ теорій, и укажемъ лишь вообще, что въ это время поразительно быстро увеличивается число случаевъ соеди- неніи и разложеній, производимыхъ электричествомъ, равно какъ выдѣленіе послѣдняго при химическихъ реакціяхъ. Изобрѣтаются галванпческія пары и число реакцій, могу- щихъ быть примѣненными для возбужденія галваническаго тока, считаются сотнями (перечисленіе такихъ реакцій въ третьемъ изданіи руководства неорганической химіи Гме- лпна занимаетъ нѣсколько страницъ). Приспѣло время для установленія электрохимическихъ теорій. Электрохимическая теорія Дэви. Дэви первый высказалъ мысль, что химическія и элек- трическія явленія обусловливаются одной и той же си- лой. Въ то время, какъ сила химическаго сродства про- являетъ свое дѣйствіе между атомами; электрическія яв- ленія имѣютъ мѣсто въ массѣ вещества. Какъ сторонника, теоріи возникновенія электричества чрезъ соприкосно- веніе разнородныхъ тѣлъ, Дэви указывалъ, что электри- ческое состояніе возникаетъ только при соприкосновеніи веществъ, имѣющихъ другъ къ другу химическое сродство. Въ соприкасающихся веіцествахъ происходитъ распредѣ- леніе положительнаго и отрицательнаго электричествъ: электрическое напряженіе прямо пропорціонально степени химическаго сродства соприкасающихся тѣлъ. Условія, способствующія увеличенію химическаго .сродства двухъ веществъ, увеличиваютъ и электрическое напряженіе. Дэви убѣдился опытомъ, напр. что возвышеніе температуры, уве- личивая химическое сродство, увеличиваетъ н электрическое напряженіе. При взаимодѣйствіи двухъ тѣлъ, электриче- ское напряженіе ихъ все возростаетъ, наступаетъ актъ хи- мическаго соединенія; происходитъ нейтралпзованіе проти- воположныхъ электричествъ соединяющихся тѣлъ, что и объясняетъ пропсхожденіе свѣтовыхъ и теплотныхъ явленій, нерѣдко имѣющихъ мѣсто при химическомъ соединеніи. Раз- ложеніе химическихъ веществъ галванпческпмъ токомъ, объ- ясняется, по теоріи Дэви, прпдачею электричества состав- нымъ частямъ вещества, потерявшимъ электричество въ актѣ
115 соединенія. По отношенію къ выдѣленію на различныхъ полюсахъ галванической пары, Дэвп отличалъ тѣла электро- положительныя и электроотрицательныя. Вотъ главнѣйшія положенія электрохимической теоріи Дэвп, какъ онъ ее изложилъ въ своемъ сочиненіи Еіешеиіз оГ сѣетісаі рііііозорііу (1812). Распространеніе этой теоріи было весьма быстрое. II дѣйствительно она удовлетвори- тельно объясняла явленія химическаго сродства. Довѣріе къ ней однако стало падать, особенно съ того времени, когда Волластонъ, въ 1821 году, выступилъ противникомъ воззрѣнія, возникновенія электричества чрезъ одно прико- сновеніе двухъ разнородныхъ веществъ. Согласно Волла- стону, химическое взаимодѣйствіе есть источникъ электри- чества, а н# наоборотъ. Хотя это мнѣніе Волластона, послужило, въ значительной степени, къ оставленію элек- трохимической теоріи Дэви, но вѣрно-ли оно само по себѣ, рѣшить не легко. Довольно долго химическая теорія про- исхожденія галваническаго тока имѣла за собой большее число представителей среди электриковъ, но, особенно въ послѣднее время, теорія контакта опять, повидимому, сни- скиваетъ себѣ расположеніе. Эта теорія указываетъ, что достаточно физической разнородности соприкасающихся ве- ществъ, для того чтобы вызвать образованіе тока, подобно тому какъ напр. въ термоэлектрической баттареѣ это вы- зывается нагрѣваніемъ, т. е. физическою причиною. Для историка химіи не представляется возможнымъ входить въ обсужденіе этого вопроса; необходимо было лишь указать связь между вопросомъ о возникновеніи галваническаго тока и электрохимической теоріей Дэви. Этой теоріи предъявля- лись еще и другія возраженія. Указывали, что эта теорія, не принимая первоначальнаго электрическаго состоянія тѣлъ, не имѣла объясненія для случаевъ выдѣленія электричества при разложеніи сложнаго вещества на нѣсколько простѣй- шихъ. Къ теоріи Дэви, равно какъ и къ прочимъ электро- химическимъ воззрѣніямъ, относилось возраженіе Гротгуса, что всѣ, приведенные для этоп цѣли, опыты не доказываютъ причинной связи между электрическими явленіями и явле- ніями хпмпческаго сродства. Съ этимъ послѣднимъ возра- женіемъ мы еще встрѣтимся далѣе; прибавимъ теперь лишь
116 то, что оно въ то время не произвело впечатлЬнія, п еще долго на почвѣ электрическихъ явленій строили объясненія явленій химическаго сродства. Хотя теорія Дэви и была оставлена, но многое пзъ этой теоріи вошло въ другія элек- трохимическія теоріи. По этой причинѣ заслуги Дэви, по отношенію къ разсматриваемому вопросу, являются великими и существенно облегчившими возникновеніе лучшихъ элек- трохимическихъ теорій. О нѣкоторыхъ изъ этихъ теоріи мы ограничимся лишь краткими указаніями. Главныя возраженія противъ теоріи Дэвн, какъ относи- тельно вообще появленія электрическаго состоянія веще- ства, такъ и объясненіе выдѣленія электричества при раз- ложеніи химическихъ соединеній, можно было легко обоіідтп принятіемъ, что атомы соединеній обладаютъ, ірами по себѣ, электрическими свойствами. Первый это высказалъ імперъ *): онъ полагалъ, что атомы тѣлъ имѣютъ постоянное электри- чество, положительное пли отрицательное, но оболочки ато- мовъ наэлектризованы противоположнымъ электричествомъ: напр. -атомъ водорода обладаетъ положительнымъ электри- чествомъ, оболочка же водороднаго атома наэлектризована отрицательно. Это мнѣніе Ампера не объясняло, почему одинъ и тотъ же элементъ, въ своихъ различныхъ соедине- ніяхъ, можетъ быть и электроположпте тьнымъ и электро- отрицательнымъ; какъ примѣръ этого приведемъ, что сѣра въ соединеніяхъ съ кислородомъ электроположительна, но электроотрицательна въ соединеніяхъ съ металлами. Дальнѣйшій шагъ къ усовершенствованію электрохими- ческой теоріи сдѣлалъ ПІвепгеръ 2) въ его крпсталлоэлекгри- ческоіі теоріи, теоріи, которая, по замыслу автора, должна была объяснитъ не только явленія химическаго сродства, но и вообще физическія свойства химическихъ соединеній. Швейгеръ принималъ, что вещество состоитъ пзъ кристал- лическихъ дифференціаловъ (см. стр. 84), обладающихъ электрическою полярностью. Возникновеніе электрической полярности было тогда открыто Эрманомъ прп нагрѣваніи кристалловъ турмалина и борацита; при этомъ кристаллы ’У Дни. СЬіш. рЬув. 2 8 Т. XXVIII р. 417. і и. его журналъ темы 5, 6, 7, 8.
117 названвыхъ веществъ показываютъ различную электриче- скую полярность. По теоріи Швепгера въ электроположи- тельныхъ тЬлахъ положительные электрическіе полюсы диф- ференціаловъ заключаютъ болѣе электричества; въ элек- троотрицательныхъ тѣлахъ имѣемъ обратное явленіе. Въ жидкомъ состояніи веществъ наступаетъ электрическая ин- дифферентность дифференціальныхъ полюсовъ, почему эти послѣдніе легко перемѣщаются. Въ газахъ электрическіе полюсы представляютъ электричество одинаковаго знака, а потому дифференціалы газообразныхъ веществъ отталкива- ются. Химическое соединеніе двухъ веществъ имѣетъ мѣсто вслѣдствіе протяженія противоположныхъ электрическихъ полюсовъ ихъ дифференціаловъ. Вотъ нѣсколько основныхъ положеній крпсталлоэлектрпческоп теоріи Швепгера. Ни одна пзъ вышеприведенныхъ электрохимическихъ теорій не была принята въ цѣлостности, мы ознакомили съ нпмц читателя по топ причинѣ, что многія ч стности этихъ теорій вошли въ знаменитѣйшую изъ электрохими- ческихъ теорій, въ теорію Берцеліуса. Электрохимическая теорія Берцеліуса. По законченности п важности, равно какъ и по продол- жительному господству, электрохимическая теорія Берце- ліуса заслуживаетъ болѣе подробнаго разсмотрѣнія. Мы это сдѣлаемъ по второму французскому изданію Тйёогіе бея ргорогііопз сЬішідиез Берцеліуса. Э іектрохнмпческая теорія, признавая, что хпмпчес ія соединенія состоятъ пзъ атомовъ, принимаетъ, что атомы представляютъ электрическую полярность. Жтомы не только обладаютъ двумя электрическими полюсами, но на одномъ пзъ полюсовъ электричество того плп другаго знака нахо- дится въ большемъ сгущеніи; по этой причинѣ, какъ гово- рятъ, атомы электрически униполярны. Электрическая унп- полярность атомовъ есть прпчпна того, что всѣ химическія соединенія представляются плп электроположительными, если въ нихъ превозмогаетъ положительный полюсъ, плп электро- отрицательными прп преобладаніи отрицательнаго полюса. Опытъ показываетъ на возможность того, что одно п тоже
118 вещество можетъ быть электроположительнымъ п электро- отрицательнымъ, смотря по роду соединенія; поэтому, должно признать, что степень химическаго сродства не завпсптъ исключительно отъ специфической униполярностп атомовъ, но есть слѣдствіе общей напряженности электрической по- лярности атомовъ. Электрическое состояніе атомовъ есть первая причина возможности химическаго дѣйствія, а пхъ электрическая полярность обусловливаетъ всѣ явленія хи- мическаго сродства. Наступленіе акта химическаго соедине- нія двухъ атомовъ происходитъ вслѣдствіе приближенія ихъ разноимянныхъ электрическихъ полюсовъ, причемъ имѣетъ мѣсто нейтрализованіе электричествъ соединяющихся ато- мовъ, сопровождаемое выдѣленіемъ тепла, иногда свѣта. Степень химическаго сродства зависитъ и отъ электрической полярности атома, и отъ степени напряженія ея. Напряже- ніе полярности, степень химическаго сродства, обусловли- вается условіями опыта. Такъ, напр., при нагрѣваніи; на- пряженіе полярности усиливается, чѣмъ и объясняется обыденное явленіе, что химическое сродство тѣла увели- чивается съ возвышеніемъ температуры. Не увеличивая напряженія полярности, по какъ въ растворахъ, облегчая возможность направленія разноимянныхъ электрическихъ полюсовъ другъ къ другу, мы способствуемъ возникнове- нію реакціи: такимъ образомъ электрохимическая теорія объясняетъ заключеніе, сложившееся вѣками, что въ ра- створахъ реакціи между веществами происходятъ особенно легко (согрога поп а^ппі пізі зоіиіа). Явленія, сопровож- дающія разложеніе химическаго соединенія, также хорошо объясняются электрохимической теоріей: при разложеніи, напр., галваніЯескимъ токомъ атомы разъединяющихся веществъ восполняютъ запасъ электричества, утерянный прп соединеніи, и потому могутъ вновь выдѣлиться въ свободномъ состояніи и притомъ электроположительныя вещества на отрицательномъ, а электроотрицательныя на положительномъ полюсѣ баттареп. Согласно электрохимической теоріи, всѣ химическія сое- диненія раздѣляются на электроположительныя и ілектро- отрпцательпыя. Располагая тѣла въ порядкѣ ихъ электри- ческихъ свойствъ, образуемъ электрохимическую систему,
119 справедливо названную Берцеліусомъ самой совершенной пзъ химическихъ системъ того времени. Простыя тѣла, элементы также составляютъ электрохи- мическій рядъ: одни изъ нихъ, по свойствамъ, электрополо- жительны, другіе электроотрицательны. Конечный членъ электроотрицательной стороны электрохимическаго ряда эле- ментовъ указать не трудно. Это будетъ кислородъ, наиболѣе электроотрицательный изъ всѣхъ элементовъ: играя всегда роль электроотрицательнаго элемента въ химическихъ сое- диненіяхъ, кислородъ представляетъ абсолютную электро- отрицательпость, т. е. всегда одинаковое электрическое отно- шеніе къ другимъ элементамъ. Абсолютно электроположи- тельнаго тѣла нѣтъ; водороду Берцеліусъ приписывалъ срединное положеніе въ электрохимическомъ ряду. Наиболѣе электроположительнымъ элементомъ являлся, въ то время, калій. Средину ряда занимаютъ элементы съ не рѣзко выра- женными электрохимическими свойствами; они однако не лишены ихъ и, подобно всѣмъ вообще элементамъ, относи- тельно простыхъ тѣлъ, предшествующихъ имъ въ электро- химическомъ ряду, они являются электроположительными элементами, а относительно послѣдующихъ—электроотрица- тельными. Приводимъ электрохимическій рядъ элементовъ, опуская, такъ называемыя, рѣдкіе элементы О, 8, X, Г, С1, Вг, Я, 8е, Р, Аз, Сг, Во, С, 8Ъ, Те, 8і, Н, Ап, Рі, Н§, Ад, Си, Ві, 8п, РЪ, СсІ, Со, Хі, Ге, 2и, Мп, АІ, Мд, Са, 8г, Ва, Еі, Ха, К. Химическія соединенія, образованныя элементами, пред- ставляютъ электрохимическій рядъ. Пзъ соединеній эле- ментовъ съ кислородомъ, кислоты образуютъ классъ элек- троотрицательныхъ химическихъ соединеній, основанія— классъ электроположительныхъ соединеній. Какъ въ томъ, такъ и въ другомъ классѣ электрическія отношенія не по- стоянны; нерѣдко слабая кислота вступаетъ въ соединеніе съ кислотою болѣе сильною, составляя электроположитель- ную составную часть новаго соединенія. Соли занимаютъ средину электрохимическаго ряда, образуемаго химическими соединеніями. Онѣ не представляются лишенными вступать
120 въ реакціи, напротивъ, показываютъ разлагающія элек- трическія взаимодѣйствія, при которыхъ, вслѣдствіе электри- ческихъ свойствъ элементовъ, входящихъ въ составъ солп, послѣднія стремятся, вступая въ реакціи обмѣннаго разло- женія, къ напсовершеннѣйшей нейтрализаціи; соединяю- щія электрическія взаимодѣйствія солей обусловливаютъ образованіе двойныхъ, тройныхъ солей, соединенія солей съ \ кристаллизаціонною водою и т. п. Лишь ничтожное число веществъ, не вступающихъ нп въ какія соединенія съ дру- гими веществами, представляются индифферентными въ электрохимическомъ отношеніи. Такова стройная электрохимическая система элементовъ и пхъ соединеній. Во всѣхъ сложныхъ веществахъ эта си- стема указывала на электроположительную составную часть или на электроположительный элементъ и на электроотри- цательную составную часть. Всѣ соединенія были двойствен- но, дуалистически, составлены. Это мнѣніе, зачатки кото- раго мы встрѣтили у Лавуазье (стр. 30), получило теорети- ческую основу. Дуалистическія теоріи кислотъ, основаній и солей мы изложимъ въ слѣдующей главѣ, теперь же обра- тимся къ разсмотрѣнію вопроса, какъ электрохимическая теорія объясняла различные виды химическихъ превращеніи. Реакція вытѣсненія, т. е. реакція трехъ веществъ съ вы- дѣленіемъ одного изъ нихъ, объясняется, согласно электро- химической теоріи, большею электрическою полярностью дѣйствующаго вещества къ одному изъ элементовъ соедине- нія; вслѣдствіе этого происходитъ соединеніе веществъ, об- ладающихъ большею электрическою полярностью п вытѣсне- ніе вещества, бывшаго въ соединеніи. Точно также при об- мѣнныхъ разложеніяхъ, при взаимодѣйствіяхъ четырехъ тѣлъ, наступленіе реакціи опредѣляется стремленіемъ къ болѣе совершенному нейтрализованію электрическпхъ свойствъ элементовъ при совершающемся обмѣнномъ разложеніи. Въ этомъ случаѣ, согласно мнѣнію Берцеліуса, имѣютъ приложе- ніе законы Бертолле, причемъ физпческія и химическія ус- ловія реакціи видоизмѣняютъ проявленіе электрическихъ от- ношеній между химическими соединеніями. Такъ, напр., еслп двѣ кислоты дѣйствуютъ на одно основаніе, степень разложенія опредѣлится разностью напряженія ихъ электро- 9
121 химической полярности и числомъ присутствующихъ ато- мовъ кислотъ. Не трудно видѣть, что послѣднее положеніе представляетъ приспособленіе закона Бертолле дѣйствія химической массы къ электрохимическимъ взглядамъ, при- чемъ понятіе о химическомъ сродствѣ замѣнено представ- леніемъ объ электрической полярности. Изложеніе электрохимической теоріи Берцеліуса закон- чено. Въ видѣ добавленія слѣдуетъ указать мнѣнія Берце- ліуса относительно растворовъ. Такъ какъ при раствореніи химическихъ соединеній въ индифферентныхъ растворите-, ляхъ электрохимическій знакъ раствореннаго соединенія не мѣняется, Берцеліусъ приписывалъ наступленіе растворенія, не электрическимъ силамъ, присущимъ растворяемому веще- ству и растворителю, но особой силѣ, видоизмѣненію силы химическаго сродства, достаточной, чтобы разрушить сцѣпле- ніе твердаго тѣла. Прп раствореніи атомы растворяюща- гося вещества распредѣляются между атомамп растворителя; атомы тѣлъ, находящихся въ растворѣ, какъ растворителя такъ и раствореннаго тѣла, расположены по отношенію другъ къ другу такимъ образомъ, что представляютъ нѣко- торую правильность, симметричность. Если химическое сое- диненіе характеризуется постоянствомъ состава, то раствору, по Берцеліусу, принадлежитъ, какъ характерный признакъ, симметрія въ расположеніи атомовъ. Такимъ образомъ Бер- целіусъ отличалъ по существу химическія соединенія отъ растворовъ; послѣднимъ не было мѣста въ электрохимиче- ской системѣ. Объясненіе силы сцѣпленія также не было дано электро- химической теоріей. Сцѣпленіе, по мнѣнію Берцеліуса, зави- ситъ отъ особой силы, дѣйствіе которой не только механи- ческое, но и химическое, вслѣдствіе чего сцѣпленіе можетъ нарушать или видоизмѣнять проявленіе силы химическаго сродства. Въ предшествующемъ мы изложили основанія наисовер- шеннъйшей пзъ электрохимическихъ теорій—теоріи Берце- ліуса. Возраженія, которыя представляли этой теоріи, вскорѣ послѣ ея появленія, кажутся не крупными, мы пхъ лишь вкратцѣ укажемъ. Таково возраженіе Гротгуса о невозмож-
122 нести отождествить электрическія явленія съ явленіями хи- мическаго сродства; указывали также, что электрохимиче- ская теорія, принимая, что атомы иолярны, не объясняетъ, какъ возникаетъ полярность и почему противоположныя элек- тричества атомовъ не соединяются; указывали, наконецъ, что вліяніе возвышенія температуры, которое по электрохими- ческой теоріи должно всегда увеличивать электрическую полярность атомовъ, не всегда отвѣчаетъ увеличенію способности къ соединенію; напротивъ, есть вещества, раз- лагающіяся отъ дѣйствія высокой температуры. На двухъ возраженіяхъ болѣе общаго свойства остановимся нѣсколько долѣе. Электрохимическая теорія, признавъ, что химическія соединенія п растворы образуются силами по существу раз- личными, впервые отдѣлила эти классы веществъ, которые, і,о того времени, постоянно разсматривались какъ проявле- нія одной и той же сплы химическаго сродства и какъ принадлежащими къ отдѣлу химическихъ соединеній. II дѣйствительно, строгое разграниченіе растворовъ отъ хи- мическихъ соединеній невозможно: если безводная соль прп дѣйствіи воды сначала образуетъ водную соль то это при- писываютъ проявленію электрохимической сплы, дальнѣйшее же дѣйствіе воды и раствореніе въ водѣ водной соли Бер- целіусъ приписываетъ особой силѣ. Причина такого различ- наго разсмотрѣнія однородныхъ процессовъ неясна п доводы въ пользу отдѣленія растворовъ и химическихъ соединеній, опирающіеся на сохраненіи растворами первоначальнаго электрохимическаго знака соединеній, недостаточны. Та- кимъ образомъ, электрохимическая теорія освятила, давъ теоретическое объясненіе, отдѣленіе растворовъ и хими- ческихъ соединеній, начатое атомической теоріей, въ ко- торой также не оказалось мѣста для растворовъ (стр. 79). Атомическая и электрохимическая теоріи представляются первыми, по времени, теоріями, съузившимп широкій круго- зоръ прежнихъ воззрѣній; таковъ-же, впрочемъ, будетъ ха- рактеръ п послѣдующихъ теорій. При дифференцированіи науки, вслѣдствіе ея прогресса, дифференцирующіяся части, при разработкѣ теоретическихъ представленій, не остаются въ достаточной связи между собою. Хотя кругозоръ былъ нѣсколько съуженъ, тѣмъ неменѣе электрохимической теоріи
123 пришлось прибѣгнуть къ принятію, кромѣ силъ электрическихъ, еще невѣдомыхъ силъ растворенія п сцѣпленія. Потерялась, какъ видно, и простота прежнихъ химическихъ воззрѣній. Для критики электрохимической теоріп у насъ пока не хва- таетъ опытнаго матеріала—обсужденіе теоріп сдѣлается по- степенно по мѣрѣ дальнѣйшаго изложенія. Достоинства электрохимической теоріп весьма велики; они для того времени выкупали ея недостатки, которые, въ сущности, былп мало подмѣчены современниками. Теорія быстро распространилась п вѣра въ нее была продолжи- тельною. Электрохимическая система элементовъ и пхъ сое- диненій, вполнѣ раціональная, была стройною и весьма со- вершенною. Достопнство этой системы отразилось и на нѣ- которыхъ другихъ естественныхъ наукахъ: минералогія обя- зана Берцеліусу химической системой минераловъ, употреб- ляемой и нынѣ. Для атомической теоріп электрохимическая теорія явилась желаннымъ дополненіемъ: первая указываетъ законы, управляющіе вѣсовымъ составомъ химическихъ сое- диненій, вторая даетъ объясненіе ихъ свойствамъ и изъ простыхъ положеній выводитъ случаи взаимодѣйствія эле- ментовъ и соедпненій. Концепція является широкою п ох- ватъ этими теоріями круга химическихъ явленій значитель- нымъ. Хотя обѣ теоріп обнимали одни, такъ называемыя, опредѣленныя химическія соединенія, но за то для нпхъ да- вали всѣ необходимыя указанія, какъ относительно вѣсо- выхъ измѣненій вещества, такъ и силъ, подъ вліяніемъ ко- торыхъ имѣли мѣсто эти измѣненія. Конечно, объясняя мно- гое, электрохимическая теорія не всегда оставалась на почвѣ фактовъ. Желая объяснить внутренній составъ химическихъ соединеній, эта теорія впервые внесла въ науку новый кругъ идей. Разсмотрѣнію этихъ важныхъ нововведеній, мы посвящаемъ слѣдующую главу.
ГЛАВА VII. Дуалистическія теоріи кислотъ, основаніи и солеи. Въ этой главѣ придется обратить вниманіе читателя на рѣшеніе новыхъ и чрезвычайно важныхъ вопросовъ, впер- вые поднятыхъ въ хпміи электрохимическою теоріею. Пред- полагая, что всѣ вещества состоятъ пзъ двухъ составныхъ частей, электроположительной и электроотрицательной, тео- рія впервые поднимала вопросъ о внутреннемъ строеніи ве- щества и разсматривала его, какъ уже указано, съ точки зрѣнія дуализма. Для соединеній, состоящихъ изъ двухъ эле- ментовъ, опредѣленіе составныхъ частей происшедшаго сое- диненія совпадаетъ съ опредѣленіемъ находящихся въ нихъ элементовъ и не представляетъ нпчего гипотетическаго. Не такъ просто рѣшеніе поднятаго вопроса для веществъ болѣе сложнаго состава: опредѣленіе, внутренняго строенія въ этомъ случаѣ возможно лишь на основаніи произволь- ныхъ допущеній. Допуская возможность знать внутреннее строеніе тѣлъ, приходится различать, какъ то и началъ пер- вый Берцеліусъ, эмпирическій составъ и эмпирическую фор- мулу соединенія отъ его раціональной формулы и раціо- нальнаго состава, указующаго тѣ ближайшія составныя ча- сти, которыя входятъ въ составъ сложнаго соединенія. Цѣлью изслѣдованія химическихъ соединеній ставится изслѣдованіе пхъ химической конституціи, т. е. опредѣленіе ближайшихъ составныхъ частей соединенія, тѣхъ группъ простѣйшихъ атомовъ, изъ которыхъ строится атомъ сложнаго тѣла. Всѣ, указанные въ этпхъ немногихъ строкахъ, поставленные элек- трохимической теоріей вопросы представляютъ выдающуюся важность; лишь постепенно мы получимъ достаточный фак- тическій матеріалъ для отвѣта на нихъ. Теперь попытаемся
125 рѣшить намѣченные вопросы, въ смыслѣ электрохимической теоріи, для простѣйшихъ неорганическихъ соединеній, для кислотъ, основаній и солей. Рѣшеніе вопросовъ о консти- туціи этихъ соединеній предполагаетъ предварительное рѣ- пщніе вопросовъ о качественномъ и количественномъ ихъ составѣ п такъ плп иначе опредѣленный атомный составъ ихъ. Не смотря на сравнительную простоту имѣющихся въ виду соединеніи, рѣшеніе намѣченныхъ вопросовъ ихъ хи- мической конституціи шло медленно и частные успѣхи въ рѣшеніи этпхъ вопросовъ опредѣляютъ важнѣйшіе моменты въ развитіи хпміп. Цислородна^ч теорія кислотъ Лавуазье-Берцеліуса. Лавуазье опредѣлилъ кислоты какъ кислородныя соеди- ненія кислотообразующихъ элементовъ, приписывая кисло- роду, какъ и показываетъ названіе кислородной теоріп, исключительную способность образовать кислоты. Такое опредѣленіе кпслотъ сохранилось продолжптельное время: Берцеліусъ держался его до 1820 года. Остановимся нѣкоторое время на томъ, какъ съ точки зрѣнія -кислород- ной теоріи разсматривались кислоты, основанія и соли. Опредѣленіе кислотъ, чанное выше, основанное на од- номъ качественномъ составѣ этпхъ соединеній, является не- достаточнымъ, но точнаго опредѣленія понятія кислоты при- дется еще ждать долго. Берцеліусъ даже послѣ 1820 года опредѣлялъ кислоты какъ таковыя по пхъ физіологическому дѣйствію на органъ вкуса пли по дѣйствію на нѣкоторыя растительныя краски (лакмусъ), п наконецъ, по способности съ основаніями образовать соли. Нужно ли указывать, что всѣ эти опредѣленія шатки п, какъ увидимъ, подадутъ по- водъ къ многочисленнымъ недоразумѣніямъ. Точно также видоизмѣнились мнѣнія и о принципѣ кислотности: кисло- родъ не могъ считаться исключительнымъ принципомъ кис- лотности, такъ какъ соединенія съ металлами образуютъ не кислотныя вещества, по основанія. Электрохимическая теорія потому замѣнила опредѣленія Лавуазье для кпс- лотъ слѣдующимъ: кислоты представляютъ кислородныя сое- диненія электроотрицательныхъ элементовъ.
126 Опредѣленіе Лавуазье для кислотъ, основанное на од- номъ качественномъ составѣ ихъ, было въ двоякомъ отно- шеніи невѣрно: во первыхъ, потому что во всѣхъ кислотахъ принимало присутствіе кислорода, "во вторыхъ, еще и по- тому, что кислотамъ приписывало невѣрный составъ, при- нимая въ нихъ присутствіе лишь двухъ элементовъ; таковъ составъ ангидридовъ кислотъ. Даже въ 1835 году Берце- ліусъ ’) сѣрной кислотѣ все еще придавалъ формулу 8О3, т. е., по современному, формулу сѣрнаго ангидрида; также напр. азотной кислотѣ давали формулу КО5, которая пред- ставляетъ формулу ея ангидрида, (принимая атомный вѣсъ азота =14, 0 = 8); угольный ангидридъ С02, съ того вре- мени, въ силу привычки и теперь иногда неправильно зо- вется углекислотой. Предполагали, что въ изолированномъ состояніи, не соединенными съ чѣмъ нибудь (напр. съ во- дою, съ основаніемъ), можно получить лишь немногія кис- лоты. Прп попыткѣ ихъ выдѣленія напр. изъ солей, при- нимали, что кислоты (т. е. ангидриды ихъ) обыкновенно соединялись съ водою; въ такомъ соединеніи, кислоты на- зывались водными кислотами. Принимали, далѣе, что невоз- можно удалить воду изъ водныхъ кислотъ, не соединивъ послѣднія съ какимъ нибудь новымъ веществомъ. Водныя кислоты (не должно смѣшивать этого термина съ современ- нымъ понятіемъ кислоты, разведенной водою) и суть тѣ ве- щества, которыя мы теперь зовемъ кислотами. Вода, или правильнѣе ея элементы, не считались необходимо, но лишь случайно, входящими въ составъ кислотъ. Въ кислотахъ, согласно дуалистическому воззрѣнію, кис- лородъ былъ электроотрицательною составною частью, а элементъ, съ нимъ соединенный, электроположительною: напр. въ сѣрной кислотѣ 803 сѣра была электроположи- тельна относительно электроотрицательнаго кислорода. Вод- ныя кпслоты также представляли дуалистическое, двойствен- ное строеніе: въ нихъ вода, которой около 1830 года Бер- целіусъ сталъ придавать формулу НО (стр. 66), какъ гово- рили тогда, конституціонная вода, была электроположитель- ною составною частью; кислота (плп по современному—кис- 0 ЬеІігЬисІі II, 4.
127 лотный ангидридъ) была электроотрицательной составной частью. Напр., формула водной сѣрной кислоты была НО.8О3. Основы такого взгляда на строеніе кислотъ, равно какъ и методы для опредѣленія этого строенія, мы узнаемъ прп изслѣдованіи конституціи солей. Основанія, также согласно Лавуазье, считались заклю- чающими кислородъ, присутствіе котораго было доказано для ѣдкихъ щелочей и щелочныхъ земель опытами Дэвп, приведшими къ открытію и выдѣленію щелочныхъ метал- ловъ. Но обобщеніе, что во всѣхъ основаніяхъ находится кислородъ, было невѣрнымъ обобщеніемъ и мы скоро уви- димъ, какъ эта ошибка была открыта и устранена. Электрохи- мическія отношенія элементовъ, входящихъ въ составъ осно- ваніи, слишкомъ просты, чтобы на нпхъ останавливаться. Шаткость въ опредѣленіи понятія кислоты въ особен- ности неблагопріятно отозвалась на всемъ ученіи о соляхъ, на галургіи. Пока не отличали различныхъ видовъ солей, опредѣленіе, что соль представляетъ соединеніе основанія и кислоты *), считалось достаточно опредѣленнымъ. Но когда познакомились съ различными видами солей, съ основными, средними и кислыми солями, то приведеннаго признака ока- залось недостаточнымъ для отличенія этихъ различныхъ солей. Остановимся напр. на выясненіи понятія, что такое средняя соль. Недостаточность признаковъ для опредѣленія такпхъ солей дѣлала то, что сначала Берцеліусъ раздѣлялъ пхъ на два класса: на собственно нейтральныя соли (Кеи- ігаізаке), въ которыхъ, по Берцеліусу, кислота и основанія напсовершеннѣйшимъ образомъ нейтрализованы, п на сред- нія солп (МШеізаІяе), куда принадлежитъ большая часть среднихъ солей, образуемыхъ металлами, растворы кото- рыхъ въ водѣ представляютъ кислую реакцію на лакмусъ. Когда убѣдились въ несущественности указаннаго признака, т. е. болѣе пли менѣе совершеннаго нейтрализованія, такое раздѣленіе среднихъ солей на два класса было оставлено. Мы теперь знаемъ, что несовершенное нейтралпзованіе кис- лотъ въ водномъ растворѣ солей обусловливается разла- *) Въ послѣдующемъ изложеніи вездѣ названіе кислоты нужно ра- зумѣть въ смыслѣ Берцеліуса, т. е. что кислота есть по нашему ан- гидридъ кислоты.
128 гаюіцпмъ дѣйствіемъ воды на соль, а потому и не можетъ служить признакомъ для различенія солей. Въ одной пзъ предшествующихъ главъ были указаны (стр. 50) попытки опредѣленія среднихъ солей по ихъ составу, что различ- нымъ образомъ приводили въ исполненіе. Одно время при- нимали, что средними солями нѣкоторой кпслоты будутъ такія соли, которыя заключаютъ одинаковое вѣсовое коли- чество кислорода въ окиси металла. Это количество опре- дѣляло, какъ тогда называли, насыщаемость пли способность насыщенія кислотъ (ЗаШрппщзСарасіШ, сарасііё (1е ваіпгаііоп). Насыщаемость напр. сѣрной кпслоты была 19,96, т. е. въ количествѣ основанія, потребномъ для образованія средней солп съ 100 частями сѣрпой кислоты, будетъ находиться 19,96 кислорода. Этотъ критерій, равно какъ и тотъ, счи- тать за среднюю соль такую, которая образована однимъ атомомъ основанія и однимъ атомомъ кислоты, былп бы хорошими признаками среднихъ солей, если бы всѣ кпслоты былп одноосновными; такъ какъ Ъто не имѣетъ мѣста, то и этп опредѣленія средней солп являлись не точными. Въ началѣ тридцатыхъ годовъ, сознавая неточность опредѣле- нія понятія средней солп, Дюма писалъ, что не существуетъ среднихъ солей ’). Еще большую неопредѣленность, если только это воз- можно, представляли опредѣленія основныхъ п кислыхъ со- лей. Опредѣленіе этихъ соединеній было основано па опре- дѣленіи средней солп, опредѣленіи, какъ мы впдѣлп, весьма неточномъ. Основной солью называлось соединеніе средней солп съ окисью металла, напр. основная углекислая окись свинца изображалась формулой 2РЪО,СО2. Кпслыя солп были соединенія среднихъ солей съ кислотами, напр., кислое сѣр- нокислое кали -было КО,28ОЯ. Теорія не указывала, какія именно кпслоты образуютъ кпслыя соли, равно какъ и то какія основанія могли вступать въ соединенія съ средними солями для образованія основныхъ солей, а съ кислотами для образованія кислыхъ солеи. Рѣшеніе всѣхъ этихъ во- просовъ было предоставлено опыту; только по опыту счи- тали возможнымъ указать, въ какомъ количествѣ атомовъ ’) Рапіаз. СЬігоіе арріідпёе анх аіів іпёпзігіеіз, II, 180.
129 могутъ присоединяться основанія пли кпслоты къ среднимъ солямъ. Эти краткія указанія достаточны, чтобы сдѣлать предвидѣніе о томъ, какой длинный путь должны были пройдти этп представленія о соляхъ, прежде чѣмъ достигли ясности и простоты современныхъ опредѣленій для этихъ соединеній. Неудовлетворительность теоретическихъ представленій въ химіи, какъ и вообще въ опытныхъ наукахъ, не всегда препятствуетъ хорошему опытному изслѣдованію недоста- точно теоретически обработанныхъ отдѣловъ науки. Такъ было и съ отдѣломъ солей. Не смотря на указанную недо- статочность теоретическихъ представленій, этп соединенія представляли наилучше изслѣдованный отдѣлъ химическихъ соединеній п, въ большинствѣ случаевъ, опытнымъ путемъ, были вѣрно установлены, какъ свойства солей кислотъ, такъ точно были вѣрно указаны, которыя изъ нихъ среднія, основныя или кпслыя. Въ электрохимической системѣ разсматриваемыя соеди- ненія составляли, какъ уже было указано (стр. 118), по- добно элементамъ, электрохимическій рядъ, на электроотри- цательной оконечности котораго помѣщались кислоты, а на электроположительной — основанія. Соли занимали сре- дину этого ряда. Простѣйшія между ними представляли атомы втораго порядка. Какъ эти соли, такъ и двойныя соли, представляющія атомы третьяго и болѣе высшихъ порядковъ, представляли двойственность внутренняго со- става, дуализмъ, какъ того требовала электрохимическая теорія. Одинъ примѣръ будетъ достаточенъ для уясненія сказаннаго. Въ сѣрнокисломъ кали, КО, 8О3, ѣдкое кали КО было электроположительною составною частью, а 8О3—электро- отрицательною. Такое же расположеніе составныхъ частей принималось и въ другпхъ среднихъ соляхъ. Быть можетъ не излишне замѣтить, что недостаточная точность въ опре- дѣленіи атомнаго состава основаній и кислотъ (см. стр. 47 и слѣд.), даже производившіяся, съ теченіемъ времени, измѣненія атомнаго состава солей, не моглп измѣнять при- мѣненіе электрохимическихъ воззрѣній къ солямъ и кисло- тамъ: при всякомъ атомномъ составѣ соли, основаніе, каковъ бы ни былъ принимаемый атомный составъ его, составляло 9
130 электроположительную составную часть, а кислота—электро- отрицательную составную часть соли. Номенклатура солеи выражала ихъ конституцію, согласно электрохимической гипотезѣ, указывая въ названіи соли и кислоту и основаніе, входящія въ ея составъ. Таковы напр. названія: сѣрно- кислое калп, азотнокислый баритъ, уксуснокислая окись свинца и т. п. Къ двойнымъ солямъ прилагались всѣ выше- приведенныя положенія: такъ напр. квасцы, по дуалистиче- скому представленію, были составлены пзъ сѣрнокислаго кали, электроположительной составной части, и изъ сѣрно- кислой окиси глинозема, электроотрицательной составной части двойной соли, что показываетъ слѣдующая формула: КО. 8О3 4- А1„03.503. Въ соединеніи безводныхъ квасцовъ съ кристаллизаціон- ною водою, послѣдняя представляла электроположительную, а безводныя квасцы—электроотрицательную составную часть. Подобно кислороднымъ соединеніямъ, электрохимическая гипотеза формулировала и указывала конституцію соедине- ній всѣхъ прочихъ элементовъ. Мы указали раціональный составъ солей, основаній и кислотъ п привели пхъ раціональныя формулы. Намъ при- ходится впервые входить въ разсмотрѣніе приведенныхъ вопросовъ, а потому необходимо остановиться на обсужденіи методовъ, при помощи которыхъ считали возможнымъ по- знать внутренній составъ химическихъ соединеній. Не лиш- нимъ считаемъ заявить прямо, что экспериментальнымъ пу- темъ такое знаніе невозможно и то, что зовутъ конституціей или внутреннимъ составомъ (по Берцеліусу), не есть опыт- ное данное, а только внѣшнее выраженіе для гипотезы о внутреннемъ составѣ химическихъ соединеній. Дѣйстви- тельно, если въ соединеніи, состоящемъ изъ двухъ элемен- товъ, соотвѣтственно составу, не трудно указать на состав- ныя части и указать пхъ электрохимическую роль, то при соединеніяхъ, состоящихъ пзъ трехъ элементовъ, это сдѣлать невозможно. Въ то время, принимали, что атомы элементовъ сополагаются прп соединеніи, и это воззрѣніе перенесено и на сложныя вещества; считали неопровержимымъ, что и онѣ образуются соположеніемъ атомовъ высшихъ порядковъ.
131 Основою для сужденія о внутреннемъ составѣ соединеній, состоящихъ изъ трехъ элементовъ, служило изслѣдова- ніе солей. Исторически сложилось мнѣніе, что соли со- ставлены пзъ основанія и кислоты. Берцеліусъ думалъ ви- дѣть подтвержденіе этому мнѣнію въ электролизѣ солей щелочныхъ и щелочноземельныхъ металловъ, невѣрно дѣлая выводъ, что, въ этомъ случаѣ, основаніе и кислота пред- ставляютъ первичные продукты электролиза указанныхъ солей. Исходя пзъ этпхъ данныхъ и имѣя въ виду электро- лизъ химическихъ соединеній, состоящихъ изъ двухъ эле- ментовъ, невѣрно обобщили, что электролизъ есть методъ для раскрытія внутренняго состава химическихъ соединеній. Допустивъ это, допустивъ возможность знанія раціональнаго состава химическихъ соединеній, Берцеліусъ сдѣлалъ еще шагъ далѣе, полагая, что химическія формулы, правильнѣе раціональныя химическія формулы, могутъ выразить внут- ренній составъ химическихъ соединеній. Въ предшествующихъ строкахъ мы познакомились не только съ электрохимическими взглядами на кислоты п соли, но и подняли нѣкоторые вопросы касательно теоретическаго пхъ опредѣленія, равно какъ вопросы о раціональномъ со- ставѣ, конституціи, и того, что можно изображать химичес- кими формулами. Не смотря на указанные недочеты, какъ съ опытной, такъ п съ теоретической стороны, всѣ воззрѣнія Берцеліуса, касающіяся этихъ вопросовъ, были приняты. Къ обсужденію ихъ мы будемъ возвращаться не разъ въ послѣдующихъ главахъ, теперь же остановимся на изученіи / того, какъ были исправлены грубыя погрѣшности кислород- ной теоріп, вызванныя положеніемъ этой теоріи, что всѣ основанія и кислоты заключаютъ кислородъ въ своемъ составѣ. . Аммонійная теорія. Невѣрное обобщеніе о нахожденіп кислорода во всѣхъ основаніяхъ должно было давать и невѣрные выводы; это и сказалось на соляхъ, образуемыхъ амміакомъ. Исторію изученія амміака мы уже нѣсколько затронули (стр. 112) и указали, что качественный составъ его былъ вѣрно опре- дѣленъ Бертолле; этотъ ученый показалъ, что амміакъ со- стоитъ только изъ азота п водорода. Дэви открывъ, что *
132 щелочи представляютъ кислородныя соединенія щелочныхъ металловъ, въ виду близости свойствъ солей щелочныхъ металловъ и солей амміака, высказалъ предположеніе, что амміакъ есть аналогъ ѣдкихъ щелочей и долженъ заключать кислородъ. Сходство соединеній амміака съ соединеніями щелочныхъ металловъ сдѣлалось еще большимъ, когда была открыта, одновременно Зебекомъ и Берцеліусомъ, амальгама аммонія, сходственная съ амальгамами щелочныхъ металловъ. Имѣя въ виду предположеніе о содержаніи кислорода въ ам- міакѣ, образованіе амальгамы аммонія объясняли, какъ и образованіе амальгамъ щелочныхъ металловъ въ классиче- скомъ опытѣ Дэви, возстановленіемъ, т. е. отнятіемъ кисло- рода отъ амміака. Укажемъ, впрочемъ, что Гэ-Люссакъ и Тенаръ уже тогда, въ отличіе отъ предшествующаго объ- ясненія, вѣрно опредѣлили, что процессъ образованія амаль- гамы аммонія состоитъ въ присоедини» водорода къ амміаку. Берцеліусъ раздѣлялъ невѣрное мнѣніе Дэви. Исходя изъ анализа солей аммонія в имѣя* въ виду найденное опытомъ соотношеніе между количествомъ кислорода въ кислотѣ и количествомъ кислорода въ основаніи въ соляхъ вообще, Берцеліусъ пришелъ къ выводу, что амміакъ долженъ за- ключать до 50 процентовъ кислорода. Когда попытки от- крыть такое огромное количество кислорода въ амміакѣ не увѣнчались успѣхомъ, Берцеліусъ, чтобы спасти теорію, при- бѣгнулъ къ предположенію, что азотъ представляетъ не простое тѣло, но окпсь особаго элемента, названнаго имъ піігіспш. До 1820 года Берцеліусъ вѣрилъ въ сложность азота и хотя оставилъ это мнѣніе, но правильное формули- лнровапіе солей, образуемыхъ амміакомъ, появилось значи- тельно позднѣе. Въ двадцатыхъ годахъ, Мптчерлихъ указалъ на изомор- физмъ солей амміака съ солями щелочныхъ* металловъ и, разсматривая составъ солей амміака, обратилъ вниманіе, что въ нпхъ находится одинъ атомъ воды (какъ тогда говорили), напр. сѣрнокислая окись аммонія имѣетъ составъ КН3.Н0.803. Атомъ воды въ соляхъ амміака, согласно Митчерлпху, не можетъ быть удаленъ изъ соли, не разрушивъ ее. Основы- ваясь на изслѣдованіи Митчерлиха, Берцеліусъ въ 1833 г. высказалъ теорію аммонія. Въ соляхъ, образуемыхъ соеди-
133 неніемъ амміака съ кислотами, Берцеліусъ сталъ принимать присутствіе сложнаго радикала аммонія играющаго роль простаго тѣла, металла. Для большей ясности слѣдуетъ указать, что въ органическихъ соединеніяхъ, какъ мы вскорѣ изложимъ, стало въ это же время зарождаться представ- леніе о сложномъ радикалѣ. Присутствіе аммонія КН, въ его соляхъ подтверждалось полученіемъ амальгамы этого сложнаго металла; въ соляхъ амміака съ кислородными кис- лотами находится окись аммонія МІ4О, аналогичная окпсп калія, КО. Берцеліусъ, высказавъ теорію аммонія, вывелъ изъ забвенія предложеніе, сдѣланное Амперомъ еще въ 1816 Г°ДУ '), что окись аммонія можно разсматривать какъ об- разованную 1 об. КН3 и */2 об. воды. Во Франціи теорія аммонія Берцеліуса не была при- нята; быть можетъ, правильнѣе будетъ сказать, что тамъ разсматривали амміачныя соли какъ образованныя прямымъ присоединеніемъ амміака къ кислотамъ; напр. ХН3.Н('і или КН3.Н0.803. Это воззрѣніе, поддерживаемое Гэ-Люссакомъ со втораго десятилѣтія настоящаго столѣтія, во Франціи, сохранило силу и къ тридцатымъ годамъ. Которое изъ этихъ двухъ воззрѣній на соли амміака справедливо? Заключаютъ ли соли амміака, дѣйствительно, аммоній въ своемъ внутреннемъ составѣ? Такая постановка вопроса неправильная. До сихъ поръ, какъ мы видѣли, мы не имѣли средствъ познать внутреннее строеніе тѣлъ и наши раціональныя формулы представляютъ только услов- ное воспроизведеніе случаевъ аналогіи. Обѣ разсматривае- мыя теоріи солей амміака представляютъ нѣкоторую сумму аналогій: теорія аммонія указываетъ на аналогію между солями аммонія и солями щелочныхъ металловъ, теорія Гэ-Люссака особенное вниманіе обращаетъ на своеобразный способъ образованія солей аммонія. Ближайшая причина предпочтенія того плп другаго воззрѣнія, какъ мнѣ кажется, лежала въ тогдашнихъ взглядахъ на кислоты. Въ Германіи кислородная теорія кислотъ лучше укладывалась съ теоріею аммонія; во Франціи водородная теорія кислотъ, съ кото- рой мы тотчасъ познакомимся, требовала признанія амміач- *) Аіш. <1. сііііп. еі. Де рііуз. 8. 2, Т. 2, 16; подстрочное примѣчаніе.
134 пыхъ солей какъ таковыхъ. П нынѣ къ познанію солей аммонія ничего не прибавлено, а предпочтеніе той или другоп пзъ теорій вызывается исключительно господствую- щими теоретическими представленіями. Унитарная теорія Герара, какъ будетъ разсказано, отказывалась, и совер- шенно справедливо, отъ разсмотрѣнія внутренняго строенія тѣлъ. Современная теорія строенія, смотря по атомности азота, воспроизводитъ то одно, то другое представленіе: принимая пятпатомность азота, въ соляхъ амміака, мы про- водимъ теорію аммонія; если же признать, какъ то дѣлаетъ теорія постоянной атомности элементовъ, что въ соляхъ амміака азотъ трехатоменъ, мы этимъ воспроизводимъ тео- рію Гэ-Люссака. Излагая исторію изслѣдованія солей амміака, мы не кос- нулись нѣкоторыхъ второстепенныхъ теорій, касающихся этихъ соединеній (напр. амидной теоріи Кэпа), такъ какъ мы пмѣли въ впду, главнымъ образомъ, показать на соляхъ амміака, какъ прилагались къ частнымъ случаямъ общіе ме- тоды для опредѣленія внутренняго строенія веществъ, об- щіе принципы которыхъ былп изложены въ предшествую- щемъ параграфѣ. И вотъ, на столь простыхъ по составу соединеніяхъ, каковы солп амміака, какъ видѣлъ читатель, методы этп оказались несостоятельными п мнѣнія относи- тельно солей амміака до спхъ поръ являются раздѣлен- ными. Справедливость высказаннаго предположенія, что во- просы о внутреннемъ строеніи веществъ суть только отра- женіе наіппхъ гипотетическихъ воззрѣній, касающихся этого вопроса, получило уже подтвержденіе. Амміакъ есть единственное соединеніе, представляющее исключеніе противъ кислородной теоріи основаніи. Пере- ходимъ теперь къ повѣркѣ положеній кислородной теоріи въ приложеніи къ кислотамъ; здѣсь число исключеній больше п обсужденіе пхъ дало плодотворные результаты. Хлористичеснае теорій- Водородные кислоты. • Соляная кислота (кислота морской солп, какъ прежде ее называли) извѣстна съ давняго времени. Въ 1774 году Шееле изслѣдовалъ дѣйствіе на нее перекиси марганца н
135 получилъ хлоръ. Съ точкп зрѣнія теоріи флогпстона, Шееле назвалъ хлоръ дефлогпстпзпрованноіі соляной кислотой. Ла- вуазье, сдѣлавъ невѣрное обобщеніе, что всѣ кпслоты должны заключать кислородъ (стр. 28), принялъ, что хло- ристоводородная кислота есть кислородное соединеніе не- извѣстнаго вещества, названнаго имъ гайісаі плп Ъаяе шп- гіаіідпе. Бертолле, изслѣдовавъ дѣйствіе хлора на ѣдкое калп и открывъ хлорноватыя соли (напр. Бертолетову соль), вы- сказалъ мнѣніе, что хлоръ представляетъ окисленную со- ляную кпслоту (асісіе піпгіаіідпе охщенёе). Вѣрный послѣ- дователь Лавуазье, Берцеліусъ принялъ мнѣніе Бертолле и слѣдующимъ образомъ формулировалъ отношенія различныхъ соединеній хлора. Соляная кпслота представляетъ двуокись неизвѣстнаго элемента мурія Ми: составъ ея МиО2(въ состоя- ніи неизвѣстнаго п невозможнаго безводнаго соединенія); водная соляная кпслота (т. е. собственно соляная кпслота стр. 126), по аналогіи съ кислородными кислотами, получила формулу НО.МпО2. Формулы хлористыхъ металловъ состав- лялись по аналогіи съ солями кислородныхъ кислотъ, напр. составъ хлористаго калія изображали формулой КО, МпО2. Соляная кпслота представляла, по воззрѣнію Берцеліуса, низшую степень окисленія мурія; хлоръ и кпслоты хлора составляли высшія степени окисленія этого предполагаемаго элемента: МпО8, хлоръ НО, Мп04, водн. хлорноватистая к. НО, -\ІпО8, » хлорноватая к. Разсматриваемая теорія принимала въ соляной кислотѣ и хлорѣ присутствіе огромнаго количества кислорода; дѣлались многочисленныя попытки констатировать его присутствіе. Опыты Гэ-Люссака п Теиара дали отрицательный результатъ относительно присутствія кислорода въ хлорѣ ц заставили пхъ высказать предположеніе объ элементарной природѣ хлора) это изслѣдованіе однако не могло поколебать мнѣніе о сложности хлора. Рѣшительнѣе былп опыты и выводы Дэви (1810). Этотъ ученый изслѣдовалъ дѣйствіе хлора па угле- родъ, въ разсчетѣ получить окись углерода, если хлоръ за- ключаетъ кислородъ; результатъ опыта, какъ и понятно,
136 вышелъ отрицательнымъ. Доказавъ отсутствіе кислорода въ хлорѣ, отсутствіе кислорода въ хлористыхъ металлахъ до- казано было изслѣдованіемъ дѣйствія хлора да ѣдкое кали, причемъ хотя и образовался хлористый калій, но выдѣлился кислородъ. Изъ этихъ опытовъ Дэви заключилъ, что хлоръ есть элементарное тѣло и назвалъ его сЫогіне плп сЫогіс §аг; упрощенное названіе хлора для этого элемента далъ Гэ-Люссакъ. Хлористые металлы не заключаютъ кислорода п происходятъ непосредственнымъ соединеніемъ хлора съ металлами. Таковы главныя положенія хлорпстической тео- ріи Дэвп. ’ Разборъ Берцеліусомъ хлорпстической теоріи не заста- вилъ себя ждать: въ образцово написанной статьѣ *) Бер- целіусъ объясняетъ новые опыты Дэвп съ точкп зрѣнія старой, такъ называемой, антихлорпстической теоріи и при- ходитъ къ выводу, что примѣненіе новыхъ воззрѣній по- влекло-бы за собой много неудобствъ, каковы: необходи- мость примѣненія необычныхъ численныхъ отношеній ме- жду элементами, прп образованіи соединеній хлора (напр. СЮ3 для хлорноватой кислоты); противорѣчія съ электро- химическими воззрѣніями п необходимость значительныхъ осложненій теоріп кислотъ и солей. На основаніи всѣхъ соображеній (пхъ указано 10 пунктовъ), Берцеліусъ не счелъ возможнымъ принять новой хлорпстической теоріп Дэвп. Наплывъ, новыхъ фактовъ скоро заставилъ Берце- ліуса перемѣнить это мнѣніе. Второ * десятилѣтіе XIX вѣка весьма богато открытіями по вопросу, который мы разсматриваемъ. Въ 1814 году Куртуа открылъ іодъ, а изслѣдованіе этого элемента, сдѣ- ланное Гэ-.іюссакомъ, показало аналогію между свойствами этого элемента и хлоромъ. Въ открытой п изслѣдованной Гэ-Люссакомъ іодистоводородной кислотѣ оказался аналогъ хлористоводородной кислоты. Въ особенности изслѣдованіе синпльноп кислоты НСХ, сдѣланное также Гэ-Люссакомъ, произвело огромное впечатлѣніе. Пріемами органическаго анализа можно было доказать, какъ въ ней, такъ и ея со- *) Ѵегвисіі еіпег Ѵег^ІеісЬип^ дег аііегеп ипд дег пепеп Меі- пип^еп йЬег діе Каіпг дег охудігіеп Баігзаиге япг ВеигіЬеіІппд дез Ѵогги^з дег еіпеп ѵоп дег апдегеп. ОіІЪегі’в Аппаіеп Т. 50 р. 3515.
137 ляхъ. напр. ціанистой ртути, полное отсутствіе кислорода. Этимъ изслѣдованіемъ, идущимъ въ разрѣзъ съ кислород- ной теоріей кислотъ, Гэ-Люссакъ окончательно установилъ существованіе, такъ называемыхъ, водородныхъ кислотъ. Берцеліусу пришлось признать правильность всѣхъ этпхъ фактовъ п выводовъ. Судьба судила и ему открыть одну изъ водородныхъ кислотъ — роданистоводородную кислоту НСК8,—въ которой полнымъ анализомъ, т. е. вѣсовымъ опредѣленіемъ всѣхъ элементовъ, входящихъ въ ея составъ, онъ могъ убѣдиться въ отсутствіи кислорода. Допущеніе безкислородныхъ кислотъ имѣло обратное вліяніе и на рѣ- шеніе вопроса объ элементарной природѣ хлора; вѣрность этого была окончательно признана Берцеліусомъ около 1825 года. Какъ и предвидѣлъ Берцеліусъ, признаніе элементарной природы хлора, допущеніе существованія водородныхъ кис- лотъ, должны были значительно повліять на измѣненіе и осложненіе электрохимической системы. Нежеланіе такихъ осложненій и было одною изъ важнѣйшихъ причинъ, удер- живавшихъ Берцеліуса столь долго отъ принятія новыхъ воззрѣній. Пришлось измѣнить электрохимическія представ- ленія какъ относительно элементовъ, такъ и относительно пхъ соединеній. Элементы Берцеліусъ теперь раздѣляетъ на 2 класса: 1) солеобразователп или галогены (согрога Ьаіо&епіа), ко- торые образуютъ соли непосредственнымъ соединеніемъ съ металлами; 2) амфигены (согрога аиірЬщепіа), образующіе кислоты плп основанія соединеніемъ съ кислородомъ. Раздѣ- леніе элементовъ на галогены и амфигены имѣло слѣд- ствіемъ то, что электрохимическій рядъ элементовъ пересталъ представлять соотношеніе элементовъ только къ кислороду; раздѣленіемъ элементовъ указывались пхъ соотношенія не только къ кислороду, но и къ другимъ элементамъ, преиму- щественно галогенамъ, что значительно усложнило задачу представить всѣ элементы какъ принадлежащіе одному электрохимическому ряду. Перейдемъ теперь къ измѣне- ніямъ относительно воззрѣній на химическія соединенія. Кислоты пришлось раздѣлить на два, класса: водородныя и кислородныя кислоты. Кислородъ пересталъ быть носите-
138 лемъ кислотности, обусловливающимъ кислыя свойства кпс- ло’г’ь, да и вообще трудно было теперь указать причину 4 этпхъ свойствъ. Водороду, какъ то предлагали Дэви, Гэ- Люссакъ и др., нельзя было приписать причину кислотно- сти, потому что водородъ могъ образовать соединенія съ нѣкоторыми элементами, представлявшія основныя свойства, каковъ, напр., амміакъ. И въ теоріп кислотъ утратилась простота прежняго электрохимическаго воззрѣнія. Въ водо- родныхъ кислотахъ Берцеліусъ сталъ приписывать водо- роду роль электроположительнаго элемента, а галоиду—роль электроотрицательнаго элемента. Исчезла возможность дать общее опредѣленіе для всѣхъ кислотъ: возьмемъ ли мы для такого опредѣленія составъ кислоты (т. е. цо соединенію съ кислородомъ) или же опредѣлимъ кислоты по способностп образовать солп соединеніемъ съ основаніями. И по тому и по другому признаку водородныя кислоты отличаются отъ кислородныхъ кислотъ. Опредѣливъ вѣрно составъ во- дородныхъ кислотъ, для кислородныхъ кислотъ все еще оставались при невѣрномъ составѣ, въ томъ смыслѣ, что ангидриды кислотъ считались за кислоты и роль воды, въ такъ называемыхъ водныхъ кислотахъ, считалась несущест- венною. Эти глубокія измѣненія и осложненія теорій кис- лотъ не остались безъ измѣненія и для теоріп солей. Приш- лось отличить два класса солей—галоидныя и амфпдныя солп, между которыми, и по составу и по способу образованія, пмѣли мѣсто глубокія различія. Галоидныя солп разсматри- вались какъ солп, образованныя непосредственно металломъ и солеобразователемъ, галогеномъ, тогда какъ амфпдныя солп былп соединенія окпси металла съ кислотою (т. е. собственно съ кислотнымъ ангидридомъ). Думали было сгла- дить это рѣзкое различіе тѣмъ, что въ галоидныхъ соляхъ при ихъ раствореніи въ водѣ стали принимать образо- ваніе окпси металла, напр. хлористый калій въ водномъ растворѣ разсматривался какъ хлористоводороднокпслаяокись калія КО, ІІС1. Эта попытка соглашенія оказалась неудач- ною. Пошатнулось опредѣленіе соли, какъ соединенія осно- ванія съ кислотой: пзъ состава солей оказывалось уже не- возможнымъ дать опредѣленіе, что такое соль. Берцеліусъ одно время предлагалъ пользоваться электронеіітральностью
139 какъ признакомъ соли, но этотъ признакъ былъ и шаткимъ, если припомнимъ, что нѣтъ тѣлъ вполнѣ электропейтраль- ныхъ, п въ тоже время недостаточнымъ. Въ такомъ положеніи ученіе о соляхъ и кислотахъ оста- валось до паденія электрохимической теоріп. Отмѣтимъ, что для водородныхъ кислотъ былъ данъ сразу вѣрный составъ; со- ставъ кислородныхъ кислотъ былъ исправленъ, такъ назы- ваемой, водородной теоріей кислотъ. Водородная теорія цислотъ. Полная аналогія въ свойствахъ, представляемая водо- родными и кислородными кислотами, равно какъ пхъ солями, требуетъ приложенія къ этпмъ соединеніямъ однообразной теоріи. Возможность такой единой теоріп для кислотъ ука- зала, такъ называемая, водородная теорія кислотъ. Приве- денное названіе теоріп не вполнѣ удачно, такъ какъ даетъ поводъ смѣшивать водородную теорію кпслотъ съ тѣми ки- слотами, которыя, но отсутствію въ нихъ кислорода, были выше названы водородными. Названіе теоріп происходитъ оттого, что она признаетъ присутствіе водорода какъ при- чину кислотности всѣхъ кислотъ вообще. Понятно, что та- кія мысли могли быть высказаны лишь химикомъ, впервые признавшимъ существованіе водородныхъ кислотъ. Въ 1815 году Дэви напечаталъ чрезвычайно важное из- слѣдованіе о кислородныхъ кислотахъ іода *)• Для теоріп кпслотъ вообще было весьма существенно то, что, получпвъ іодноватокислыя соли, Дэви удалось получить изъ нихъ іодноватый ангидридъ Л2О5 п убѣдиться, что это тѣло не обладаетъ кислыми свойствами; іодноватая кислота обра- зуется изъ ангпдрпда лишь чрезъ соединеніе съ водою. Весьма жаль, что это вѣрное наблюденіе, которое казалось должно было бы послужпть для установленія тогда же вѣр- ныхъ формулъ для всѣхъ кислородныхъ кпслотъ, было об- лечено въ форму гипотезы, высказанной лишь какъ вѣро- ятной, что «кислыя свойства кпслотъ связаны съ дѣйствіемъ водорода воды, находящейся въ такъ называемыхъ водныхъ ') РЬіІОЕорІіісаІ Тгапвасііопз, 1615, Рагі I, 203.
140 кислотахъ». Опредѣленнѣе были относящіяся до этого воп- роса мнѣнія Дюлонга. По трудности добыть источники, во- дородную теорію кислотъ, высказанную Дюлонгомъ (1815). приходится схематически возстановлять по статьямъ его противниковъ. Дюлонгъ приложилъ свои взгляды сначала къ щавелевой кпслотѣ, разсматривая ее какъ водородное соединеніе Н,С2О4, а ее солп какъ М, С2О4. Обобщая за- тѣмъ это представленіе, Дюлонгъ высказалъ положеніе, что всѣ кислоты представляютъ водородныя соединенія простыхъ или сложныхъ радикаловъ. Такъ напр., хлористоводородная кислота есть водородное соединеніе хлора ИС1, а сѣрная кпслота представляетъ водородное соединеніе Н, 5О4. Тоже можно сказать и относительно солей: соли всѣхъ кислотъ (какъ водородныхъ, такъ и кислородныхъ) представляютъ соединеніе металла съ галогеномъ или сложною группою. Та- кимъ образомъ, согласно водородной теоріи кислотъ, всѣ, бёзъ различія, кпслоты принадлежатъ одному и тому же классу химическихъ соединеніи; точно также н солн кислотъ образуютъ единственную группу химическихъ веществъ. Электрохимическимъ взглядамъ на кпслоты и солп водо- родная теорія не протпворѣчила и тѣмъ не менѣе противъ нея возстали всѣ химики, не замѣчая ни простоты, ни об- щности ея, ни того, что для всѣхъ кислородныхъ кислотъ она впервые указывала на вѣрныя формулы. Возраженія противъ нея, какъ напр., высказанныя Гэ-.Тюссакомъ, были столь слабы, что ихъ не стоитъ приводить. Не смотря на достоинства теоріи, слабость возраженій, которыя ей предъ- являли, теорія Дюлонга-Дэви не только не была принята, но была совершенно забыта, до тѣхъ поръ, пока чрезъ 18 лѣтъ новые факты, приведщіе къ установленію теоріи много- основныхъ кислотъ, не заставили обратить на нее вниманіе. Теоріи многоосновныхъ кислотъ. Въ 1833 г. появилось изслѣдованіе Грэма (ТЬопіаз (1га- ііаіп) надъ фосфорными кислотами *) освѣтившее новыя сто- роны теоріи кислотъ Грэмъ изслѣдовалъ щелочныя соли *) РЬіІояорЬісаІ Тгапвасііопз 1833, рагі II р. 253, также Роддеп- «ІогіТз Аппаіеп Вй. XXXII.
141 фосфорной и ппрофосфорной кислотъ и установилъ суще- ствованіе метафосфорной кпслоты какъ отдѣльнаго химиче- скаго индивидуума. Это изслѣдованіе важно въ нѣсколь- кихъ отношеніяхъ. Относительно состава кислородныхъ ки- слотъ вообще это изслѣдованіе имѣло важное значеніе. Грэмъ показалъ на необходимость включенія воды (впо- слѣдствіи названной конституціонной водой) въ составъ ки- слотъ, которыя, какъ мы много разъ уже говорплп, разсма- тривались какъ ангидриды. Необходимость такого включе- нія была выведена изъ того обстоятельства, что три фос- форныхъ кислоты, ортофосфорная, ипрофосфорная и мета- фосфорная кислоты, имѣя по электрохимической теоріи одинъ и тотъ же составъ Р2О5 и разсматриваемыя какъ изомерныя соединенія, отличались количествомъ атомовъ конституціонной пли основной (Ьазіцне, ЪаеізсЬез) воды и соотвѣтственно числомъ атомовъ основанія въ соляхъ этихъ кислотъ. Согласно Грэму, вышеназванныя кислоты фосфора получали слѣдующія формулы: Фосфорная кпслота ЗІЮ -ф- Р2О3 Пирофосфорная к. 2НО -ф- Р2О- Метафосфорная к. НО -ф- 1\О- Впервые указывалось далѣе въ изслѣдованіи Грэма, что кислоты могутъ заключать нѣсколько атомовъ конституціон- ной воды и что количество это не безразлично, напротивъ число атомовъ основной воды опредѣляетъ индивидуаль- ность соединенія. И дѣйствительно Грэмъ показалъ, что если въ соляхъ фосфорной кислоты находится менѣе трехъ атомовъ основанія, то всегда, вмѣсто недостающаго числа атомовъ основанія, находится соотвѣтствующее число ато- мовъ конституціонной воды. Напр., всѣмъ тремъ солямъ на- трія ортофосфорной кислоты впервые Грэмъ придалъ вѣр- ный составъ, доказывающііі только что приведенное поло- женіе: КаО4-2НО-]-РаОв 2ХаО+НО+Р2ОГ( ЗКаО-|-Р.2Об. При взглядѣ на эту таблицу становится уже яснымъ возможность новыхъ и болѣе вѣрныхъ опредѣленій для
142 среднихъ, основныхъ п кислыхъ солей, но это сдѣлалось позже. Сначала нужно было показать несовмѣстимость съ фактами принимаемой одноосновностп всѣхъ кислотъ. Это. какъ и можно было ожидать, было впервые указано для нѣ- которыхъ органическихъ кислотъ. Къ органическимъ кислотамъ, какъ мы вскорѣ увидимъ, вполнѣ прилагались электрохимическіе взгляды и органи- ческія кислоты, подобно неорганическимъ, разсматривались какъ ангидриды. Употребляя уже знакомые намъ атомные вѣса, Берцеліусъ лимонную кислоту выражалъ формулой С,Н4О4, а вппную кислоту формулой С4Н4О5. Въ 1837 году, Дюма и Либихъ изслѣдовали соли этихъ кислотъ ’), но дан- ныя анализа для нѣкоторыхъ солей никакъ не могли быть выражены формулами Берцеліуса. Только въ томъ случаѣ, вновь полученныя соли, могліГ быть выражены формулами, когда для лимонной кислоты употребляли утроенную фор- мулу п принимали въ ней 3 атома конституціонной воды ЗНО С12Н801І; для винной кислоты пришлось, для той же цѣли, удвоить формулу Берцеліуса 2НО.С8Н,О1о. Чтобы объяснить причину, почему приходилось удвопвать плп ут- роивать формулы кислотъ, напомнимъ, что Берцеліусъ опре- дѣлялъ атомъ или эквивалентъ кислотъ по количеству основанія (стр. 50), а это дѣлало всѣ кислоты какъ бы одноосновными; по этой причинѣ формулы оказывались невѣрными для тѣхъ кислотъ, которыя впослѣдствіи оказа- лись многоосновными. Въ 1838 году, Либихъ 2) изслѣдовалъ соли многихъ органическихъ кислотъ, напр., яблочпой, фумаровой, ціануровой и др. Повторилось опять то, что составъ нѣкоторыхъ солей этихъ кислотъ можно было выразить формулами не иначе, какъ удвояя или утрояя формулы, первоначально данныя этимъ кислотамъ. Въ этой же статьѣ Либихъ излагаетъ теорію многоосновныхъ кислотъ. Либихъ указываетъ, что для многихъ кислотъ атомъ (какъ тогда говорили) не есть то количество кислоты, которое сое- диняется съ однимъ атомомъ основанія. По способности ней- трализовать 1, 2 пли 3 атома основанія Либихъ раздѣляетъ ') Сотр. гепй. 5, 863. 2) Апп. Сііет. Рііагт. 26, 113
143 органическія кислоты на 3 класса. Первый классъ заключаетъ одноосновныя кислоты; второй классъ—двуосновныя; третій классъ обнимаетъ трехосновныя кислоты. Признакомъ мно- гоосновныхъ органическихъ кислотъ Либихъ полагаетъ ви- дѣть: во первыхъ, въ способности этпхъ кислотъ образовать среднія соли съ двумя плп нѣсколькими различными осно- ваніями; во вторыхъ, въ способности терять элементъ угле- кислоты прп нагрѣваніи п переходить въ кислоты на еди- ницу меньшей основности. Возьмемъ, для указанія послѣд- няго, примѣръ болѣе простои чѣмъ приведенные у Либиха: двуосновная щавелевая кислота, теряя элементы углекис- лоты, даетъ одноосновную муравьиную кислоту (въ равен- ствѣ употреблены современные атомные вѣса) (СО ОН)2 = Н.СОНО + СО2. Теперь, при вѣрныхъ формулахъ кислотъ, Либихъ могъ вѣрно формулировать опредѣленія среднихъ и кислыхъ со- лей, по количеству присоединяющихся атомовъ основанія и атомовъ выдѣляющейся конституціонной воды кислотъ напр. средняя соль одноосновной кислоты образуется при- соединеніемъ къ кислотѣ одного атома основанія и выдѣ- леніемъ одного атома основной (конституціонной) воды. Теорію многоосновныхъ кислотъ Либихъ сопровождаетъ гипотезой, которая должна была объяснить найденные факты. Гипотеза эта представляетъ воскрешеніе, знакомой намъ, водородной теоріи кислотъ Дэвп-Дюлонга. Отдавая повидимому этой теоріп предпочтеніе, Либихъ однако дія формулированія солей примѣняетъ теорію Берцеліуса и во- обще прп своихъ дальнѣйшихъ изслѣдованіяхъ надъ кисло- тами не употребляетъ теорію Дэвп-Дюлонга. Теорія многоосновныхъ кислотъ Либиха представляетъ вѣрный и важный шагъ впередъ въ позпаніп этпхъ соеди- неніи. Тѣмъ удивительнѣе, что Берцеліусъ не только не принялъ этой теоріп, по многократно п рѣзко возражалъ противъ нея, стараясь новые факты совмѣстить со своими для нпхъ отжившими воззрѣніями. Не то бы еще сказалъ Берцеліусъ, если бы Либихъ довелъ новую свою теорію до копца. Бъ своемъ изслѣдованіи- надъ многоосновнымп кис- лотами Либихъ остановился на полдорогѣ: формулировавъ
144 теорію этихъ соединеній и примѣнивъ ее къ большинству тогда извѣстныхъ органическихъ кпслотъ, Либихъ упустилъ пзъ виду, что и между неорганическими кислотами могутъ находиться такія-же многоосновныя кислоты. Обобщеніе понятія многоосновностп на всѣ кислоты лучшее п бо- лѣе полное указаніе признаковъ такихъ кислотъ сдѣлано Гергардтомъ и Лораномъ и будетъ своевременно изложено. Въ двухъ послѣднихъ главахъ мы разсказали возникно- веніе и развитіе электрохимической гипотезы и разсмотрѣ- ніе приложенія ея къ. такъ называемымъ, неорганическимъ соединеніямъ. Для полноты сужденія объ электрохимической теоріи нужно еще разсмотрѣть какъ эта теорія была при- ложена къ органическимъ соединеніямъ.
ГЛАВА VIII. Приложеніе атомической и электрохимической теорій къ органическимъ соединеніямъ. Химія органическихъ соединеній развилась значительно позже минеральной химіи. Въ 1 главѣ мы видѣли какъ скудны были свѣдѣнія объ органическихъ соединеніяхъ въ срединѣ XVIII столѣтія. Правда, открыто было много орга- ническихъ кислотъ (указываемъ на открытія Шееле), но качественный составъ органическихъ соединеній все еще оставался неизвѣстнымъ до Лавуазье, которому принадле- житъ заслуга открытія истиннаго состава органическихъ сое- диненій. Исторію химіи этихъ соединеній, такимъ образомъ, какъ и исторію неорганической химіи, приходится начать съ Лавуазье. Для установленія качественнаго состава органическихъ соединеній Лавуазье примѣнилъ явленія горѣнія т. е. оки- сленіе этихъ соединеній; по происходящимъ продуктамъ го- рѣнія, по углекислотѣ и водѣ, онъ установилъ, что въ составѣ органическихъ соединеній находится углеродъ, водородъ и кислородъ. Лавуазье принадлежитъ также попытка ука- занія количественнаго состава немногихъ органическихъ соединеній, способныхъ горѣть (напр., спирта, воска), опредѣляя сколько углекислоты и воды образуется прп горѣніи даннаго вѣса органическаго вещества. Первыя попытки количественнаго анализа органическихъ соеди- неній понятно не могли быть совершенны, но Лавуазье вѣрно установилъ отправную точку такихъ опредѣленій и послѣ него изслѣдователи, оставаясь при той же исходной точкѣ, усовершенствуютъ или способы полнаго окисленія органическихъ веществъ въ углекислоту и воду, пли же 10
146 способы собиранія п взвѣшиванія этихъ продуктовъ горѣ- нія органическихъ веществъ. Попытки Соссюра примѣнить эвдіометрпческій способъ для анализа нѣкоторыхъ органи- ческихъ соединеній сначала были малоуспѣшны и только въ новѣйшее время, преимущественно Бунзену, принадле- житъ заслуга разработки точныхъ эвдіометрпческпхъ спосо- бовъ анализа газообразныхъ органическихъ соединеній. Для прочихъ органическихъ соединеній, какъ было указано въ предшествующихъ строкахъ, стремились улучшить способъ сжиганія органическихъ соединеній. Послѣ не вполнѣ удач- наго предложенія Гэ-Люссака п Тенара примѣнять для этого хлорноватокаліевую соль, по указаніямъ Шевреля п Гэ- Люссака, стали употреблять окись мѣдп, которую в теперь (прп содѣйствіи кислорода) употребляютъ для полнаго сжи- ганія органическаго вещества. Сначала углекислоту, обра- зующуюся при анализѣ органическихъ веществъ, измѣряли и изъ объема вычисляли вѣсъ .ея. Берцеліусъ первый сталъ примѣнять поглощеніе ея различными веществами и взвѣ- шиваніе приборовъ, заключающихъ этп вещества. Нынѣ употребляемые приборы для поглощенія воды и углекпс- лоты изобрѣли Дюма и Либихъ. Въ началѣ изученія органическихъ соединеній не ука- зывалась различія между ними и неорганическими соедине- ніями, по существу. Лавуазье, первый начавшій научно из- лагать химію органическихъ соединеній, отличаетъ веще- ства растительныя отъ веществъ животныхъ; это отличеніе совершается на основаніи болѣе сложнаго качественнаго со- става животныхъ веществъ, такъ какъ въ ихъ составѣ кромѣ углерода и водорода, находящихся п въ раститель- ныхъ веществахъ, принимали также ц азотъ. Раздѣленіе органическихъ веществъ на растительныя и животныя ве- щества, хотя и соотвѣтствовало представленіямъ того вре- мени, но признаки животныхъ веществъ указаны былп не- вѣрны; невѣрное обобщеніе давало ошибочные выводы. Такъ муравьиная кислота, какъ получающаяся пзъ муравьевъ, считалась органическимъ жпвотнымь веществомъ, а потому полагали, что она должна содержать азотъ. Дёберейнеръ (БоЪегеінег) показалъ, что муравьиная кпслота не заключаетъ азота п можетъ быть получена изъ растительныхъ веществъ
147 какъ напр. окисленіемъ сахара. Раздѣленіе органическихъ веществъ на растительныя и животныя, на основаніяхъ выше указанныхъ, не могло долѣе сохраниться. Первьйі попытки приложенія атомической теоріи къ орга- ническимъ веществамъ, сдѣланныя Берцеліусомъ, былп не- удачны. Берцеліусъ приписалъ эту неудачу не тому обстоя- тельству, что примѣненныя методы былп несовершенны, но самимъ органическимъ соединеніямъ, что подало поводъ къ возникновенію мнѣнія о принципіальномъ различіи ихъ отъ соединеніи неорганическихъ. Такія же мысли, въ первомъ десятилѣтіи нынѣшняго вѣка, высказывалъ Л. Гмелпнъ. Для пскорененія этихъ быстро распространившихся не- вѣрныхъ мнѣній пришлось затратить много труда. Два признака приводили, какъ особенно отличающія органическій соединенія отъ неорганическихъ: сложность состава орга- ническихъ соединеній и подчиненіе ихъ образованія другимъ законамъ, чѣмъ тѣ, которыя имѣли мѣсто при образованіи неорганическихъ соединеній. Остановимся на этихъ положе- ніяхъ и подвергнемъ ихъ обсужденію. Большая сложность состава органическихъ соединеній сравнительно съ соединеніями неорганическими, въ различ- ное время, понималась различно. Лавуазье разумѣлъ подъ большею сложностью состава органическихъ соединеніи то, что они образуются тремя плп четырьмя элементами (С, Н, О, К), тогда какѣ въ составъ 'неорганическихъ соединеній обыкновенно входятъ два или три элемента. Конечно, такое отличеніе состава органическихъ соединеній не могло со- храниться, такъ какъ вскорѣ былп открыты неорганическія соединенія, заключающія еще большее число элементовъ, чѣмъ органическія. Мысль о большей сложности состава органическихъ соединеній, однако, не была оставлена, но значеніе ея сдѣлалось другпмъ. Вслѣдствіе несовершенства первыхъ пріемовъ органическаго анализа, получались не- рѣдко невѣрныя прп анализѣ числа для содержанія угле- рода п водорода въ органическихъ соединеніяхъ, числа, ко- торыя, понятно, не поддавались перечисленію на атомы углерода п водорода. Это обстоятельство подало поводъ сдѣ- лать невѣрный выводъ, что будто-бы атомическая теорія не приложима къ органическимъ соединеніямъ. Впрочемъ, улуч- *
148 шивъ способы анализа органическихъ соединеній. Берцеліусъ самъ исправилъ сообщенный невѣрный выводъ и показалъ приложимость атомической теоріи къ органическимъ соеди- неніямъ. Представленіе о сложности послѣднихъ* все таки вновь сохранилось и было отнесено къ сложности по числу атомовъ, составляющихъ органическія соединенія. Такъ на первый разъ Берцеліусъ опредѣлилъ, напримѣръ, что въ со- ставъ щавелевой кислоты входитъ слѣдующее число атомовъ: Н -|-12 С-і-180. Конечно, и при вѣрно опредѣленныхъ отно- шеніяхъ между атомами, число ихъ въ частицахъ органиче- скихъ соединеній можетъ быть весьма велико, но это не мо- жетъ служить признакомъ для принципіальнаго отличенія органическихъ соединеній, такъ какъ то же самое встрѣ- чаемъ и въ неорганическихъ соединеніяхъ; вспомнимъ, на- примѣръ, водные квасцы, заключающіе въ частицѣ 92 атома различныхъ элементовъ. Указывали далѣе, все для того, чтобы поддержать невѣрное- мнѣніе о сложности состава органическихъ соединеній, что среди послѣднихъ нѣтъ со- единеній, состоящихъ изъ двухъ элементовъ, но вскорѣ ана- лизъ показалъ, что углеродистые водороды состоятъ именно пзъ двухъ элементовъ. Гмелинъ въ 1817 году, а за нимъ въ напге время Г. Кольбе, указывали, что углеродистыя со- единенія, заключающія одинъ атомъ углерода, суть неорга- ническія; органическими соединеніями, по мнѣнію назван- ныхъ ученыхъ, слѣдуетъ считать лишь соединенія съ боль- шимъ числомъ атомовъ углерода въ частицѣ. Конечно, пер- вые члены гомологическихъ рядовъ различныхъ органиче- скихъ соединеній (напр., метиловый спиртъ, муравьиная ки- слота, углекислота) отличаются по нѣкоторымъ свойствамъ отъ послѣдующихъ членовъ тіѣхъ же рядовъ, но различія не настолько значительныя, чтобы мотивировать принципіаль- ное отличеніе органическихъ и неорганическихъ соединеній, и, кромѣ того, сглаживаются постепенными переходами. Въ тридцатыхъ годахъ господствовало мнѣніе, что органическія соединенія представляютъ соединенія сложныхъ радикаловъ въ отличіе отъ неорганическихъ, представляющихъ соедине- нія простыхъ радикаловъ. Мы своевременно разсмотримъ теорію сложныхъ радикаловъ, теперь скажемъ лишь то, что, прилагая правила, этой теоріп, можно было бы и среди не-
149 органическихъ соединеній указать на такія, въ которыхъ должно принять сложные радикалы. Дюма въ то же время высказывалъ, что углеродъ въ органическихъ соединеніяхъ, находится въ особомъ видоизмѣненіи, сравнительно съ не- органическими углеродистыми соединеніями, мнѣніе, которое также не можетъ быть допущено. Мы разсмотрѣли тѣ доводы, которые постепенно при- водили для того, чтобы оправдать мнѣніе о различіи орга- ническихъ соединеній. Доводы, какъ мы видѣли, были не- состоятельны, хотя нельзя не признать, что въ то время, органическія соединенія, и по свойствамъ и по способамъ образованія, представляли большія различія отъ неоргани- ческихъ соединеній. Переходимъ къ ближайшему разсмо- трѣнію способовъ образованія органическихъ соединеній, какъ одного изъ доводовъ въ пользу отличенія ихъ отъ неорганическихъ соединеній. Берцеліусъ первый высказалъ, что образованіе органи- ческихъ соединеній обусловливается иными законами, чѣмъ образованіе неорганическихъ соединеній. «Въ живой при- родѣ, писалъ онъ еще въ 1835 году, элементы, повидимому, повинуются инымъ законамъ, чѣмъ въ природѣ мертвой, и продукты пхъ взаимодѣйствія поэтому совершенно иные, чѣмъ въ области неорганической природы» * *). Продукты эти образуются подъ вліяніемъ такъ называемой жизненной силы. Искусство не въ состояніи соединить элементы неоргани- ческой природы такъ, какъ онп соединяются въ живой при- родѣ 2). Эти строки были писаны послѣ знаменитаго откры- тія Вёлера, сдѣланнаго въ 1828 году, синтеза мочевпны. продукта, вырабатываемаго организмомъ, пзъ веществъ не- органическихъ (изъ ціановокаліевой и сѣрноаммоніевой со- лей). Причины, почему открытіе Вёлера не устранило уче- нія о необходимости жизненной силы для образованія орга- ническихъ соединеній, весьма многообразны. Нужно припом- нить, что въ то время, вслѣдствіе несовершенства способовъ изслѣдованія органическихъ соединеній, химикъ былъ при- нужденъ исходить изъ веществъ природныхъ; онъ не умѣлъ ') ЬеЪгЬисЪ VI, 3. *) Такъ же, стр. 25.
150 пхъ воспроизводить, по, прилагая къ нимъ пріемы изслѣдо- ванія, имѣвшія исключительно аналитическій характеръ, умѣлъ лишь упрощать. «Природа созидаетъ, химикъ разру- шаетъ», говорилъ Гергардтъ еще въ 1844 году *). Синтезъ единственнаго вещества, продукта животнаго организма, не могъ поколебать мнѣніе, слагавшееся въ продолженіи де- сятковъ лѣтъ, о необходимости участія жизненной силы прп образованіи органическихъ соединеній. Только въ началѣ пятидесятыхъ годовъ, когда Бертело сталъ разработывать синтетическіе способы полученія органическихъ соединеній непосредственно изъ элементовъ', когда сотни естественныхъ соединеній были получены искусственно, только тогда убѣ- дились въ несостоятельности и ненужности представленія о жизненной силѣ, какъ бы противополагавшейся химическому сродству и потребной для образованія органическихъ соеди- неній. Послѣднія образуются въ силу тѣхъ же законовъ, которые управляютъ и образованіемъ неорганическихъ со- единеній. Нѣтъ двухъ химій: органической и неорганиче- ской; органическая химія есть условно выдѣленная химія соединеній углерода; неорганическая химія разсматриваетъ соединенія другихъ элементовъ. Приложеніе атомической теоріп къ органическимъ соеди- неніямъ потребовало, какъ мы видѣли, много труда и вы- звало много неточныхъ представленій. Электрохимическая теорія могла быть приложена къ органическимъ соедине- ніямъ значительно позже, когда уже былъ на лицо, потреб- ныя для нея, рядъ хорошо установленныхъ фактовъ. Элек- трохимическая теорія дала раціональныя основы для клас- сификаціи органическихъ соединеніи. Нужно-лп указывать, что всякая классификація органическихъ соединеній совмѣ- щаетъ свѣдѣнія даннаго періода пауки. Не приступая пока къ разсказу, какъ была приложена электрохимическая тео- рія къ органическимъ соединеніямъ, бросимъ взглядъ, какъ и по какимъ признакамъ постепенно классифицировались органическія соединенія. Лавуазье пробовалъ примѣнить, для сказанной цѣли, тѣ- же методы, которыя онъ приложилъ для классификаціи не- *) Ргёсіз <Іе сііітіе ог^апйріе, Т. I, 3.
151 органическихъ соединеній (ст. 27). Органическія соединенія, по количеству кислорода въ нихъ, были раздѣлены на четыре степени окисленія, прп чемъ крайними членами были окпси, заключавшія наименьшее количество кислорода, и кпслоты съ наибольшимъ содержаніемъ кислорода. За не- достаточностью данныхъ о количественномъ составѣ органи- ческихъ соединеній, эти предложенія Лавуазье долго не могли быть примѣнены вполнѣ и послѣдователи его, по не- обходимости, должны были спустить классификацію органи- ческихъ соединеній съ той высоты, на которую хотѣлъ ее поднять Лавуазье и которой она достигла лишь чрезъ пол- вѣка послѣ него. Фуркруа подробно разсмотрѣвъ вопросъ о принципахъ для классификаціи органическихъ соединеній *) пришелъ къ выводу, что для того времени наиболѣе удобно было воспользоваться раздѣленіемъ органической хи- міи на растительную н животную химію съ подраздѣленіемъ каждой изъ нихъ на слѣдующіе 6 порядковъ, фактовъ (огйгев (Іез Гаііз) пли отдѣловъ: 1) строеніе растеній (плп жи- вотныхъ); 2) составъ растеній вообще; 3) дѣйствіе химиче- скихъ агентовъ на растительныя вещества; 4) химическія вещества, добываемыя изъ растеній; 5) естественныя измѣ- ненія растительныхъ веществъ; 6) химическія явленія рас- тительной жпзнп. Нѣсколько совершеннѣе, но все еще въ значительной степени на внѣшнихъ признакахъ, построена классификація органическихъ веществъ, примѣненная Бер- целіусомъ въ его руководствѣ. Раздѣливъ органическую хи- мію на растительную и на животную химію, въ первой—онъ излагаетъ вещества по слѣдующимъ классамъ, стараясь при- дать классификаціи химическій характеръ: I) растительныя кпслоты; II) растительныя соляныя основанія; III) безразлич- ныя растительныя вещества; IV) жирныя масла; V) летучія масла; VI) смолы; VII) экстрактивныя вещества. Обходимъ подраздѣленія жпвотной химіи, какъ она изложена въ ука- занномъ руководствѣ. Предшествующія строки даютъ намёкъ на тѣ свѣдѣнія, которыя представляла органическая химія ко времени при- ложенія къ ней электрохимической гипотезы. Первыя ве- *) бувіёше <1ев соппаіевапсев сЬішідиев, Т. 7, стр. 120.
152 щества, къ которымъ Берцеліусъ пробовалъ приложить эту теорію, былп органическія кпслоты, на которыя цѣли- комъ перенесены воззрѣнія кислородной теоріи кислотъ (см. стр. 125). Органическая кислота опредѣлялась какъ соедине- ніе сложнаго органическаго радикала съ кислородомъ. Изъ немногихъ кислотъ, къ которымъ тогда прилагалось это воз- зрѣніе, приведемъ лишь уксусную кислоту, формула кото- рой (при атомныхъ вѣсахъ тогда употребляемыхъ), была С4Н3Оа, т. е. представляла соединеніе электроположитель- наго радикала С,ІІа съ тремя атомами кислорода. По по- воду этой формулы вновь напомппмъ, что согласно кисло- родной теоріи кислотъ за органическія кислоты почитались пхъ ангидриды. Въ приложеніи къ органическимъ кисло- тамъ, теорія кислотъ оказывалась еще менѣе совершенною, чѣмъ для неорганическихъ кислотъ; въ особенности нужно обратить вниманіе на то обстоятельство, что органическія кислоты, заключая одни и тѣже элементы, отличаются лишь величиною эквивалента, какъ тогда говорили. Опредѣленіе эквивалента органическихъ кислотъ обыкновенно соверша- лось во анализу, опредѣленію серебра, серебряной соли; изъ полученнаго количества серебра, при извѣстномъ атомномъ вѣсѣ его, вычисленіемъ получали эквивалентъ кислоты. Этотъ способъ безупреченъ лишь для опредѣленія эквива- лента одноосновныхъ кислотъ. Многоосновныя кислоты были тогда неизвѣстны: прилагая къ нимъ описанный методъ опредѣленія ихъ эквивалента, эти кислоты являлись какъ бы одноосновными *). Эквивалентъ основаній опредѣлялся но количеству хлористоводородной кислоты въ хлористо- водородной соли; этотъ методъ представлялъ возможность тѣхъ же ошибокъ, какъ и опредѣленіе эквивалента кислотъ. Для опредѣленія эквивалента другихъ органическихъ, въ большинствѣ случаевъ индифферентныхъ веществъ, ника- кихъ методовъ не существовало и формулы ихъ были про- извольныя. Такой незначительный кругъ точно установлен- ныхъ данныхъ чрезвычайно ограничивалъ возможность при- мѣненія теоретическихъ представленій въ органической химіи; въ первое время (примѣрно до 30-тыхъ годовъ) и *) Подробности си. мои Лекціи Органической Химіи, стр. 41 и слѣд.
153 эмпирическія формулы органическихъ соединеній рѣдко при- мѣнялись. Прибавимъ въ заключеніе, что перенесеніе на органическія соединенія того, что уже было установлено для неорганическихъ соединеній, затруднялось своеобразіемъ первыхъ. Не ранѣе, какъ въ концѣ двадцатыхъ годовъ, встрѣчаемъ впервые приложеніе электрохимическихъ воз- зрѣній къ значительному кругу органическихъ соединеній. Этереновая теорія. Этереновая теорія представляетъ первую попытку при- ложенія электрохимической теоріп къ органическимъ соеди- неніямъ среднимъ по характеру, къ кислотамъ и къ осно- ваніямъ электрохимическая теорія была приложена Берце- ліусомъ, какъ было выше указано. Этереновую теорію высказалъ Дюма (Д. В. Битая—біо- графическія указанія мы дадимъ позже). Ближайшимъ пово- домъ высказать эту теорію было изслѣдованіе сложныхъ эфировъ, сдѣланное имъ вмѣстѣ съ Булле сыномъ (Битая еі Воиііау Йія) *). Этп соединенія были изслѣдованы и ранѣе, напр. Тенаромъ, отчасти Шеврелемъ, изслѣдованіе котораго надъ жирами растительнаго и животнаго происхожденія считается классическимъ и важно для методики изслѣдова- нія вообще подобныхъ соединеній 2). Въ работѣ Дюма и Булле составъ сложныхъ эфпровъ впервые опредѣленъ точ- ными анализами и даже опредѣленіями плотностей пара (что было тогда новостью, см. стр. 53) и установлены вѣрныя формулы разсматриваемыхъ соединеній. Кромѣ состава, впер- вые установлены отношенія сложныхъ эфпровъ къ спиртамъ и кислотамъ, пзъ которыхъ произошли, примѣняя для этого дѣйствіе на нпхъ основаній. Такова, по существу, фактиче- ская часть изслѣдованія; переходимъ къ теоретической обра- боткѣ этого фактическаго матеріала. Исходя изъ наблюденій Гэ-Люссака, что хлористый этилъ С2Н5С1, сложный эфпръ хлористоводородной кислоты, рас- падается при пропусканіи чрезъ раскаленную трубку на ’) Апп. сйіт. рЬув. 1828; тётоіге виг Іев ёНіегв сотровёв. ’) СЬеѵгеиІ. КесЬегсЬев виг Іев согрв §гая. Рагів. 1823.
154 этиленъ и хлористый водородъ; что этиловый спиртъ и обык- новенный (сѣрный) эфпръ въ тѣхъ же условіяхъ распадаются на этиленъ и воду, Дюма разсматриваетъ спиртъ, его про- стые и сложные эфпры, какъ производныя этилена пли эте- рена (по Берцеліусу), откуда и названіе теоріи. Гомологи эти- лена служили основными веществами, отъ которыхъ произ- водились спирты и эфпры. Объясненіе наступленія реакціи присоединенія кислотъ и воды къ этерену Дюма далъ по аналогіи съ образованіемъ солей амміака. Прослѣдимъ со- отношенія указанныхъ соединеній, примѣняя атомные вѣса Берцеліуса (въ статьѣ Дюма атомные вѣса вполовину мень- шіе противу атомныхъ вѣсовъ Берцеліуса, а потому формулы этихъ всѣхъ соединеній вдвое большія). С4Н4 этиленъ. ЙН3 С4Н,, 2НО спиртъ, второй гидратъ этилена. С4Н4, НО ЭФиръ, первый гидратъ этилена. КНа, НО С4Н4, НС1 хлористоводородный этиленъ. ЯН„ НС1 С4Н,, НО, С4Н303 уксуснокислый этиленъ. ЯН3, НО, 80, С4Н4. НО,С4О3 щавеленокислый этиленъ. КН3, НО, С40, и т. д. Дюма распространилъ эти представленія па жиры, изслѣдо- ванные Шеврелемъ; они по этой теоріи представлялись сложными эфпрамп. Дюма полагалъ даже что и сахаристыя ве- щества представляютъ сложные эфпры углекпслоты: это мнѣ- ніе невѣрно, укажемъ лишь что глюкозу онъ изображалъ напр. формулой СДІ4, 2НО, 0>04. Вновь открываемые спирты и пхъ эфпры легко умѣщались въ этой теоріи: эталь, откры- тый Шеврелемъ, явился вторымъ гидратомъ цетена С1еН1е, 2НО. Когда Дюма открылъ амиды кислотъ, то и этп соедине- нія легко вошли въ теорію. Электрохимическія отношенія всѣхъ вышеописанныхъ со- единеній принимались такими, что пли этиленъ, или въ ки- слородныхъ соединеніяхъ, солеродное основаніе СДІ^НО являлось электроположительною составною частью соедине- ній, а вода пли кислоты электроотрицательною составною частью. Появилась возможность придать раціональныя назва- нія органическимъ соединеніямъ, по правиламъ номенклатуры Лавуазье; такія названія даны въ вышеприведенной таб- личкѣ. Такимъ образомъ и въ строеніе органическихъ сое-
155 дпненіп введенъ дуализмъ. Дуалистическое воззрѣніе Дюма думалъ мотивировать, принимая, что въ электроположитель- ной и электроотрицательной состаншлхт,частяхъ органическаго соединенія, углеродъ находится въ различныхъ состояніяхъ (стр. 149). Этереновая теорія была принята во Франціи весьма со- чувственно и долгое время сохранила господство. Берцелі- усъ, несмотря на то, что предложилъ для теоріи названіе этереновой (Дюма звалъ ее іЬёогіе <1ез ёйіегз), былъ противъ нея: не находя аналогій между этиленомъ и амміакомъ онъ не оправдывалъ исходное представленіе этереновой теоріи. Не смотря на подобное завѣреніе, мы однако уви- димъ, что Берцеліусъ, равно какъ Либихъ въ Германіи, выскажутъ теорію сложныхъ радикаловъ, построенную на томъ же сравненіи этилена и амміака, только съ точки зрѣнія аммонійной теоріи. Это замѣчаніе указываетъ, что этереновая теорія послужитъ отчасти основаніемъ, отчасти образцомъ для многихъ послѣдующихъ теорій. Всѣ этп тео- ріи будутъ имѣть тотъ общій характеръ съ этереновою тео- ріей, что, избравъ за основу нѣкоторый рядъ фактовъ, вы- воды обобщаются на органическія соединенія; таковъ же ха- рактеръ и современныхъ теорій въ органической химіи. Являясь на фонѣ электрохимической теоріи, этереновая те- орія была какъ бы частнымъ приложеніемъ этой теоріи къ нѣкоторому отдѣлу химическихъ соединеній п вообще была первою, нѣсколько полною теоріею, приложенною къ орга- ническимъ соединеніямъ. Примѣненіе электро-хпмическпхъ взглядовъ къ органи- ческимъ соединеніямъ впервые подняло, и для этихъ соеди- неній, вопросы о строеніи тѣлъ, о составныхъ частяхъ, ими заключаемыхъ—-вопросы, которые считались рѣшенными для неорганическихъ соединеній. Всѣ органическія соеди- ненія впервые въ этереновой теоріи представились построен- ными дуалистически. Какъ п въ неорганическихъ соедине- ніяхъ, радикалы органическихъ соединеній, играющіе роль простыхъ тѣлъ, былп дѣйствительно существующія соеди- ненія, углеводороды этиленнаго ряда. Этп радикалы, равно и другія составныя части органическихъ соединеній, соглас- но этереновой теоріи, считались находящимися, вполнѣ обра-
1*6 зованнымп, въ разсматриваемыхъ соединеніяхъ. Явилась возможность намѣтить вопросы о методахъ опредѣленія этихъ радикаловъ, опредѣлить строеніе тѣлъ, для чего Дюма даетъ цѣлый рядъ вѣрныхъ соображеній, основанныхъ на примѣ- неніи, для указанной цѣли, реакцій синтеза и анализа *)• Методы, предложенные Дюма, и нынѣ прилагаются для той-же цѣли. Приложеніе реакцій синтеза для опредѣленія строенія понятно безъ дальнѣйшаго разъясненія. Примѣне- ніе для той-же цѣли аналитическихъ реакцій Дюма под- крѣпляетъ слѣдующимъ соображеніемъ: «дѣйствіе силы, стре- мящейся разрушить соединеніе, потому раскрываетъ его прпроду, что отдѣленіе веществъ происходитъ въ обратномъ порядкѣ тому, которому они слѣдовали при образованіи сложной частицы». Сказанное является возможнымъ лишь раздѣляя дуалистическій взглядъ на -строеніе соединеній; по этой причинѣ, къ этимъ соображеніямъ о возможности по- знать внутреннее строеніе органическихъ соединеній при- лагаются всѣ тѣ возраженія, которыя были высказаны по поводу рѣшенія тѣхъ-же вопросовъ для неорганическихъ соединеній (стр. 13.)). При большей сложности органическихъ соединеній, для гипотезъ о строеніи открывалось обширное поле; эти то гипотезы и выражали раціональныя формулы органическихъ соединеній. Нѣсколько далѣе памъ придется еще не разъ возвращаться къ разсмотрѣнію этого вопроса. Разборъ вопросовъ о строеніи органическихъ Соединеній при- велъ Дюма къ правильному рѣшенію нѣкоторыхъ вопросовъ касательно пзомеріи, представляемыхъ этими соединеніями. Установленіе явленій пзомеріи, существованіе изо- мерныхь соединеній, какъ назвалъ Берцеліусъ тѣла одина- коваго состава, но различныхъ свойствъ, потребовало за- траты огромнаго количества труда. Нужно сначала было опровергнуть господствующее мнѣніе, что единственно со- ставъ химическихъ соединеній, качественный и количествен- ный, опредѣляетъ ихъ свойства. Хотя атомическая теорія указывала на возможность существованія соединеній одина- коваго атомнаго состава, но различныхъ свойствъ, вслѣд- *) См. письмо къ Амперу. А-пп. сЪіт. рЬуе. 2 8. Т. 47 стр. 324.
157 ствіе различнаго расположенія атомовъ, тѣмъ не менѣе, первыя открытыя случаи пзомеріи были встрѣчены съ огром- нымъ недовѣріемъ. Въ 1816 году было показано, что оло- вянная и метаоловянная кпслоты, при тождественномъ со- ставѣ, представляютъ различныя свойства; этому повѣрили лишь послѣ новѣркп, сдѣланной Берцеліусомъ. Столь-же не- довѣрчиво встрѣченъ былъ второй случай пзомеріи, не- смотря на то, что наблюденія были сдѣланы первоклассными химиками. Гремучекислыя солп, по изслѣдованію Гэ-Люс- сака, оказались тождественными по составу съ солями ціа- новой кпслоты, изслѣдованными Вёлеромъ (1822—1824). Берцеліусъ лишь два года спустя послѣ этихъ открытій призналъ вѣрность сообщенныхъ фактовъ. Въ 1823 году Фарадзй, изслѣдуя сгущеніе свѣтильнаго газа давленіемъ, получилъ углеводородъ того-же процентнаго состава, какъ этиленъ, но вдвое большаго удѣльнаго вѣса (одинъ изъ бу- тиленовъ). Къ разряду пзомерныхъ соединеній, въ то время, неправильно причисляли фосфорную, пирофосфорную и ме- тафосфорную кислоты, которыя представляютъ, какъ мы знаемъ различный составъ (см. стр. 141). Наконецъ, въ 1830 году, Берцеліусу самому случилось установить пзомерію вин- ной и виноградной кпслоты. Опредѣляя изомеры какъ вещества одинаковаго состава, т. е. состоящіе изъ одинаковыхъ элементовъ, въ одинако- вомъ числѣ атомовъ, но различныхъ по расположенію (2и- 8аттеп1е§нн§), Берцеліусъ среди изомерныхъ тѣлъ выдѣ- лилъ группу полимерныхъ соединеній, т. е. такихъ, которыя, согласно его опредѣленію, будучи тождественны по относи- тельному числу атомовъ, различны по абсолютному числу пхъ. Полпмеры, какъ мы ихъ опредѣляемъ теперь, представляютъ различные частичные вѣса, при одинаковомъ относительномъ содержаніи атомовъ различныхъ элементовъ. Дюма точнѣе опредѣлилъ классъ изомеровъ, которые получили названіе метамеровъ. Это—двойственныя соединенія (сошЪіпаьоиз Ъі- паігек (Іійёгепіез) съ электрохимической точки зрѣнія, причемъ пзомерія обусловливается, прп тождественности эмпириче- скаго состава соединенія п одинаковости вѣса частицы, различіемъ въ составѣ обѣихъ электрически противополож- ныхъ составныхъ частей соединенія. На примѣрѣ это будетъ
158 ясно. Уксуснометпловый и муравыіноэтпловый эфпры имѣютъ одинаковый составъ СеНеО4, одинаковый вѣсъ частицы, но отличаются по составнымъ частямъ, согласно дуалистическому воззрѣнію. СаН,. НО. С4Н,О3 уксуснометиловый зоиръ. С4Н4. НО. С3Н О3 муравьявоэтиловый эфиръ. Давъ это опредѣленіе пзомеровъ, Дюма объяснилъ при- чину ихъ изомеріи. Отдѣливъ гипотезу отъ конкретнаго факта, мы скажемъ, что метамерпые сложные эфпры от- личаются ио тѣмъ спиртамъ и кислотамъ, изъ которыхъ образовались, или, какъ говорятъ, по генераторамъ. Ука- завъ иа важность явленіи изомеріи для органическихъ сое- диненій, Дюма, исходя пзъ вышеприведеннаго положенія, не только предсказалъ безчисленное множество возмож- ныхъ метамеровъ, но, что важнѣе, далъ точныя методы опре- дѣленія пхъ изомеріи, прилагая къ нимъ тѣже методы синтеза и анализа, допускавшіе вообще изучать строеніе веществъ. Такимъ образомъ, въ дѣлѣ изученія явленіи изомеріи, заслуги Дюма весьма велики. Со временемъ случаи изомеріи сдѣлались все сложнѣе п сильнѣе, но и теперь мы даемъ имъ объясненія подобныя даннымъ Дюма: или съ точки зрѣ- нія господствующей теоріи указываемъ гипотезы о строеніи изомерныхъ соединеній или кладемъ въ основу объясненія кон- кретные факты образованія изомерныхъ соединеній. Для из- слѣдованія пзомеровъ, мы и теперь, пользуемся общими ука- заніями и нерѣдко методами Дюма. Теорія сложныхъ радикаловъ. Теорія сложныхъ радикаловъ или короче, радикальная теорія представляетъ паисовершепнѣйшее приложеніе элек- трохимической теоріи къ органической химіи. Прежде чѣмъ излагать эту теорію, нужно познакомиться какъ зародилось и видоизмѣнялось представленіе о сложномъ радикалѣ *). *) Приступая къ изложенію теоріи сложныхъ радикаловъ считаемъ нужнымъ дать нѣсколько чертъ изъ жизни Либиха и Вёлера, имена ко- торыхъ неразрывно связаны съ разсматриваемою теоріею. Ю. Либихъ (Дизіив ѵ. ЬіеЬщ), сынъ купца родился въ 1803 году.
159 Лавуазье отличилъ органическія соединенія какъ сое- диненія сложныхъ радикаловъ т. е. состоящихъ пзъ нѣ- сколькихъ элементовъ. Позже опредѣленнѣе выразилась мысль, что такія сложныя радикалы могутъ существо- вать въ отдѣльности и обладать свойствами, аналогичными свойствамъ простыхъ тѣлъ. Всѣ эти выводы можно было сдѣлать изъ открытія и изслѣдованія ціана. Гэ-Люссакъ по- казалъ, что ціанъ, по свойствамъ, аналогъ галлоидовъ. Въ такомъ-же смыслѣ примѣнилъ понятіе о радикалѣ и Дюма въ своей этереновой теоріи. Хотя это опредѣленіе сложнаго радикала и сохранилось, но, кромѣ ціана, нп одного слож- наго радикала не удалось выдѣлить.—Въ 1832 году Либихъ и Вёлеръ публиковали знаменитую работу о маслѣ горькихъ Получивъ университетское образованіе, онъ въ 1822 году отправился въ Парижъ для спеціальнаго изученія химіи. Благодаря А. Гуибольдту, онъ удостоился рѣдкой милости, работать въ частной лабораторіи Гэ- Люссапа и вмѣстѣ съ нииъ. Вернувшись въ Германію, Либихъ, 21 года отъ роду, сдѣлался профессоромъ въ Гиссенѣ и вскорѣ главой шко- лы. Четверть вѣка Гиссенская лабораторія привлекаетъ химиковъ со всего свѣта: изъ русскихъ химиковъ, учениковъ Либиха, вспомнимъ А. Воскресенскаго, Н. Зинина, Ходнева, П. Ильенкова и Н. Соколова, Какъ химккъ, Либвхъ по всѣмъ отраслнмъ этой науки, извѣстенъ вы- дающимися изслѣдованіями. Изданная имъ въ 1840 году, <органическая химіи въ примѣненіи къ земледѣлію и агрономіи >, была по выраженію Гофмана, благодѣяніемъ для человѣчества. Классическія сочиненія «естественные законы земледѣлія!, и «органическая хпмія въ примѣне- ніе къ физіологіи и патологіи>, пусть напомнятъ читателямъ великія открытіи Либиха по указаннымъ наукамъ. Въ пятидесятыхъ годахъ Ли- бихъ переселился въ Мюнхенъ, гдѣ и скончался въ 1873 году членомъ Академіи Наукъ и профессоромъ Университета. Ф. Вёлеръ (ЕгіедгісЬ ѴѴбЫег 1800—1882), ученикъ Берцеліуса, переводчикъ твореній послѣдняго на нѣмецкій языкъ, пробывъ короткое время преподавателемъ въ Берлинѣ и Касселѣ, съ 1836 г. и до конца дней былъ профессоромъ Геттингенсиаго университета. Высоко одаренный, но скромный, Вёлеръ сдѣлалъ много открытій, но въ развитіи теоре- тическихъ воззрѣній принималъ мало участія. Особенно знамениты его изслѣдованія, сдѣланныя въ сообществѣ Либиха. Пзъ этвхъ общихъ работъ особенную важность для теоріи сложныхъ радикаловъ имѣютъ двѣ: .изслѣдованіе масла горькихъ мивдалей и продуктовъ распаденія мочевой кислоты. Обѣ помѣщены въ извѣствомъ журналѣ, издаваемомъ ими: Аппаіеп йег СЬешіе пп<1 Рііагшасіе. ГоФманъ посвятилъ памяти Велера теплый воспоминанія (Вег. <1. йепізсііе сЬешівсЬеп Оевеіі- всііай, 15, 3127).
160 миндалей *), въ которой показано, что всѣ полученныя изъ масла горькихъ миндалей соединенія можно сгруппировать около гипотетическаго сложнаго радикала бензоила, С14Н50,- Берцеліусъ счелъ эту работу за наиважнѣйшую, до того времени сдѣланную, въ растительной химіи 2) за начало новой эры въ ней п предлагалъ назвать проиномъ или ортриномъ, тотъ сложный радикалъ, которому было при- дано названіе бензоила. Въ это-же время какъ мы уже ви- дѣли создалась теорія аммонія (стр. 131) п солп амміака разсматривались какъ соединенія сложнаго радикала аммо- нія КН4. Кэнъ указалъ на возможность существованія угле- водородныхъ радикаловъ, подобныхъ азотоводороднымъ, ка- ковъ ИН2, который онъ принималъ въ соляхъ амміака. Такъ постепенно началась теорія сложныхъ радикаловъ. Сначала между Берцеліусомъ и Либихомъ было полное согласіе, впослѣдствіи нарушенное Берцеліусомъ. Теорію сложныхъ радикаловъ я предполагаю изложить по руководству органической Химіи Либиха и попутно ука- зать на разнорѣчія его съ мнѣніями Берцеліуса, пользуясь органической химіей послѣдняго, равно какъ его ежегодни- ками, изъ которыхъ особенно указываемъ Т. 19, 343. Согласно радикальной теоріи органическая химія есть химія сложныхъ радикаловъ. Сложными или органическими радикалами назывались сложные группы атомовъ способныя не только къ самостоятельному существованію въ отдѣль- ности, но и на подобіе простыхъ Іѣлъ, могущія соединяться какъ съ другпмп элементами такъ и между собою. Берцеліусъ указывалъ, что по количеству соединяющихся съ ними атомовъ элементовъ сложныя радикалы слѣдуютъ тѣмъ-же правиламъ какъ и простыя тѣла. Подобно простымъ тѣламъ, сложные радикалы, смотря по соединеніямъ въ которыхъ находятся, отчасти по составу, бываютъ электроположительными или электроотрицательными. Каждый изъ нихъ (опять подобно простымъ тѣламъ) носилъ свое названіе (обыкновенно кон- чающееся слогомъ у!) и имѣлъ свой химическій знакъ: знаки для нѣкоторыхъ сложныхъ радикаловъ приведены ниже. Прп- *) ІЗпіегвпсЬип^еп ііЬег дав Еайісаі Дег Вепхоевапге Апп. Скепі. РЬагт. Т. 3, стр 249. ’) ІЬ. стр. 284.
161 ложеніе электрохимической теоріи къ сложнымъ радикаламъ внесло рознь въ воззрѣнія Берцеліуса и Либиха: послѣдній признавалъ возможнымъ въ электроположительныхъ радика- лахъ, какъ напр. въ бензоилѣ С14Н.О2 (С=6, 0=8), призна- вать присутствіе абсолютно-электроотрицательнаго элемента, кислорода, что Берцеліусу, на основаніи указанныхъ элек- трохимическихъ свойствъ кислорода, казалось невозможнымъ допустить. Берцеліусъ признавалъ радикалы составленные исключительно изъ углерода и водорода; или, въ нѣкоторыхъ случаяхъ, изъ углерода, водорода и азота. Въ соединеніяхъ бензоила Берцеліусъ принималъ радикалъ С12Н5. Подобно элементамъ, сложные радикалы, равно какъ и соединенія ими образуемыя, составляютъ электрохимическій рядъ и, такимъ образомъ, по радикаламъ, органическія соединенія клас- сифицируются въ стройную систему. Въ силу даннаго выше опредѣленія сложцаго радикала, органическими соединеніями считались и такія, которыя не заключали углерода, какъ напр. амміакъ и его соединенія, разсматриваемыя какъ производ- ныя сложнаго радикала КН2, названнаго амидомъ. Ради- калы раздѣлялись на первичные радикалы и на производ- ные радикалы, представляющіе продукты разложенія первич- ныхъ радикаловъ. Для уясненія сказаннаго, равно какъ для дальнѣйшаго изложенія теоріи сложныхъ радикаловъ, приве- демъ нѣсколько радикаловъ и производящіяся изъ нихъ соеди- ненія. Въ формулахъ, какъ было и до сихъ поръ, С=6, 0=8. Радикалъ этилъ С^Н.^ — Ае. АеО = С4Н;.О окись этила (эфиръ). АеО -р НО = С4НЯО.НО водная окись этила (спиртъ). АеС1=С<Н5С1 хлористый этилъ. АеО -р С2О3 2= С4Н,0.С203 ща- велевокислый этилъ. Радикалъ ацетилъ С^Н3 — Ас. АеО, 222 С4Н303 уксусная кисл. безводн. Ас03 -р НО == С4Н4О4 гидратъ укс. к. Радикалъ амидъ = А А. Аб.Н 222 КН., амміакъ. А<і.Н2 222 НН4 аммоній. А<1 -р Н20 — КН40 окись ам- монія. А<1Н2С1 ~ КН4С1 хлористый ам- моній А<1.Н20.803 2= КН 0.80, сѣрно- кислая окись аммовія. Радикалъ бензоилъ С>іН.Оі~Вг ВЮ — СІ4Н-03 безв. бензойная кислота. ВгО Ц- НО =22 С,,Н604 гидратъ бензойной кислоты. 11
162 АсО 4~ НО — алдегидъ АсН = С4Н4, этиленъ. АсСІ = С4Н,С1 хлороэтиленъ. ВгН=С)4НвОа, водородистый бен- воилъ, бензойный алдегидъ. ВгСІ—С14Нь0,С1, хлористый бен- зоилъ. Такимъ же образомъ формулировались п производныя слѣдующихъ радикаловъ. Изъ нихъ основными (электропо- ложительными) радикалами были: амидъ, этилъ, метилъ, це- тилъ, глицерилъ, амилъ; кислотные радикалы были: окись углерода, ціанъ, меллонъ, бензоилъ, циннамплъ, салицилъ, ацетилъ формилъ. За малою разработкою химіи органиче- скихъ соединеній, далеко не всѣ они могли быть отне- сены къ тѣмъ плп другимъ радикаламъ. Второй и тре- тій томы руководства Либиха, заключающіе «соединенія не- извѣстныхъ радикаловъ», пришлось изложить по прежней классификаціи, подобной той, которую примѣнялъ Берце- ліусъ (стр. 151). Теорія сложныхъ радикаловъ представляетъ полное при- ложеніе къ органическимъ соединеніямъ электрохимиче- ской теоріп, какъ она была приложена въ то время къ неорганическимъ соединеніямъ. Съ этихъ послѣднихъ соединеній взяты и опредѣленія отдѣловъ органическихъ соединеній. Простые эфиры по новой теоріи опредѣля- лись какъ окиси углеводородныхъ радикаловъ; спирты пред- ставляли гидраты этихъ окисей, а сложные эфиры — соли этихъ окисей. Дальнѣйшимъ присоединеніемъ кислорода къ сложнымъ радикаламъ проис^Ьдятъ прочія органическія соединенія, алдегиды, кислоты. Для открытыхъ имъ алде- гидовъ, Либихъ далъ два различныхъ опредѣленія: по одному опредѣленію алдегиды представляются водородными соеди- неніями (ср. выше бензойный алдегидъ), по іругому гидра- тами (см. уксусный алдегидъ). Такія же противорѣчія су- ществуютъ и въ формулированіи производныхъ бензойной кпслоты, какъ одноокиси кислороднаго радикала бензоила, и уксусной кпслоты, которая является тріокисью углеводород- наго радикала ацетпла. Впрочемъ, эти противорѣчія, вѣро- ятно, не считались тогда существенными, такъ какъ не ука- зываются химиками, обсуждавшими теорію сложныхъ радика- ловъ. Противорѣчій не было въ теоріи Берцеліуса, прини- мавшаго и для алдегидовъ, и для кислотъ углеводородные
163 сложные радикалы. Примѣняя вышеуказанныя формулы для органическихъ соединеній, «раціональныя формулы»,.явилась возможность выразить представленіе о внутреннемъ составѣ (інпеге 2н$аттеп8еІгипе;) органическихъ соединеній по пра- виламъ электрохимической теоріп ’). Такимъ образомъ элек- трохимическая теорія обняла всю химію, какъ неорганиче- скую, такъ и органическую, примѣнила одинаковые пути для объясненія, въ той и друтой, химическихъ явленій и создала единообразную и раціональную, съ точки зрѣнія электрохи- мической теоріп, номенклатуру. Указавъ цѣлый рядъ новыхъ аналогій между органическими соединеніями, радикальная те- орія вызвала, намѣтивъ ближайшія цѣли изслѣдованія, много важнѣйшихъ работъ. Принята была эта теорія современ- никами весьма скоро, будучи высказала такпми автори- тетами, какъ Берцеліусъ и Либихъ. Впечатлѣніе, произве- денное ею наумы химиковъ, было весьма сильное; это сви- дѣтельствуетъ, напр., то обстоятельство, что даже послѣ паденія теоріи, надолго еще сохранились способы разсмотрѣ- нія химическихъ явленій, введенные этой теоріей. • Руководствуясь правильной мыслью приложить выводы изученія хорошо изслѣдованныхъ неорганическихъ соедине- ній къ соединеніямъ органическимъ, электрохимическая тео- рія, способствовавъ изученію послѣднихъ, вскорѣ оказалась недостаточною, а впослѣдствіи невѣрною. Слабая сторона те- оріи сложныхъ радикаловъ лежитъ именно въ представленіи о радикалѣ. Это представленіе есть выводъ пзъ электрохи- мической теоріи, но не представляетъ непосредственнаго вы- вода изъ опыта; опытные методы, примѣнимые къ неоргани- ческимъ соединеніямъ, т. е. къ соединеніямъ простыхъ радика- ловъ, не могутъ прп органическихъ соединеніяхъ отвѣтить на предъявленные вопросы. Опытъ не могъ уединить сложныхъ органическихъ радикаловъ и всѣ объясненія напр., что радикалы не выдѣлены, потому что разлагаются прп вы- дѣленіи и др., не являются состоятельными. Не можемъ, впрочемъ, не привести сопоставленія, сдѣланнаго Берцеліу- сомъ, что вѣдь и фторъ неизвѣстенъ въ свободномъ состоя- ніи, но никто не сомнѣвается въ его существованіи. Для насъ *) Веггеііие, Аппаісп. Сііет. РЬагт. 6г 176. *
164 теперь совершенно ясно, что многіе изъ тогда принимаемыхъ радикаловъ не могутъ существовать самостоятельно. Между тѣмъ этпмъ, несуществующимъ веществамъ, порожденнымъ си- стемою, приписывали опредѣленныя свойства, для чего руковод- ствовались опять новою гипотезою, что сложные радикалы въ свободномъ состояніи должны представлять химическія свой- ства простыхъ радикаловъ, т. е. элементовъ. Мы видѣли, что даже органическую химію считали за химію сложныхъ ра- дикаловъ. Гераръ былъ вправѣ сказать, что, въ такомъ видѣ, органическая химія «есть химія несуществующаго». Къ этому прибавимъ, что въ послѣдующемъ изложеніи будемъ имѣть случай указать, какъ Берцеліусъ, по произволу, мѣнялъ не только сложные радикалы, принимаемые имъ въ органиче- скихъ соединеніяхъ, но даже и эквиваленты (частичные вѣса) послѣднихъ. Конечно, сторонники радикальной теоріп чув- ствовали слабую сторону ея, заключающуюся въ неиз- вѣстности сложныхъ радикаловъ въ свободномъ состояніи, не разъ о ней писали *) и съ нетерпѣніемъ ждали откры- тія сложныхъ радикаловъ, свойства которыхъ можно было бы сопоставить съ единственно тогда извѣстнымъ сложнымъ радикаломъ щаномъ. Великимъ, поэтому, сочли открытіе Бунзеномъ 2) какодила, арсендиметила, которому тогда дали вчетверо меньшую формулу АзС2Н3, способнаго подобно простымъ тѣламъ соединяться съ другими элементами, напр., съ кислородомъ пли хлоромъ и образовать какодиловыя сое- диненія. На время вѣра въ радикалы окрѣпла. Впрочемъ, когда, въ 1848 году, Франкландъ и Кольбе я) выдѣлили, такъ называемые, радикалы метилъ С,Н3. этилъ С4ІІ5 п др., ко- торымъ дали приведенныя формулы, то къ удивленію, эти вещества вовсе не показывали аналогіи съ простыми тѣлами, по причинѣ для насъ совершенно ясной, потому что выдѣлены были предѣльные углероды этанъ, бутанъ и т. д. Нужно-ли еще указывать, что приведенные факты не доказываютъ нахож- денія сложныхъ радикаловъ въ органическихъ соединеніяхъ: *) Приведемъ лить слѣдующія два указанія изъ статей Берцеліуса и Либиха: Веггеіінв, БеЬгЬпсЬ, 6, 13, ЬіеЬіц. Апп. СЬет. РЬагт. 25. 1. ’) Апп. Сііст. Рііагт. 1840. Томы 37, 42, 46. 3) Апп. СЬет. РЬагт. Томы 71, 74, 75, 76, 79.
165 ціанъ есть нитрилъ щавелевой кислоты; какодилъ, диметил- арсинъ, современная формула котораго будетъ Ай2(СН3)4, показываетъ реакціи присоединенія (въ чемъ п впдѣ.тіі'ана- логію сь простыми тѣлами), потому что принадлежитъ къ ряду непредѣльныхъ соединеніи мышьяка; радикалы Франк- ланда и Кольбе прп вѣрной частичной формулѣ С2Не, С4Н10 не могутъ даже считаться за тѣ радикалы, за которыхъ пхъ тогда принимали. Какъ уже было указано, слѣдствіемъ приложенія элек- трохимической теоріи къ органическимъ со диненіямъ было принятіе, по аналогіи съ неорганическими соединеніями, ги- потетическихъ сложныхъ радпкатовъ; стали принимать, что возможно знать «внутренній составъ» органическихъ соеди- неній п что пхъ дуалистическія формулы выражаютъ именно этотъ внутренній составъ плп, употребляя современ- ное слово—строеніе органическихъ соединеній. Въ приложе- ніи къ органическимъ соединеніямъ лучше всего сказывает- ся, какъ выше показано, невѣрность всѣхъ этихъ положе- ній, а между тѣмъ эти положенія считались доказанными для неорганическихъ соединеній, и собственно, какъ дока- занныя, прилагались къ органическимъ соединеніямъ. Мы уже видѣли (стр. 130), что и для первыхъ, болѣе простѣй- шихъ соединеній, опытные методы не могли отвѣтить ничего по вопросу о внутреннемъ строеніи веществъ. Понятно, что, и въ приложеніи къ органическимъ соединеніямъ, эти ме- тоды указывали не внутреннее строеніе ихъ, для насъ неиз- вѣстное, а отражали лишь гипотезы, относительно этого вопроса. На частномъ примѣрѣ мы тотчасъ подтвердимъ сказанное. Съ этихъ общихъ вопросовъ мы спустимся къ разсмо- трѣнію болѣе частнаго вопроса — къ сравненію теоріи сложныхъ радикаловъ съ этереновою теоріею. Мы уже ука- зывали на внутреннюю связь между этими теоріями: Дюма даже смотрѣлъ на теорію сложныхъ радикаловъ какъ на высказанную имъ и несущественно отличающуюся отъ эте- реновой теоріп. По вопросу о выборѣ сложныхъ радика- ловъ, теорія этерена стояла выше теоріп сложныхъ ради- каловъ, потому что исходила пзъ существующихъ, а не ги- потетическихъ веществъ. Либихъ, да и Берцеліусъ, оспа-
166 ривали мнѣніе Дюма о тождественности этихъ теорій, при- чемъ однако, главнымъ образомъ, останавливались на раз- личіи въ частныхъ выводахъ этихъ теорій. Въ особенности успѣшно оспаривалъ Либихъ мнѣніе Дюма о конституціи простого эфпра, прибавимъ, совершенно правц гьно. По эте- реновой теоріи эфиръ былъ первымъ гидратомъ этилена С4Н4.ІЮ, (С=6, 0=8), по теоріи сложныхъ радикаловъ, это была окись этила С41І5.0. Хотя эфпру придавалась не- вѣрная частичная формула, но во всякомъ случаѣ несом- нѣнно, что эфиръ не представляетъ глдратнаго соединенія, хотя н не лишенъ способности воспроизводить нѣкоторыя изъ реакцій такихъ соединеній: по Дюма эфиръ былъ ана- логъ гидратовъ окисей, а по Либиху—безводныхъ окисей. Вопросъ о томъ, который изъ радикаловъ, С4Н- этилъ или С4На этиленъ, признать существующимъ въ производ- ныхъ спирта, весьма сходенъ съ тѣмъ, который мы имѣли рѣшить при обсужденіи состояній амміака (стр. 133). Не имѣя методовъ для непосредственнаго рѣшенія такихъ во- просовъ, при органическихъ соединеніяхъ прибѣгаютъ для ихъ рѣшенія къ разсмотрѣнію ряда превращеніи. Смотря по превращенію, можно рѣшить вопросъ въ ту или другую сторону, значитъ, не въ зависимости отъ строенія, но въ зависимости отъ приложеннаго превращенія. Для доказа- тельства присутствія въ эфирѣ радикала С4НЯ избраны «простѣйшія» превращеніи, приватомъ однако замѣтимъ, что смыслъ сдова простѣйшее превращеніе является не точно опредѣленнымъ. Вспомнимъ слова Либиха: «всякое мнѣніе о конституціи нѣкотораго тѣла вѣрно для однихъ превращеній и недостаточно для другихъ» ’). Показавъ сущность возраженій Либиха, нѣтъ необходи- мости вдаваться въ подробности спора, тѣмъ болѣе, что Дюма скоро уступилъ и между нимъ и Либихомъ устано- вилось полное согласіе въ научныхъ мнѣніяхъ. За это время появляются нетолько ихъ общія работы (см. стр. 142), но въ засѣданіи Парижской Академіи 23 октября 1837 года была прочитана «прокламація» (ргосіашаііоп) Либиха и Дю- ма, въ которой авторы опредѣляютъ, что цѣль изученія ’) Апп. СЬет. РИагт. 36, 177.
167 органическихъ соединеній—это опредѣленіе сложныхъ ра- дикаловъ, въ нихъ заключающихся. Появленіе этой прокламаціи замѣчательно нетолько по необычности пріема въ научной литературѣ, но и потому, что тогда въ рукахъ Дюма уже находились факты, кото- рые въ слѣдующемъ, 1838 году, привели его къ выводу о несостоятельности электрохимическаго воззрѣнія. Періоду борьбы противъ электрохимической теоріи и изложенію но- выхъ ученій, ее замѣнившихъ, посвящены слѣдующія главы.
ГЛАВА IX. Металепсія и теоріи на ней основанныя. Въ этой и ближайшихъ къ ней главахъ мы изложимъ борьбу электрохимической теоріи съ новыми ученіями, впо- слѣдствіи смѣнившими дуалистическое воззрѣніе. Съ сре- дины тридцатыхъ годовъ, прп изученіи органпческпхъ сое- диненій, были подмѣчены факты, несовмѣстимыя съ указан- ной теоріей. Факты, разработанные Дюма *), составили его теорію замѣщеній (іѣёогіе <1с8 кпЬкІіІнГюпз). Металептичесное замѣщеніе. Реакціи замѣщенія, хотя весьма многочисленны въ не- органической химіи, но не пріобрѣли въ ней сначала такого значенія, котораго достигли послѣ изученія своеобразныхъ реакцій замѣщенія, свойственныхъ органическимъ соедине- ніямъ. Вотъ объясненіе этого. При взаимодѣйствіи солей, мы встрѣчаемъ много случаевъ реакцій замѣщенія, но, съ точки зрѣнія господствовавшихъ теорій, эти реакціи обыкновенно разсматривались не какъ реакціи обмѣна, но какъ реакціи *) Дюма (Деап Варіміе Апйгё Бишаз, 1800— 1881) одинъ изъ наиболѣе выдающихся химиковъ нашего столѣтія. Главная часть его ученой дѣятельности протекла въ Парижѣ, гдѣ онъ, къ концу жиз- ни, достигъ почестей рѣдко выпадающихъ иа долю ученыхъ. Въ химіи онъ совершилъ великое; въ настоящемъ сочиненіи имя Дюма, разборъ его открытій и воззрѣній, встрѣчаются чуть не въ каждой главѣ. Многое изъ того, что сдѣлалъ Дюма, не могло войти въ настоящее сочи- неніе. Не имѣн возможности отвести достаточно мѣста для біографиче- скихъ указаній и оцѣнки имъ сдѣланнаго, укажемъ на некрологъ его, горячо написанный Гофманомъ (Жанъ Баптистъ Андрэ Дюма въ ха- рактеристикѣ ГоФманна, переводъ съ нѣмецкаго Н. Н. Любавина Спб. 1885).
1С9 вытѣсненія, т. е. какъ реакціи соединенія элементовъ въ силу большаго сродства. Электрохимическая теорія дала теоретическое основаніе такому воззрѣнію. Въ этой теоріп исключительное вниманіе обращается на реакціи соедине- нія и нерѣдко сопровождающія послѣднія реакціи вытѣ- сненія. Опредѣленія наиболѣе важныхъ классовъ неоргани- ческихъ соединеній (основаній, кислотъ, солей) электрохи- мическая теорія основала исключительно на реакціяхъ соеди- ненія. При замѣщеніяхъ однихъ металловъ другими въ соляхъ, электрохимическія свойства, замѣщающихъ другъ друга ме- талловъ, весьма близки. Совершенно иного характера слу- чаи нѣкоторыхъ замѣщеній при органическихъ соединеніяхъ. Здѣсь, по немногу, стали накопляться факты замѣщенія во- дорода хлоромъ. Въ виду огромнаго электрохимическаго раз- личія этихъ элементовъ указанная реакція замѣщенія, по существу, отличалась отъ приводимыхъ случаевъ замѣщенія въ соляхъ. Одиночные случаи замѣщенія водорода хлоромъ уже были извѣстны давно: Гэ-Люссакъ, дѣйствіемъ хлора на ціанистоводородную кислоту,получилъ хлористыйціанъ(1815); Фарадей дѣйствіемъ хлора на хлористый этиленъ получилъ иерхлорэтанъ (1826); Либихъ и Вёлеръ дѣйствіемъ хлора на масло горькихъ миндалей (бензойный алдегпдъ) полу- чили хлористый бензоплъ (1832). Равенства этихъ реакцій при употребленіи современныхъ атомныхъ вѣсовъ будутъ слѣдующія: НСК С12 = СКС1 + НС1 С2Н4С12 4С12 = С2С1, 4- 4НС1 СГН..СНО + С12 = С.Н..СОС1 4- НС1 Изслѣдовавъ дѣйствіе хлора на спиртъ, Дюма *) (1834) получилъ при этомъ хлораль СС13.СНО, трихлоралдегидъ. При объясненіи реакціи, Дюма вѣрно указалъ, что проис- ходитъ замѣщеніе водорода хлоромъ, но невѣрно полагалъ, 1) Дюма разсказываетъ, что внѣшнимъ толчкомъ къ изслѣдованію дѣйствія хлора на органическія соединенія было то обстоятельство, что на балу въ Тюильрійскомъ дворцѣ, на которомъ присутствовалъ Дюма, отбѣленные хлоромъ восковыя свѣчи издавали при горѣніи большое количество хлористаго водорода (см. біографію Дюма, соста- вленную Гофманомъ, стр. 41).
170 что замѣщеніе происходитъ въ уксусномъ эфирѣ, какъ первомъ продуктѣ—алдегпдъ былъ нѣсколько позже изслѣ- дованъ Либихомъ. Современныя формулы передаютъ эти ре- акціи слѣдующими равенствами: С2Н1;О + С12 = С2Н4О Д- 2НС1 С,Н4О + ЗС12 = С2С130 + ЗНС1 Дюма первый увидѣлъ общность реакцій замѣщенія во- дорода галоидами въ органическихъ соединеніяхъ. Въ отли- чіе этихъ реакцій отъ прочихъ, онъ предложилъ ихъ назы- вать металепсіей (кетаЬіфц, мѣна) и уже въ слѣдующемъ 1835 году далъ первыя положенія теоріи замѣщеній *ѣ Даемъ только главное, первое правило, чтобы показать, какъ въ то время смотрѣлъ Дюма на эти реакціи Вотъ это пра- вило: «когда вещество заключающее водородъ подвергается дѣйствію хлора, брома, іода и кислорода, то, на каждый атомъ уходящаго водорода, соединеніе получаетъ атомъ хлора, брома, іода или полуатомъ кислорода». Превосходное изслѣдованіе. Дюма дѣйствія хлора на спиртъ послужило прототипомъ для многихъ подобныхъ изслѣ- дованій, сдѣланныхъ учениками Дюма. Въ это время впер- вые встрѣчаются имена Лорана, Реньо, Мачагутти др. Ма- лагутти (Маіа^иШ) изслѣдовалъ дѣйствіе хлора на слож- ные эфиры; Реньо (Ееднаиіі) изслѣдовалъ ту же реакцію относительно этилена и простыхъ эфпровъ; работы Лорана (Еапгепі) по вопросу о металепсіи весьма обширны и бу- дутъ указаны постепенно. Реньо, а въ особенности Лоранъ, оказали вліяніе и на развитіе теоретическихъ представле- ній по самымъ существеннымъ вопросамъ новой теоріи. Лоранъ 2) изслѣдовалъ дѣйствіе хлора и азотной ки- слоты на нафталинъ (1835). Это почти первое изслѣдованіе Лорана считается классическимъ. Оно не только подтвердило предсказаніе Дюма относительно наступленія замѣщенія во- дорода хлоромъ въ нафталинѣ при дѣйствій на него хлора, но открытіемъ ннтросоединеній нафталина существенно рас- * ширена теорія замѣщеній. Не указывая первыхъ невѣрныхъ представленій Лорана относительно нитросоединеній, ска- *) Тгаііё ііе сЬішіе арріідпё аих агіз ігніпви-іеів, Т. V. р 99. ’) Грустную исторію его жизни іы разскажемъ въ слѣдующей главѣ.
171 жемъ, что вскорѣ онъ сталъ разсматривать эти соединенія, совершенно правильно, какъ продукты замѣщенія водорода нафталина нитрогруппой КО2. Такимъ образомъ оказалось, что не только галоиды, элементы, но что и сложныя группы, какова нптрогруппа, могутъ замѣщать водородъ углеводоро- домъ. Смѣлымъ обобщеніемъ Лоранъ (1836) положилъ эту мысль въ основу новой теоріи органическихъ соединеній, названной теоріей ядеръ, которую мы вскорѣ разберемъ. Та- кое обобщеніе теоріи замѣщеній, приложеніе ее и къ слож- нымъ группамъ, замѣщающимъ водородъ органическихъ со- единеній, Лоранъ считалъ, и какъ кажется намъ, съ полнымъ правомъ, своей теоріей, а не теоріей Дюма. Послѣдняя была въ то время приложена къ одной лишь реакціи хлора, тогда какъ въ теоріи Лорана реакція хлора являлась лишь какъ частный случай металепсіи, среди многихъ другихъ. Да и относительно этой реакціи, представленія Лорана по суще- ству отличались отъ взглядовъ Дюма. По Лорану продуктомъ металептичсскаго дѣйствія хлора на органическія соедине- нія получаются вещества того же химическаго • харак- тера, какъ и первоначальное вещество. Позже (1839) онъ эту же мысль выразилъ въ видѣ гипотезы, что прп замѣ- щеніи водорода хлоромъ, послѣдній, въ продуктѣ замѣще- нія, играетъ роль водорода *). Воспринявъ мысли Дюма, какъ мы видѣли, Лоранъ пхъ значительно развилъ и обобщилъ. Не всегда отдавалось долж- ное Лорану, нерѣдко возбуждался вопросъ даже о томъ, что Лораиъ подъ своимъ именемъ публиковалъ то, что принад- лежитъ Дюма, представляя будто-бы непосредственные вы- воды изъ теоріи замѣщеній Дюма. Мы видѣли выше, что это не такъ: въ изложеніи, которое мы дали, на по- ставленный вопросъ уже отвѣчено и показано какъ началъ теорію замѣщеній Дюма и какъ развилъ ее Лоранъ. Съ этимъ взглядомъ, по существу, сходится позднѣйшее пока- заніе Дюма 2) касательно этого вопроса. Въ ближайшее къ описываемому время, Дюма былъ замѣтно другаго мнѣнія; ') Приведенныя статьи и изслѣдованія Лорана поиѣщены въ Аппаіев Не сЬітіе еі Не рЬувідие, 2-те 8егіе: 59, 388 (1835); 60, 223 и 61, 125 (1836); 66, 326 (1837); 72, Ю7 (1839). а) Апп. йе сЬітіе еі де рЬуеідие 3 8. 49, 487.
172 хотя онъ открыто возставалъ противъ Лорана (этотъ пе- ріодъ дѣятельности Дюма отмѣченъ сотрудничествомъ съ Ли- бихомъ и раздѣленіемъ взглядовъ послѣдняго), но не- выдѣлялъ рѣзко отъ своей теоріи того, что сдѣлано Ло- раномъ. Особенно трудными для Лорана были 1837 и 1838 годы: пришлось защищаться отъ всѣхъ, отъ Берцеліуса, Либиха и даже Дюма. Мы далѣе ближе разсмотримъ какъ электро- химическая теорія старалась парировать столь противорѣ- чащія электрохимической теоріи факты замѣщеніи электро- положительнаго водорода электроотрицательнымъ хлоромъ. Берцеліусъ, находя, что явленія замѣщенія идутъ противъ основъ науки, противъ электрохимической теоріи, отрицалъ существованіе этпхъ явленій и, въ особенности въ своихъ ежегодникахъ, порицалъ всю ученую дѣятельность Лорана. Либпхъ, допуская, до нѣкоторой степени, явленія замѣщенія, обрушился, гтавнымъ образомъ, на опыты Лорана и на его теорію: указаніе опытныхъ ошибокъ Лорана было не всегда правильное; разборъ теоретическихъ воззрѣній Лорана, сдѣ- ланный Либихомъ, мы приведемъ далѣе. Даже Дюма возста- валъ противъ воззрѣній Лорана, указывая, что законъ замѣ- щенія есть законъ эмпирическій. «Я не отвѣтственъ, пи- шетъ онъ, за чрезмѣрное увеличеніе, приданное моей тео- ріп г. Лораномъ; къ тому же его анализы не заслуживаютъ ни малѣйшаго довѣрія». * Въ слѣдующемъ 1839 году произошелъ переломъ въ мнѣ- ніяхъ Дюма, обусловленный полученіемъ имъ трихлороук- сусной кислоты С2С13Н02, дѣйствіемъ хлора на уксусную кислоту. На трихлороуксусной кислотѣ нетрудно было убѣ- диться въ вѣрности положенія Лорана, что продукты мета- лептическаго замѣщенія представляютъ полную аналогію въ свойствахъ съ соединеніями, изъ которыхъ произошли. Те- перь это сталъ допускать и Дюма. Дѣйствительно, трихло- роуксусная кислота, подобно уксусной кислотѣ, представляетъ свойства кислоты; обѣ кислоты имѣютъ одинаковую основ- ность. Аналогія свойствъ ихъ сказывается и въ аналогіи распаденія: подобно тому, какъ уксусная кислота распа- дается на болотный газъ СН4 и углекислоту, такъ точно трихлороуксусная кислота распадается на хлороформъ СНС13
173 и углекислоту *). Приведемъ здѣсь же позднѣйшій опытъ Мельсанса (Меізепз) 1 2) еще, лучше доказывающій аналогію уксусной и трпхлороуксусной кислотъ; дѣйствіемъ водорода въ моментъ выдѣленіи, трпхлороуксусная кпслота, обратнымъ замѣщеніемъ хлора водородомъ, вновь даетъ уксусную кислоту. Убѣдившись въ сходствѣ продуктовъ замѣщенія съ основ- ными веществами, Дюма высказалъ новую теорію замѣщеній, представляющую сходство съ теоріею Лорана. Въ этой но- вой теоріи, изложенной далѣе, Дюма позволилъ себѣ слишкомъ широкое, можно сказать безграничное, приложеніе явленій замѣщенія: такъ напр., Бертолетову соль КС104. онъ предла- галъ разсматривать, какъ марганцовокаліевую соль КМпО4, въ которой марганецъ замѣщенъ хлоромъ. Такое приложеніе теоріи замѣщенія вызвало юмористическое письмо Вёлера, правда, не предназначенное къ печати, но напечатанное, безъ его вѣдома, Либихомъ 3). Въ письмѣ, между, прочимъ, указы- вается, что дѣйствіемъ хлора на уксуснокислый марганецъ можно замѣстить всѣ атомы водорода хлоромъ, что не удиви- тельно,но что затѣмъ хлоръ замѣщаетъ и углеродъ,и марганецъ, п кислородъ, пол}чаетсн вещество, состоящее только изъ хлора С1С1.С14С13С13, но представляющее свойства уксусномарган- цевой соли МиО.С4Н3Оя. На письмо Вёлера, Лоранъ отвѣ- чалъ слѣдующими опытами: «хотя менѣе искусный, чѣмъ г. Вёлеръ, я пробовалъ подражать удивительному его от- крытію. Я обработалъ пзатинъ хлоромъ и бромомъ и полу- чилъ соединенія, заключающія отъ 25 до 50 процентовъ хлора и брома, вмѣсто 1 или 2 процентовъ водорода. И все таки, не смотря на громадное различіе въ процентномъ составѣ, не смотря на потерю водорода, столь электрополо- жительнаго, и на замѣщеніе его хлоромъ, столь электроот- рицательнымъ, вотъ какія измѣненія претерпѣваетъ изатинъ при переходѣ въ хлоризатинъ. Изатинъ. Хлоризатинъ. Кристаллы оранжеваго цвѣта тоже Призмы съ угломъ въ 113° тоже 114° Сублимируется тоже 1) Апп. СЬет. РЬагт. Т. ЗЯ, 101, 33, 179. а) Апп СЬет. РЬагт. 42, 111. Апп. СЬет. РЬагт. 33, 308.
174 Мало растворимъ въ водѣ Хорошо въ спиртѣ И ЭФИрѢ Растворъ желтаго цвѣта Съ ѣдкимъ калп даетъ соль Соль темнокраснаго цвѣта Серебряная соль малиновый осадокъ С?> водою соед. калія даетъ нзати- яонун соль Новая соль желтаго цвѣта Съ кислотами вновь изатинъ тоже тоже тоже тоже тоже тоже тоже, хлоризат. соль тоже вновь хлоризатияъ и т. д. и т. д Въ оригиналѣ приведены еще 12 различныхъ свойствъ, тождествен- ныхъ для изатина и хлоризатява. «Что думаетъ г. Вёлеръ? Неужели эти факты менѣе удиви- тельны, чѣмъ хлорированіе уксуснокислой окиси марганца» *). Берпеліусъ до конца жизни своей не признавалъ явленій замѣщенія: но факты не допускали иного толкованія. Для точнаго доказательства аналогіи продуктовъ замѣщенія съ первоначальными веществами, нолучнвъ продукты замѣще- нія углеводородовъ, кислотъ, осталось получить еще замѣ- щенныя основанія. Таковыя не замедлили быть открытыми: Лоранъ открылъ галоидозамѣщепныя цинхонины и доказалъ, что они сохраняютъ главнѣйшее свойство основаній, спо- собность соединяться съ кислотами и образовать соли. Въ лабораторіи Либиха, его тогдашній ассистентъ, нынѣ зна- менитый А. В. Гофманъ, въ одной изъ первыхъ своихъ хи- мическихъ работъ, описалъ полученіе хлор- и броманилина, подобно анилину способныхъ соединяться съ кислотами 2.) Такимъ образомъ, послѣ десяти лѣтъ взысканій, обще- признанъ былъ фактъ замѣщенія хлора водородомъ. Вмѣстѣ съ этимъ реакція замѣщенія впервые пріобрѣла важное зна- ченіе и теоретическій интересъ—широкое примѣненіе реак- ціи замѣщенія положено въ основу теоріи ядеръ Лорана и старѣйшей теоріи типовъ Дюма. Теоріи ядеръ. Теорія ядеръ изложена Лораномъ въ 1837 году, въ мало доступной диссертаціи его на степень доктора наукъ (йос- іенг ёв всіепсев). Намѣчена эта теорія уже была въ 1836 *) МёіНобе бе сЬітіе, р. 248. ’) 1845. Апп. Сііет. РЬагт. 53, 1.
175 году, въ статьѣ Тііёогіе сіек сотЪіпаізопз ограпіцие». Вполнѣ развитою теорія ядеръ можетъ считаться лишь въ посмерт- номъ сочиненіи Лорана, озаглавленномъ Мёіѣоде сіе сЬітіе, изданномъ извѣстнымъ физикомъ Біо въ 1854 году. Теорія ядеръ классифицируетъ органическія соединенія по рядамъ. Рядъ (зёгіе) обнимаетъ всѣ соединенія, проис- ходящія отъ одного ядра или радикала (поуан, габісаі). Ядра состоятъ изъ опредѣленнаго числа атомовъ углерода и другихъ элементовъ, соединенныхъ въ нѣкоторомъ по- рядкѣ. Радикалы представляютъ извѣстныя соединенія. Чи- сло атомовъ, составляющихъ ядро всегда чётное '), причемъ число атомовъ углерода стоитъ въ простомъ отношеніи къ числу атомовъ другихъ элементовъ, наир., какъ 2 : 2, какъ 8 : 8, какъ 18 : 8 и т. д. Ядра, состоящія лишь изъ угле- рода и водорода, называются основными ядрами (иоуаих ои гайісаих іопіатепіанх); онѣ подлежатъ какъ реакціямъ замѣ- щенія, такъ и реакціямъ присоединенія. При замѣщеніи водо- рода основныхъ ядеръ простыми тѣлами или сложными груп- пами, каковы, напр., КН2, АзН2, С\ и т. п. образуются про- изводныя ядра (поуаих он гайісаих сіёгіѵёз), одинаковаго типа съ основными ядрами. Основныя ядра способны также къ реакціямъ присоеди- ненія; присоединяющіеся атомы становятся внѣ ядра. Коли- чество присоединяющихся атомовъ указывается опытомъ; тео- ретически предвидѣть этого тогда еще не умѣли. Порань принималъ, что водородъ присоединяется къ ядру въ коли- чествѣ не большемъ двухъ атомовъ 2). Галоиды присоеди- няются въ количествѣ отъ 2 до 6 атомовъ, причемъ, по мнѣ- нію Лорана, тѣ атомы галоида, которые стоятъ внѣ ядеръ, легко удаляются ѣдкою щелочью. Кислородъ присоединяется въ количествѣ 2, 4 или 6 атомовъ (О = 8); въ первомъ слу- чаѣ образуются алдегиды; во второмъ — одноосновныя ки- слоты; въ третьемъ случаѣ имѣемъ двуосновныя кислоты. Таковы производныя одного ядра: онѣ составляютъ рядъ, Это зависѣло отъ привитыхъ тогда атомныхъ вѣсовъ С=6, 0=8 и т. д. а) Это положеніе невѣрно: смотря по большему или меньшему уда- ленію ядра отъ предѣльнаго ряда, говоря современнымъ языкомъ, бу- детъ присоединяться различное число агомовъ водорода
176 серію. Потерей водорода изъ однихъ основныхъ ядеръ про- исходятъ другія основныя ядра, способныя давать тѣже про- изводныя. Такимъ образомъ получатся всѣ ряды органиче- скихъ соединеній. Сопоставляя эти ряды одинъ около дру- гаго, въ вертикальныхъ столбцахъ получаемъ производныя одного п того же ядра; въ горизонтальныхъ строкахъ при- дутся вещества одинаковой химической функціи, напр., спир- ты, алдегиды и т. д. Реакцію замѣщенія, имѣющую мѣсто, равно какъ сохра- неніе происшедшимъ соединеніемъ типа основнаго ядра, Ло- ранъ поясняетъ слѣдующимъ примѣромъ: «Представимъ себѣ призму, представляющую основное ядро, углы которой пред- ставляютъ атомы углерода, а ребра — атомы водорода. За- мѣнивъ одно изъ реберъ призмы хлоромъ, первоначальная кристаллографическая фигура не претерпѣваетъ измѣненія. Реакціи присоединенія къ ядрамъ можно, при томъ же пред- ставленіи, изобразить такимъ образомъ, нто къ данпой приз- мѣ, присоединить еще пирамиду» и т. д. Слѣдующая табличка позволяетъ сопоставить сказанное выше и дать общее выраженіе теоріи Лорана. Отдѣляя отъ основнаго ядра два атома водорода—постоянную состава (соп8іапіе)—и назвавъ остатокъ характеристикой состава (са- гасіёгіяііцне), и обозначивъ ее знакомъ Саг, получаемъ слѣ- дующую общую формулу для выраженія всѣхъ ядеръ и ря- довъ, т. е. всѣхъ органическихъ соединеній * *). А. Основныя и производныя ядра: Саг, Н2 ёіѣепі- (Іев; Саг, Ѣі Ай, атпіопіііея (Аі1 = ХІІ2); Саг, НХ (апаісійея (X — галоидъ); Саг, О2 и т. д. Дальнѣйшія измѣненія основ- ') Даемъ таблицу со значительнымъ сокращеніемъ противу ориги нала, присовокупляя названія Дорана для соотвѣтствующихъ соеди- неній. Пользуясь случаемъ, укажемъ, что Дюма предложилъ производить названія хлорозамѣщенныхъ углеводородовъ, обозначая число атомовъ хлора въ соединеніи гласными а, е, і, о, ц = 1, 2, 3, 4, Ь. Лоранъ предлагалъ обобщить эту номенклатуру, указывая буквами н другіе элементы. Еще общѣе, въ томъ же направленіи, хотѣлъ измѣнить но- • менклатуру Л. Гмелииъ (Ь. Отеііп. НаініЬисІі 4. ог^аиівсіісп СЪегпіе, 4-е иэд. I, стр. 131). Названія послѣдняго по странности ихъ (напр., а1ан=вода; Ііпаѵіпат—алкоголь; арик=пвтихлористый фосфоръ) не могло быіь приняты.
177 наго ядра и происхожденіе производныхъ ядеръ не при- водимъ. В. Соединенія ядеръ съ элементами: Саг, Н.2-]-Н, Ііугігісіей (углеводороды); Саг, Н2-|-С12, ЬурегЬаІісІее; Саг, Н VI + 02 амиды; Саг, Н2 + Оя алдегиды. С. Сохп: Саг, Н2-(-О4, ееіз пюпоЪайіцнез; Саг, Н2-)-Оч $еІ8 Ъіѣазіцнез. Солями названы кислоты, какъ соли водорода. I). Соединенія ядеръ съ 1 атомомъ водорода: Саг, Н24*Н ргоніёіаііійеа, напр., этилъ С4Н44-Н; Саг, НАг, И прп чемъ Аг=АзН2, напр., С4ІІ4, НАз, Н = С4НвАз — ядро какодиловыхъ соединеній. Е. Соединенія двухъ разныхъ функцій одного пли раз- личныхъ рядовъ, зупДегзтііІеб, представляютъ группу соедп- диненій менѣе опредѣленную, чѣмъ предъидущія: сюда, напр., относятся сложные эфиры. Теорія ядеръ близко связана съ теоріями ей предше- ствующими, въ особенности, съ этереновой теоріей. Тѣже ядра, подобныя же серіи встрѣчаются въ обѣихъ теоріяхъ; нѣтъ только приложенія электрохимической теоріи, которую прямо отвергалъ Лоранъ, и, соотвѣтственно этому признавае- мая способность радикаловъ не только къ реакціямъ присое- диненія, но и замѣщенія, элементами и сложными группами. Уже указано было, что ядра были не гипотетическія, но извѣстныя соединенія. Присматриваясь ближе къ теоріп ядеръ, нельзя, однако, не видѣть, что, по существу, взглядъ Лорана на органическія соединенія, какъ состоящія изъ нѣ- котораго ядра и придаточныхъ элементовъ, весьма близокъ къ іуалпстпческому, отъ котораго, въ то время, по недо- статочности фактическаго матеріала, еще и не было воз- можности отрѣшиться. Не смотря на эту связь съ господ- ствовавшими тогда теоріями, теорія ядеръ представителями науки была встрѣчена весьма недружелюбно. Либихъ *) го- ворилъ, что «теорія г. Лорана представляетъ произвольную игру съ понятіями и формулами, которымъ онъ придаетъ значе- ніе, котораго онѣ не имѣютъ; теорія произошла вслѣдствіе пол- нѣйшаго незнакомства съ правилами истиннаго изслѣдова- нія природы». Приговоръ Берцеліуса былъ не менѣе же- Апп Сііегп. Рііигш. 25, 18. 12
178 стокъ. Приведенную оцѣнку теоріи ядеръ необходимо про- вѣрить, при этомъ, какъ увидимъ, едва-лп она окажется правильною. Теорія ядеръ была первою химическою теоріею, которая обняла всѣ органическія соединенія. Конечно, она не объ- ясняла явленій химическаго сродства, но за то была сво- бодна отъ множества гипотезъ электрохимическаго воззрѣ- нія. Не встрѣчаемъ мы въ ней объясненія и для числа при- соединяющихся къ радикаламъ атомовъ; въ оправданіе можно привести, что объяснено это было лишь двадцать лѣтъ спустя. По нѣкоторымъ вопросамъ, напр., по общему вопросу о ки- слотахъ, теорія ядеръ стояла выше теорія радикаловъ, уже потому, что давала кислотамъ вѣрный составъ. Разсмотрѣніе кислотъ, какъ солей водорода, было важнымъ дополненіемъ къ познанію этихъ соединеній; этотъ вопросъ придется бли- же разсмотрѣть въ слѣдующей главѣ. Теорія ядеръ оказа- лась превосходною для классификаціи органическихъ соеди- неній. Обѣ нынѣ принятыя классификаціи органическихъ соединеній уже встрѣчаются въ теоріи: горизонтальные ряды системы Лорана совмѣщаютъ вещества одинаковой химиче- ской функціи; въ вертикальныхъ рядахъ мы имѣемъ веще- ства одного ряда, вещества заключающія равное количество атомовъ углерода. Такая классификація оказалась спо- собною вмѣстить и вновь открываемые факты. Послѣ про- должительнаго обсужденія о системѣ наиболѣе удобной для изложенія химіи органическихъхсоединеній, Л. Гмелинъ от- далъ предпочтеніе теоріи ядеръ, при обработкѣ 5-го изданія (1848 г.) своей извѣстной органической химіи *). Попытка Гмелина, для упроченія теоріи ядеръ въ Германіи, была сдѣлана нѣсколько 'поздно, тогда когда уже накопились и факты и представленія, требовавшія ея видоизмѣненія. При- чина, почему во Франціи теорія ядеръ не пользовалась успѣ- хомъ, остается неясною—авторитетные химики Франціи ее не раздѣляли, хотя во многомъ пользовались теоріею ядеръ для своихъ собственныхъ теорій. *) ЬеІігЬисЬ <1. ог^алІееЬеп СЬешіе, 5-ое изд., 1848.
179 Теорія типовъ Дюма. До открытія трихлороуксусной кпслоты, Дюма считалъ* законъ замѣщеній закономъ эмпирическимъ. Будучи тако- вымъ, его нельзя было признать достаточнымъ для объясне- ніи явленій замѣщенія. Постановка теоріи типовъ была предпринята для того, чтобы показать необходимость при- ложенія закона замѣщеній и тѣмъ дать ему объясненіе. Тео- рія типовъ, старѣйшая теорія типовъ, какъ ее иногда на- зываютъ, возникаетъ въ 1840 году, при дѣятельномъ уча- стіи Реньо. Предполагаю дать изложеніе теоріи типовъ Дюма по его статьѣ, озаглавленной: зпг Іа Іоі Дез зиЬвІііиІіопз еі іа іЬёогіе йез іурез *). Дюма формулируетъ въ этой статьѣ законъ замѣщеній слѣдующимъ образомъ: «Этотъ законъ указываетъ, что въ нѣкоторомъ органическомъ соединеніи можно отнять 1. 2, 3 и т. д. эквивалентовъ водорода и ихъ замѣстить 1, 2, 3 и т. д. эквивалентами хлора, брома, іода или кислорода; что при посредствѣ этихъ замѣщеній образуются новыя веще- ства, свойства которыхъ весьма часто можно предвидѣть; что реакціи замѣщенія наичаще имѣютъ мѣсто, дѣйствуютъ наименѣе измѣняющимъ образомъ на первоначальное веще- ство и идутъ наиболѣе легко». Какъ видно, Дюма воспри- нялъ мысли Лорана, противъ которыхъ возставалъ еще такъ недавно; вступающій элементъ, и по его мнѣнію, занимаетъ мѣсто выходящаго элемента и играетъ его роль; допускается замѣщеніе водорода сложными группами, какъ напр, въ пптросоединеніяхъ. Въ допущеніи возможныхъ замѣщеній однихъ элементовъ другими, Дюма пошелъ даже далѣе Ло- рана, но нельзя сказать, чтобы вполнѣ правильно, указывая, «что въ органическомъ соединеніи можно послѣдовательно вытѣснить всѣ элементы и замѣстить ихъ другимп». Таково новое изложеніе закона замѣщеній. И въ этомъ изложеніи, закопъ замѣщеній все еще является эмпирическимъ зако- номъ; теорія типовъ должна была раціонально объяснить необходимость его существованія и неизбѣжность наступле- нія реакцій замѣщенія. ’) Цитую по нѣмецкому переводу Апп. СЬет. Рііагт. 33, 259. *
180 Теорія типовъ отличала два рода типовъ: химическіе ти- пы и механическіе плп молекулярные типы—послѣдніе были предложены Реньо. Къ одному химическому типу Дюма при- числяетъ «вещества, заключающія одинаковое число эквива- лентовъ (атомовъ), одинаковымъ образомъ соединенныхъ и обладающихъ одинаковыми главными химическими свой- ствами». Такъ, напр., уксусная и хлороуксусная кпслоты, удовлетворяя написаннымъ условіямъ, принадлежатъ къ од- ному химическому типу, также хлороформъ, бромоформъ и іодоформъ и т. п. Механическіе плп молекулярные типы со- вмѣщали вещества, имѣющія въ своемъ составѣ одинаковое число эквивалентовъ (атомовъ), по принадлежащихъ различ- нымъ химическимъ типамъ; механическій типъ могъ, такимъ образомъ, совмѣщать нѣсколько химическихъ типовъ. Къ одному молекулярному типу можно причислить, согласно Дюма, напр., слѣдующія соединенія (С = 6, О = 8): СаНН3 болотный газъ * СаНО3 муравьиная кислота СаНС13 хлоровормъ Са0Н3 метиловый нФііръ СаОНаС1 хдорометилоеый ЭФиръ СаНК синильная кислота Н3К амміакъ. Всѣ эти вещества принадлежатъ «къ одной и той же ме- ханической системѣ». На связь между отдѣльными молеку- лярными пли химическими тинами теорія не указывала, и вообще попытки приложенія ея къ органическимъ соедине- ніямъ,-въ пхъ цѣлостности, сдѣлано не было. Такова въ наиболѣе общихъ, нѣсколько неясныхъ чер- тахъ теорія типовъ Дюма. Ова слѣдующимъ образомъ объ- ясняла законъ замѣщеніи: «Органическія частицы плп орга- ническіе типы представляютъ зданія, въ которыхъ части состоящія изъ водорода, можно замѣнить, безъ разрушенія зданія, такпмп же частями, состоящими изъ хлора или ки- слорода. Замѣщеніе эквивалента одного элемента эквива- лентомъ другаго элемента, есть дѣйствіе, причина котораго лежитъ въ стремленіи къ сохраненію типа». Мы вновь ви- димъ въ этомъ положеніи сравненіе, подобное тому, которое сдѣлалъ Лоранъ, но уступающее послѣднему по высотѣ мы-
181 ели, и не можемъ не признать неясной, а потому недоста- точной, причину наступленія реакцій замѣщенія. Нельзя не согласиться съ Лораномъ *), что Дюма трактуетъ вопросъ «скорѣе какъ поэтъ, чѣмъ какъ ученый, слѣдствіемъ чего является то, что трудно схватить его мысль, и изъ его тео- ріп можно вывести слѣдствія, которыя онъ первый будетъ опровергать». Теорія типовъ Дюма, по различнымъ направленіямъ, ока- зала значительное вліяніе на развитіе химіи. Она сдѣлала невозможнымъ принятіе въ органическихъ соединеніяхъ ра- дикаловъ, какъ неизмѣнныхъ группъ атомовъ, играющихъ роль простыхъ тѣлъ; она отрицала вообще дуалистическое строеніе соединеній, и это мнѣніе столь авторитетнаго химика способствовало оставленію электрохимическаго воззрѣнія. Теорія типовъ была, однако, не свободною и отъ увлеченіи: съ одной стороны проповѣдуя безграничное примѣненіе за- кона замѣщеній, съ другой стороны, признавая, что глав- нѣйшее вліяніе на свойство соединенія имѣетъ не химиче- ская природа элемента, но число атомовъ (молекулярный типъ) и расположеніе атомовъ (Ьадегшщ). Связующаго пред- ставленія между механическими и химическими типами не было, да и вообще теорія являлась не развитою. Лишь чрезъ де- сять лѣтъ новые факты приведутъ къ ея развитію: Вилліам- сонъ станетъ развивать химическій типъ;'чрезъ двадцать лѣтъ теорія строенія завершитъ развитіе молекулярнаго типа. Въ лицѣ Дюма видятъ перваго химика, прозрѣвшаго тѣ воззрѣнія, которыя нынѣ составляютъ теорію атомности элементовъ. Если въ теоріи Дюма мы видпмъ зачатки но- выхъ ученій, то развитіе пхъ было бы пемыслпмо безъ вклада, который внесли въ нихъ Гергардтъ п Лоранъ. Раз- смотрѣнію ученой дѣятельности ихъ посвящена слѣдующая глава. ’) Мёііюде р. 362.
ГЛАВА X. Унитарная система. Въ одной изъ статей, касающихся теоріи типовъ, Дюма предсказалъ, что съ признаніемъ явленій замѣщенія должна обновиться вся химія. Это предсказаніе начало быстро сбы- ваться, благодаря ученымъ трудамъ, главнымъ образомъ, Гер- гардта п Лорана. Химія въ сороковыхъ годахъ какъ бы вновь проходитъ путь, подобный тому, который былъ ей на- мѣченъ Лавуазье и выполненъ Берцеліусомъ. Въ то время изученіе количественнаго состава химическихъ соединеній привело къ понятію объ атомѣ, къ установленію атомиче- ской теоріи; теперь Гергардтъ указываетъ правила ля по- становки сравнимыхъ между собою химическихъ формулъ, а Лоранъ выводитъ представленіе о частицѣ химическихъ соединеній. ’Ч Двухъобъемныя формулы и эквиваленты Гергардта. Предложеніе Шарля Гергардта ’) (Сйагіев Пегііагбі;) вы- ражать двухъобъемнымц формулами всѣ химическія со- единенія и соотвѣтственно новымъ формуламъ измѣнить атомные вѣса для нѣкоторыхъ элементовъ, представляетъ *) Относительно произношенія имени Шарли Гергардта въ русской литературѣ существуетъ равногласіе, такъ какъ нѣкотоі ые химики на- зываютъ эгого ученаго Жервромъ. Выборомъ ле( ааго пзъ произноше- ній н руководствовался слѣдующими соображеніями: 1) въ продолженіи болѣа чѣмъ годоваго пребыванія въ лабораторіи покойнаго Вюрца въ Парижѣ, такъ называли Гергардта, не только зльзаецн, вемливи Гер- гардта, какъ напр., Вюрцъ, Фридель, Вильмъ, но также французы: Гримо, Сале, Каванту, де-Клермонъ и друг.; 2) почти также (Гераръ)
183 одинъ изъ важнѣйшихъ моментовъ исторіи химіи и требуетъ на немъ остановиться нѣсколько долѣе *). Чтобы ясно поставить вопросъ, сдѣлаемъ сначала еще разъ (см. стр. 152) указанія о томъ, какимъ образомъ въ концѣ тридцатыхъ годовъ устанавливали формулы химическихъ со- единеніи или, какъ тогда говорили, опредѣляли ихъ экви валентъ. Для этого руководствовались слѣдующими положе- ніями, правильнѣе, предположеніями: 1) о правильности фор- мулы новаго соединенія заключали изъ формулы другаго тѣла, близкаго къ первому, и формула котораго считалась установленною; 2) принимали во вниманіе реакцію проис- хожденія новаго соединенія изъ другаго, формула котораго считалась хорошо извѣстною, и выбирали для новаго тѣла простѣйшую формулу, при помощи которой можно было-бы выразить реакцію; 3) выбирали вообще простѣйшую фор- мулу, отвѣчающую даннымъ анализа. Для кислотъ и осно- ваніи, какъ мы знаемъ, практиковался способъ опредѣленія эквивалента ихъ, по анализу солей; недостаточность этого способа уже была кратко указана (стр. 152) и будетъ еще разобрана далѣе. Въ тѣхъ случаяхъ, гдѣ было это возможно, опредѣляли плотность пара новаго соединенія, но господ- ствующее тогда возврѣніе, что химическія соединенія, пере- ходя въ паръ, могуть занимать различные объемы, препят- ствовало нерѣдко правильности вывода вѣрной формулы, пользуясь плотностью пара. Слѣдствіемъ отсутствія крите- называл. Гергардта, Н. Н. Соколовъ, изъ русскихъ, единственный уче- никъ Гергардта, работавшій въ частной его лабораторіи въ Парижъ въ 1851 и 1852 годахъ, которому, безъ сомнѣнія, должно было быть из- вѣстныиъ произношеніе имени Гергардта. ’) Матеріалами для этого изслѣдованія послужатъ слѣдующія статьи Гергардта: сопвібёгаііопв вчг Іее ёчпіѵаіепів бе чиеЦиев согре вітріея еЬ сотровёе (Апп. <1. сііітіе еі бе рЬуе. 3-те 8. 7, 129 и 8, 238). Подробнѣе изложенъ вопросъ въ Кеѵие всіепііГи]ие еі іпбизігіеііе за 1843 г. (издатель П-г (^певпеѵіііе). По малой,доступности этого жур- нала указываемъ на нѣмецкій переводъ въ Допгпаі Гйг ргасіізсЪе Сйе- шіе. Пзъ ряда статей Гергардта, здѣсь помѣщенныхъ подъ общимъ за- главіемъ: йЬег біе сііеіпівсЬе Сіазеійсаііоп ог^апіеспег бпЬвіапгеп, осо- бенно важны находящіяся въ слѣдующихъ томахъ %7 , 439 и 30, 1. Прекрасно, но кратко, изложенъ вопросъ въ Ргёеів бе сііітіе ог^апі- Чие, раг М. Сііагіев Сегііагбі (Рагів, ЛиіІІеі 1841). Т. I, стр. 47—58.
184 рія для выбора химической формулы было то обстоятель- ство, что употребляемыя тогда химическія формулы выра- жали то 4 объема, то 2 объема пара. Измѣнять химическія формулы, удвоивая плп утроивая ихъ, считалось дозволен- нымъ; въ подтвержденіе этого нѣсколько далѣе, въ XI главѣ, мы приведемъ примѣры, вполнѣ произвольнаго обращенія Берцеліуса съ химическими формулами. Понятіямъ атомъ, эквивалентъ, объемъ давались самыя разнообразныя значе- нія. Понятіе эквивалентъ, какъ вытекающее непосредственно изъ данныхъ анализа, сравнительно было опредѣлено точ- нѣе, но его часто смѣшивали съ понятіями атомъ, объемъ, которыя иногда считались равнозначущпми (первое мнѣніе Берцеліуса), иногда же атомъ элемента считался равнымъ двумъ его эквивалентамъ (двойные атомы Берцеліуса). Фор- мулы химическихъ соединеній отражали всю сбивчивость, господствовавшую въ этихъ понятіяхъ. Химическія формулы были не сравнимы, выражая различное, и не было указано единицы, примѣняя которую можно было бы имѣть сравни- мыя формулы химическихъ соединеній. Великая заслуга Гергардта состоитъ въ томъ, что онъ не только ясно указалъ безотрадное положеніе вопроса въ химическихъ формулахъ—къ слову сказать, большинство хи- миковъ это сознало нескоро—но ему же мы обязаны окон- чательнымъ установленіемъ единицы для приведенія фор- мулъ химическихъ соединеній къ сравнимому виду. Прослѣ- димъ путь, который привелъ Гергардта къ постановкѣ и рѣ- шенію этого вопроса. Сравнивая равенства реакцій органическихъ соединеній, при которыхъ или выдѣляется углекислота, или вода, пли же эти вещества вступаютъ въ реакцію, Гергардтъ замѣ- тилъ, что это происходитъ не въ количествѣ СО, пли НО (С = 6, О = 8), употребляемыхъ тогда формулъ для угле- кислоты и для воды, но въ количествѣ вдвое большемъ, а именно: С2О4=2СО2 и Нг0,=2Н0. Изъ многочисленныхъ та- кихъреакцій, собранныхъ Гергардтомъ,укажемъ лишь немногія: С14нсо4 = СА + бевзойаан кислота бензолъ С14НвОе = С204 + С12НВО2 салициловая кислота Фенолъ
185 СЬНКО8 = Н2О2 + свн4о8 янтарная кислота янтарный ангидридъ с4що2 = НА 4- с4н4 спиртъ. этиленъ с4н,о, 4- с4нко2 = н2о2 4- с8на уксусная кислота спиртъ уксусный э«иръ При просмотрѣ примѣняемыхъ въ то время химическихъ равенствъ встрѣчались, внрочемъ, иногда исключенія изъ вышесказаннаго: такъ, напр., образованіе эфира изъ спирта въ то время выражалось равенствомъ: С,НА = НО 4- С4Н6О Оказалось, что исключенія были въ связи съ тѣмъ об- стоятельствомъ, что примѣняемыя въ равенствахъ формулы отвѣчали различнымъ объемамъ пара. Въ первыхъ пяти при- веденныхъ равенствахъ формулы отвѣчаютъ количеству ве- ществъ, занимающему четыре объема въ парообразномъ со- стояніи; въ равенствѣ образованія простаго эфира формула послѣдняго, равно какъ воды, отвѣчаетъ лишь двумъ объ- емамъ. Употребляя и въ тѣхъ равенствахъ, которыя пред- ставляютъ исключенія, четырехъобъемныя формулы, мы опять получили бы количество воды, отвѣчающее удвоенной фор- мулѣ НА пли ^А- Употребляя, напр., для эфира четы- рехъобъемную формулу, равенство его образованія будетъ 2С,Н А = 2НО 4- С8Н, А Если предшествующія посылки вѣрны, то слѣдуетъ какъ вы- водъ, что по сравненію съ формулами органическихъ соеди- неній, эквивалентъ (атомъ) углекислоты выражается форму- лой С2О4 —4 об., тогда какъ по сравненію съ формулами неорганическихъ соединеній, эквивалентъ (атомъ) углеки- слоты выражается формулой СО2 = 2 об. Для воды, въ пер- вомъ случаѣ, имѣемъ эквивалентъ Н202 = 4 об.; во второмъ случаѣ, при сравненіи съ неорганическими соединеніями, эквивалентъ будетъ НО = 2 об. Руководствуясь правилами, изложенными въ IV главѣ, на основаніи атомнаго состава углекислоты С2О4 пли воды НА мн должны былп-бы вы- вести, что эквивалентъ кислорода О = 200, тогда какъ, пзъ формулъ неорганическихъ соединеній, т. е. изъ СО2 и НО, эквивалентъ (атомный вѣсъ) кислорода выводится—100.
186 Говоря вообще, изъ сказаннаго явствуетъ, что органическія соединенія выражались, въ то время, вдвое большими фор- мулами сравнительно съ формулами неорганическихъ соеди- неній. Этотъ выводъ весьма важенъ, а потому его вѣрность нужно доказать повѣркой возможно большаго числа слѣдствій. Не приступая пока къ повѣркѣ слѣдствій, приложимъ вышеприведенныя соображенія къ выводу эквивалента еще какого-нибудь неорганическаго соединенія также двумя пу- тями. Возьмемъ одно изъ неорганическихъ соединеній съ хорошо опредѣленнымъ эквивалентомъ (атомомъ), наприм. сѣрную кислоту (т. е. сѣрный ангидридъ). Формула этого со- единенія 8О3 = 2 объемамъ; оно способно образовать орга- ническія сульфокислоты. Разсматривая формулы этпхъ по- слѣднихъ соединеній, видимъ, что въ нихъ эквивалентъ сѣрной кислоты удвоивается: напр. формула сульфобензо- ловой кислоты была С12Н,.82О,. = 4 объемамъ. Мы не встрѣ- чаемъ удвоенія эквивалента сѣрной кислоты лишь въ тѣхъ формулахъ сульфосоединеній, которыя отнесены къ двумъ объемамъ. При четырехобъемныхъ формулахъ сѣрнистыхъ соединеній число атомовъ сѣры въ нихъ всегда четное. Еслп бы примѣнили атомный составъ органическихъ сѣрни- стыхъ соединеній къ выводу атомнаго вѣса сѣры, мы полу- чили бы вдвое большій атомный вѣсъ, калъ было выше при- ведено для кислорода. Удовольствуемся пока приведенными доказательствами вѣрности нашихъ соображеній, подкрѣпимъ ихъ разсмотрѣніемъ вопрЪса, почему формулы органическихъ соединеній оказываются вдвое большими протпву формулъ неорганическихъ соединеній. Причина указаннаго обстоятельства лежала въ несовер- шенствѣ тогдашнихъ способовъ опредѣленія эквивалентовъ органическихъ соединеній. Въ этомъ отношеніи предполагали, что эквиваленты кпслотъ, наиболѣе точно опредѣлены п опи- раясь на эти эквиваленты, строили формулы и другихъ сое- диненій. Между тѣмъ оказывается, что это не такъ. Мы уже доказывали, что эквиваленты кислотъ опредѣлились по ана- лизу солей преимущественно серебряныхъ; отношеніе вели- чины эквивалента (атомнаго вѣса) серебра къ водороду опредѣляетъ велпчпну эквивалента кислотъ. Просматривая ^аже послѣднюю таблицу атомныхъ вѣсовъ Берцеліуса (стр.
187 65), общепринятыхъ въ то время, видимъ, что отношеніе атомнаго вѣса серебра къ атомнымъ вѣсамъ водорода, ки- слорода, углерода и др. принято не вѣрное (не 1:16:12:108), но вдвое большее (1:16:12:216). Очевидно, что, исходя изъ вдвое большаго противъ истиннаго атомнаго вѣса серебра, должно было по анализу серебряныхъ солей получить вдвое большіе противъ истинныхъ эквиваленты органиче- скихъ кислотъ. Формулы органическихъ кпслотъ, будучи опорными для установленія формулъ другихъ соединеній, давали для этихъ послѣднихъ вдвое большія формулы про- тивъ истинныхъ. Въ недавнее время, по поводу обсужденія атомической теоріи и соприкасающихся съ нею вопросовъ, о только что указанномъ предположеніи Гергардта, Бертело выразился какъ объ очевидной ошибкѣ (еггепг шапіГеяІе), приводя въ доказательство своего мнѣнія, что выводъ эквивалента ор- ганическихъ кпслотъ, принимая эквивалентъ окиси серебра АцО =116 вѣренъ '). Съ этимъ никто спорить не станетъ, но Бертело упустилъ пзъ вида, что Гергардтъ имѣлъ въ впду атомные вѣса Берцеліуса (а не употребляемые г. Бер- тело), прп которыхъ эквивалентъ окпсп серебра не 116 (прп Н = 1), какъ іцішетъ г. Бертело’ а 232. Употребляя этотъ послѣдній эквивалентъ, и по г. Бертело, должно было бы придти къ удвоеннымъ формуламъ для органическихъ ки- слотъ. Такимъ образомъ, положеніе Гергардта, что органи- ческія соединенія имѣли вдвое большій эквивалентъ протпву неорганическихъ соединеній, при указанномъ Гергардтомъ условіи, а именно, четырехобъемности формулъ, совершенно вѣрно. Установивъ существованіе разногласія въ выводѣ фор- мулъ органическихъ и неорганическихъ соединеній, Гер- гардтъ приступилъ къ рѣшенію вопроса, какъ помирить это разногласіе. Возможны были два пути для этого: можно было удвоить, сдѣлать четырехобъемнымп, формулы неорганпче- схихъ соединеній, плп, наоборотъ, удвоеніемъ атомныхъ вѣ- совъ нѣкоторыхъ элементовъ получить двухобъемныя фор- мулы органическихъ соединеній. Для того, чтобы формулы ') Сотр. гепд. 64, 1472.
188 органическихъ соединеніи отвѣчали формулѣ воды Н2О, эк- вивалентъ которой 18 = 2 объемамъ, Гергардтъ предложилъ измѣнить атомные вѣса слѣдующихъ элементовъ: оставаясь при Н= 1, атомный вѣсъ О принять = 16 (вмѣсто 8), атом- ный вѣсъ С=12 (вмѣсто 6), атомный вѣсъ 8 = 32 (вмѣсто 16). Для большей части іругнхъ элементовъ предложено было сохранить прежніе атомные вѣсы, данные Берцеліу- сомъ. Приведемъ нѣкоторые изъ нихъ для примѣра: скоро придется намъ обсудить вѣрность принятыхъ отношеній: Х = 14 С1 = 35,5 К=39,1 Са=20 А§=108 РЪ= 103,5 Таковы былп предложенія Гергардта. Обратимся къ раз- смотрѣнію слѣдствій—онѣ являются весьма важными. 1. Предложеніе, чтобы формулы всѣхъ химическихъ со- единеній отвѣчали двумъ объемамъ въ состояніи пара или газа, дало наконецъ единицу для объединенія формулъ; при- нятіемъ единицы устранялся произволъ какъ въ постановкѣ формулъ, такъ и въ обращеніи съ ними. Правильность но- выхъ химическихъ формулъ доказывалась не только хими- ческими, но и физическими свойствамп соединеній, ихъ плотностью пара. Нетрудно впдѣть, что для органическихъ соединеній двухобъемныя формулы были значительно проще чѣмъ четырехобъемныя; явилась возможность сравнивать формулы, которыя лишь теперь были сравнимыми; сказались новыя отношенія мея^у многими соединеніями; многія изъ соединеній впервые получили вѣрныя формулы, такъ какъ старыя формулы оказывались невѣрными. Переходя къ до- казательствамъ этихъ положеній, мы не можемъ предвари- тельно не сдѣлать замѣчаніе, которое намъ придется посто- янно дѣлать, а именно, что современники предложеній Гер- гардта не принимали, въ этомъ случаѣ отрицая даже основу предложенія, необходимость равнообъемности формулъ и оставались прп старыхъ формулахъ. Съ теченіемъ времени, постепенно накоплялись факты, которые показали всю спра- ведливость указаній Гергардта. Нѣтъ возможности привести всѣ случаи исправленія формулъ соединеній. Остановимся .лишь на классическомъ примѣрѣ установленія формулы простаго эфпра. Двѣ причины могли вліять на невѣрность формулы: или
189 она не отвѣчала требованію двухобъемностп (четырехобъем- ностп прп прежнихъ атомныхъ вѣсахъ) или невѣрно былъ опредѣленъ составъ соединенія. Исправленіе формулы эфігра принадлежитъ къ первому, болѣе трудному роду, исправле- ній частичной формулы, какъ мы сказали бы теперь, при вѣрно опредѣленномъ элементарномъ составѣ. Мы уже знаемъ, что эфпру придавали формулу С4Н5О (С = 6, О = 8); плотность пара требовала для этого веще- ства удвоенной формулы: СЬН1ОО2 при старыхъ атомныхъ вѣсахъ пли С4Н1оО прп новыхъ эквивалентахъ Гергардта. При новомъ эквивалентѣ для кислорода, 0=16, другой формулы и дать нельзя, вслѣдствіе присутствія одного атома кислорода. Правильность новой формулы была вскорѣ до- казана и химическимъ путемъ. Англійскій ученый Вилліам- сонъ (ДѴііІіатвоп) нашелъ ’), что при образованіи простаго эфира, дѣйствіемъ сѣрной кислоты па спиртъ, участвуютъ двѣ частицы спирта; пзъ нихъ одна образуетъ съ сѣрною кислотою сѣрновинную кислоту, а вторая частица, дѣйствуя на сѣрновинную кислоту образуетъ эфиръ. С2Н,.НО 4- Н2804 = С2Н,.Н804 + Н20 С2Н&.Н804 4- С.2Н6.НО = (С2ІІ5)аО 4- Н28О4 Вѣрность такого объясненія реакціи образованія эфпра доказывается тѣмъ, что, взявъ двѣ частицы различныхъ спиртовъ, получаемъ смѣшанный простой эфиръ. Напр. прп употребленіи этиловаго и пзоамиловаго спиртовъ, вторая фаза реакціи выражается равенствомъ: С2И5.Н804 4- С,НИ.НО = (С3Н,ХС5ІІП)О 4- Н2804 Необходимость участія двухъ частицъ спирта при обра- зованіи эфира прямо указываетъ, что въ частицѣ послѣд- няго находится четыре атома углерода (С = 12). Бертело подтверждаетъ этотъ выводъ такимъ образомъ, что исходя пзъ опредѣленнаго вѣса іодистаго этила, С2Н51, и обрабо- тывая его спиртовымъ ѣдкимъ кали, получается вдвое болѣе эфира, чѣмъ слѣдовало изъ взятаго въ работу количества іодистаго этила, т. е. въ реакціи приняла участіе вторая *} Апп. Сііега. РЬагт. 77, 37; 87, 73.
190 частица спирта, употребленнаго какъ растворитель и реакція пошла согласно равенству: С2Н.Ѣ 4- С2Н5.КО = (С2Н5)2О 4- КЛ. Приведя примѣръ установленія вѣрной формулы эфира, мы хотѣли этпмъ только показать вѣрность положеній Гер гардта, а не исчерпать вопроса вообще о выраженіи хими- ческихъ соединеній двухобъемнымп формулами. Лишь много лѣтъ спустя, взгляды Гергардта сдѣлались общепринятыми и по поводу современныхъ воззрѣній прпдется намъ указать насколько современныя формулы удовлетворяютъ требованію двухобъемностп. Обращаемся къ разсмотрѣнію дальнѣйшихъ слѣдствій, вытекающихъ изъ предложенія новыхъ эквива- лентовъ Гергардта. • 2. Приведя примѣръ исправленія частичной формулы, ука- жемъ нѣсколько случаевъ исправленія состава нѣкоторыхъ органическихъ соединеній. Приложеніе новыхъ эквивален- товъ, во многихъ случаяхъ непосредственно указывало на невѣрно опредѣленный атомный составъ соединенія. Сохра- няя для элементовъ прежніе атомные вѣса Берцеліуса, Гер- гардтъ указалъ, что въ формулахъ, вслѣдствіе на половину меныппхъ противъ истинныхъ атомныхъ вѣсовъ, число ато- мовъ углерода, кислорода и сѣры должно быть четное. Ло- ранъ, воспринявшій взгляды Гергардта, къ этому правилу прибавилъ: что с^мма атомовъ водорода, азота, фосфора, Металловъ (принимая для нихъ эквиваленты Гергардта) и галоидовъ должна представлять также четное число. Этпмъ правиламъ не отвѣчали многія изъ принимаемыхъ за вѣ>рныя формулы органическихъ соединеній *); Лоранъ объявилъ всѣ такія формулы невѣрными, что впослѣдствіи п подтвердилось. Укажемъ нѣсколько примѣровъ. Гликоколь выражали фор- мулой С8Н9К2О„ противорѣчащей правиламъ Гергардта п Лорана; невѣрность этой формулы была исправлена Горе- фордомъ въ 1846 году 2) и гликоколю дана вѣрная формула С4Н5КО2 (С = 6, О = 8). А. А. Воскресенскій а), открытому ’) МёіЬойе 4е сЬітіс раг Л. Ьапгепі, р. 61. ’) Апп. СЬет. РЬагт. 60, 1. я) А. А. Воскресенскій (1812—1880), ученикъ Либиха, былъ продол- жительное время профессоромъ С.-Петербургскаго У'ниверснтета и за- тѣмъ попечителемъ Харьковскаго Учебнаго Округа.
191 имъ хинону, далъ формулу С,5ІІ8О8; эта формуламъ нечет- нымъ числомъ атомовъ углерода, была въ 1845 году исправ- лена Велеромъ ‘), который и далъ хинону вѣрную формулу С6Н4О2. Ограничиваемся этими двумя примѣрами: интересую- щихся этимъ вопросомъ отсылаемъ къ полному списку, со- ставленному Гергардтомъ въ 1850 году, веществъ, формулы которыхъ неправлены были согласно его указаніямъ 2). 3. Исправленіе формулъ коснулось не только органиче- скихъ соединеній, но было распространено и на неоргани- ческія. Излагая теорію многоосновныхъ кислотъ Либиха (стр. 143), мы уже указали, что, въ развитіи этой теоріп, этотъ ученый остановился на полдорогѣ. Хотя фактъ мно- гоосновности кислотъ былъ установленъ, но признаки для опредѣленія многоосновности кислотъ были недостаточны. Около 1840 года, мнѣнія объ основности многихъ кислотъ были крайне разнорѣчивы; Лоранъ имѣлъ право сказать, что основность кпелоты опредѣлялась авторитетомъ химика, высказавшаго отноептельно этого вопроса то плп другое мнѣніе 8). Дѣйствительно считая фосфорную кислоту много- основною, отрицали многоосновность сѣрной, сѣрнпстой, угольной п многихъ другихъ кислотъ. Изъ такого положе- нія дѣла вытекали многочисленныя несообразности. Предло- женіе употреблять для всѣхъ химическихъ соединеній двухъ- объемныя формулы, давало вѣрныя формулы кислотамъ, какъ органическимъ, такъ и неорганическимъ; для большинства послѣднихъ впервые признана ихъ многоосновность. Какъ признаки многоосновныхъ кислотъ Гергардта и Лоранъ ука- зывали не только число солей, образуемыхъ кислотою со ще- лочными металлами или серебромъ, но примѣняли и другія производныя. Таковы, напр., эфирныя кислоты (открытыя не- задолго до того Дюма), аминовыя кислоты и другія соеди- ненія, которыхъ одноосновныя кпелоты давать не могутъ. Вообще, впервые указано, какъ то мы дѣлаемъ и теперь, число производныхъ кислотъ въ зависимости отъ основ- ности. Нужно однако вамѣтить, что ни работы Гергардта. *) Апп. СЬет. РЬагт 45, 354. ’) Сотріеа геийив йев ігаѵаих <іе сЬітіе 1850, 429. ’) МёіЬойе, 75.
192 нп Лорана (напр. падъ анилидами и амидами кпслотъ) не исчерпали вопроса о многоосновностп кислотъ. Постепенно были открыты такія кпслоты, основность которыхъ нельзя было опредѣлить по признакамъ, указаннымъ Гергардтомъ; изученіе такихъ кпслотъ привело въ 1859 году къ отдѣле- нію понятій основности и атомности кпслотъ, а это и за- канчиваетъ исторію установленія класса многоатомныхъ кп- слотъ. 4. Предложенія Гергардта не только касались исправле- нія, какъ бы внѣшняго, формулъ химическихъ соединеніи, но оказывали болѣе глубокое вліяніе. Эквиваленты Гер- гардта, дѣлали невозможнымъ примѣненіе электрохимиче- ской теоріп, такъ какъ нерѣдко, въ двухъобъемныхъ фор- мулахъ имѣется, недѣлимое на два, нечетное число атомовъ кислорода. Двухъобъемпыя формулы ѣдкаго калп КНО или селитры КХО3, не допускали приложенія къ нимъ дуалисти- ческаго воззрѣнія. Къ фактамъ, несовмѣстимымъ съ электро- химической теоріей (по крайней мѣрѣ, въ изложеніи Берце- ліуса), сообщеннымъ въ предшествующей главѣ, присоеди- нилось указаніе на невозможность существованія самой тео- ріп, на ея невѣрность. Полезно указать, что тѣ методы, прп , помощи которыхъ думали познать внутреннее строеніе тѣлъ (стр. 130) и которыя считались непреложнымп, какъ оказы- вается находятся вр зависимости даже отъ употребляемыхъ формулъ и выводы о внутреннемъ строеніи соединеній уни- чтожаются вмѣстѣ съ измѣненіемъ формулъ. 5. Указавъ на важнѣйшія для науки, выводы Гергардта, нельзя не оговорить неточностей, которыя находимъ въ его воззрѣніяхъ. Съ принятіемъ двухъобъемныхъ формулъ, Гер- гардтъ полагалъ, что понятія эквивалентъ, атомъ, объемъ, сдѣлаются синонимами. Это не вѣрно. Конечно, указанныя понятія дѣлались точнѣе опредѣленными, а поэтому, до нѣ- которой степени, исключали произволъ въ ихъ примѣненіи, по все таки опредѣленія были еще не строги и не точны. Въ слѣдующемъ параграфѣ, мы увидимъ, какъ отчасти, вве- дены были исправленія этихъ понятій, которыя воспринялъ Гергардтъ. 6. Другая неточность на которую слѣдуетъ обратить вни- маніе, это то обстоятельство, что удвоеніе атомныхъ вѣсовъ
193 кислорода, углерода, сѣры, нарушало правильность соотно- шеніи между этими атомными вѣсами и таковыми для дру- гихъ элементовъ. Подмѣтивъ вѣрно, что въ таблицѣ атом- ныхъ вѣсовъ Берцеліуса отношеніе атомнаго вѣса серебра и немногихъ другихъ элементовъ, относительно водорода, углерода и другихъ элементовъ, дапо невѣрное, Гергардтъ исправивъ это отношеніе, остановился на полдорогѣ, и этимъ ввелъ въ таблицу Берцеліуса новыя погрѣшности, которыхъ въ ней не было. Гергардтъ не примѣнилъ способовъ, имъ же предложенныхъ для повѣрки атомныхъ вѣсовъ, напр., барія, кальція, магнія, цинка, свпнца и другихъ элементовъ, для которыхъ въ таблицѣ Берцеліуса, были даны вѣрныя отношенія атомныхъ вѣсовъ. Съ принятіемъ эквивалентовъ Гергардта эти отношенія дѣлались вдвое меньшими, а по- тому невѣрными. Исправленіе атомныхъ вѣсовъ элементовъ и приведеніе ихъ въ стройную систему есть одна пзъ за- слугъ самаго новѣйшаго времени. Предложенія Гергардта, изложенныя на предшествую- щихъ страницахъ, не были приняты химиками ни одного ла- геря; въ литературѣ того времени мы не встрѣчаемъ ни одной статьи, которая была бы посвящена разсмотрѣнію но- выхъ эквивалентовъ Гергардта. Съ высоты величія, Берце- ліусъ даже не считалъ возможнымъ вопдти въ обсужденіе этихъ статей Гергардта и въ своихъ Ежегодникахъ *) вы- сказалъ, по этому поводу, лишь нѣсколько ироническихъ замѣчаній: «авторъ (говорить Берцеліусъ про Гергардта) принялъ весьма удобный способъ дѣлать теоріп, главнѣйшее преимущество котораго состоитъ въ томъ, что объявляются ошибочными всѣ извѣстные факты, которые не сходятся съ его теоріей». Выше мы видѣли, что дѣйствительно объяв- ленные Гергардтомъ ошибочными факты, на самомъ дѣлѣ были ошибочны. Останавливаться на разборѣ такихъ мнѣ- ній не принесетъ пользы. Воззрѣнія Гергардта игнорирова- лись, пхъ знать не хотѣли. Какъ ничтожно мало распро- странилось ученіе Гергардта во Франціи, свидѣтельствуетъ тотъ фактъ, что въ 1853 году, десять лѣтъ спустя, послѣ сдѣланныхъ предложеній, Гергардтъ въ своемъ извѣстномъ ’) За 1843 г. стр. 183, за 1844 г. стр. 22 ®равц. издавіе. 13
194 четырехтомномъ Тгаііё <1е сЬішіе ог^апідпе употребляетъ атомные вѣса Берцеліуса п только въ самомъ концѣ сочиненія, въ теоретической части, употребляетъ свои эквиваленты. Для читателя вѣроятно представитъ интересъ остано- виться па разсмотрѣніи метода, употребленнаго Гергардтомъ для вывода тѣхъ важныхъ положеній, съ которыми позна- комились; это позволитъ намъ дать характеристику того ме- тода, которому слѣдовалъ Гергардтъ вообще при своихъ пзыс аніяхъ. Гергардтъ всегда исходитъ не изъ теоретиче- скихъ положеній, но изъ данныхъ опыта: такъ, напр., на- чало изслѣдованія, съ которымъ познакомились, состояло въ простомъ сопоставленіи, примѣняемыхъ тогда, формулъ хи- мическихъ соединеній. Замѣтивъ противорѣчіе и непослѣдо- вательности въ ихъ постановкѣ, онъ нашелъ способы исправ- ленія ихъ и уже затѣмъ, изъ исправленныхъ, двухъобъем- иыхъ формулъ дѣлаетъ цѣлый рядъ важнѣйшихъ выводовъ. Обобщеніемъ фактовъ добыты важныя теоретическія поло- женія: всѣ теоретическія положенія Гергардта всегда стоятъ на почвѣ фактовъ — это и было залогомъ неизбѣжнаго ихъ принятія въ болѣе или менѣе близкомъ будущемъ. Переходя въ слѣдующемъ параграфѣ къ важнѣйшему открытію Лорана, отчасти руководителя, но болѣе товарища Гергардта по работѣ, мы не можемъ воздержаться отъ со- поставленія п характеристики ученыхъ трудовъ Лорана. Умъ болѣе философскій. чѣмъ у Гергардта. большей высоты мысли, но въ тоже время болѣе теоретическій, Лоранъ не- рѣдко брался за разработку вопросовъ, недоступныхъ рѣ- шенію опытомъ. Нѣкоторая неясность дѣлаетъ болѣе трудно усвояемыми его воззрѣнія, они болѣе возбуждаютъ противо- рѣчій. Соединеніе Гергардта и Лорана для совмѣстной научной работы оказалось весьма плодотворнымъ для пауки. Они вза- имно дополняютъ другъ друга: Гергардтъ обобщаетъ фактиче- скій матеріалъ,который Лоранъ возводитъ въ теорію. Гергардтъ остановился на. двухъобъемности формулъ, Лоранъ пзъ этого вывелъ законъ частицы — законъ важнѣйшій “въ химіи. Атомъ, частица, эквивалентъ Излагая выше измѣненія, внесенныя Гергардтомъ въ хи- мію, мы не коснулись вопроса объ объемахъ, представляе-
195 мыхъ эквивалентами элементовъ въ газо- и парообразномъ состояніи. Гергардтъ занимался и этимъ вопросомъ, но рѣ- шилъ его неточно, потому что, п въ этомъ случаѣ, остано- вился на полдорогѣ. Для элементовъ Гергардтъ употреблялъ эквиваленты, которые, переведенные на объемы давали однообъемные знаки, соотвѣтственно плотностямъ элементовъ въ состояніи пара плп газа. Воззрѣнія Гергардта относи- тельно двухъобъемности формулъ химическихъ соединеній Доранъ раздѣлилъ, но вывелъ иначе, съ теоретической точки зрѣнія, ихъ вѣрность *). Мы видѣли, что Гергардтъ эмпирически дошелъ до не- обходимости постановки равнообъемныхъ формулъ. Лоранъ выходитъ непосредственно изъ этого положенія, какъ необ- ходимаго для постановки сравнимыхъ формулъ химическихъ соединеній. Эквивалентъ соединенія оказывается во мно- гихъ случаяхъ, напр., для многоосновныхъ кислотъ, недо- статочнымъ для установленія вѣрной формулы Лоранъ по- тому предлагаетъ признать за единицу для сравненія, пхъ объемъ, занимаемый количествомъ вещества, выраженномъ формулой, въ состояніи пар< или газа. Признавъ необходи- мость равнообъемныхъ формулъ и выбравъ изъ нихъ какъ простѣйшія» двухъобъемныя формулы, Лоранъ относительно сложныхъ соединеній этпмъ путемъ, приходитъ къ тѣмъ же выводамъ, которыя далъ Гергардтъ. Эти выводы получаютъ еще большее значеніе въ рукахъ Лорана, вслѣдствіе при- ложенія ихъ къ формуламъ газообразныхъ простыхъ тѣлъ. Если формулы, напр., НС1, ШЮ3 (О = 16) изображаютъ два объема въ газообразномъ состояніи, то, соотвѣтственно, двухъобъемныя формулы, напр., для хлора, водорода, сине- рода будутъ изображать количества выражаемыя слѣдую- щими знаками: С1± Н2 С2Я8 Таковы, или кратныя отъ нихъ, должны быть количества этпхъ веществъ, вступающія въ реакціи. Прилагая къ вы- воду этихъ величинъ методъ, употребленный Гергардтомъ къ выводу двухъобъемныхъ формулъ веществъ сложныхъ, ') КесЬегсЬев виг Іев сотЬіпаівоив ахоіёев Апп. сіііт. еі Де рііуві- <ще 1646, 3-е 8егіе. 18, 266. *
196 приходимъ къ тѣмъ же выводамъ. Просматривая равенства реакцій, при которыхъ вышеуказанные элементы вступаютъ во взаимодѣйствіе пли выдѣляются какъ продуктъ взаимо- дѣйствія, видимъ, что это всегда происходитъ въ вышеука- занныхъ количествахъ. Ограничиваемся приведеніемъ слѣ- дующихъ примѣровъ: С2Н5 + С12 = С,ЩС12 С2Нс4-С12 = С,Н.С1 + НС1 с2н4о + щ с‘нво С2Х2 4- 4Н2О = С2(ВД4)204 Необходимость удвоенія формулы свободнаго синерода, кромѣ приведенныхъ соображеній, прямо указывается переходомъ этого вещества въ производныя щавелевой кислоты, заклю- чающей два атома углерода въ составѣ. Разсмотрѣніе указанныхъ отношеній приводитъ Лорана къ необходимости отличать наименьшія количества элемен- товъ, находящихся въ химическомъ соединеніи — это и бу- дутъ атомы,—отъ тѣхъ наименьшихъ количествъ элементовъ, которыя нужно употребить, чтобы произвести химическую реакцію — это будутъ частицы ♦элементовъ (шоіёсніе). Слож- ныя вещества образуютъ лишь частицы, состоящія изъ раз- личнаго числа атомовъ. Частицы простыхъ тѣлъ, по мень- шей мѣрѣ, дѣлимы на двѣ части («Ііѵівіѣіе еи йеих рагііев)- Обобщая мысль Ампера, Лоранъ указываетъ, что сложныя и простыя тѣ.А въ равныхъ объемахъ, прп прочихъ равныхъ условіяхъ, заключаютъ равное число частицъ *). Послѣднее обобщеніе и есть законъ Авогадро, высказан- ный послѣднимъ въ 1811 году и настолько забытый, что прп вышеуказанномъ выводѣ Лоранъ не упоминаетъ даже имени Авогадро, приводя лишь имя Ампера, высказавшаго тотъ же законъ позже Авогадро * 2). Посмотримъ какъ выводилъ Аво- гадро законъ, названный его именемъ 3). ’) МёіЬоде, 85. 2) Насколько изслѣдованіе Авогадро было не извѣствымъ, показы- ваетъ тотъ Фактъ, что въ четырехтоиной Исторіи химіи, вышедшей въ 1846 году, Германъ Коппъ, быть можетъ саиый объективный изъ исто- риковъ химіи, ни разу даже не упоминаетъ имени Авогадро. 3) Статья Авогадро помѣщена въ Допгоаі де рЬувідое, де сііітіе, д’Ьізіоіге паіигеііе еѣ дез агіз. Т. 73, 58 (ДпіІІеі ап 1811) и носитъ
197 «Наблюденія Гэ-Люссака указываютъ, что газообразныя вещества вступаютъ въ соединеніе въ простыхъ отноше- ніяхъ по объему п что объемъ происшедшаго вещества на- ходится также въ простомъ отношеніи къ объему первона- чальныхъ веществъ. Имѣя въ виду, что такія отношенія должны обусловливаться числомъ частицъ соединяющихся и числомъ частпцъ происходящихъ веществъ, должно при- знать, что существуютъ весьма простыя отношенія между объемами паровъ и газовъ и числомъ частпцъ въ нихъ за- ключающихся. Простѣйшей гипотезой будетъ- принять, что одинаковые объемы газовъ (при тождественныхъ условіяхъ) заключаютъ одинаковое число частицъ или, что тоже, что число ихъ пропорціонально объемамъ. Исходя изъ этой гипотезы, какъ видно, имѣемъ средство легко опредѣлить относитель- ныя массы частицъ газообразныхъ веществъ, равно какъ относптельное число атомовъ въ соединеніяхъ, такъ какъ отношенія массъ частицъ относятся какъ плотности газа (при равенствѣ температуры и давленія) и относительное число атомовъ соединенія тотчасъ указывается объемами га- зообразныхъ веществъ, образующихъ соединеніе. Для объ- ясненія, встрѣчающихся при соединеніи газообразныхъ ве- ществъ случаевъ, должно признать, что частицы элементар- ныхъ газовъ образованы нѣсколькими атомами, такъ что при соединеніи двухъ газовъ всегда могутъ образоваться столько частицъ, какъ то нужно соотвѣтственно числу объемовъ про- исходящаго соединенія». Полагаемъ возможнымъ прекратить выписки: то, что дано, представляетъ полную теорію и из- ложенную почти такъ, какъ мы ее излагаемъ теперь. Аво- гадро тогда же далъ вѣрныя приложенія теоріи какъ къ эле- ментамъ, такъ и сложнымъ веществамъ: такъ онъ указывалъ, что отношеніе частичныхъ вѣсовъ водорода и кислорода бу- детъ какъ 1 : 16, или напр, что амміакъ заключаетъ одинъ заглавіе: Езваі д’иие тапіёге де дёО гтіпег Іев таввев геіаііѵез дез тоіёсиіев ёіёшепёаігез дез согрз, еі Іез ргорогііопз зеіоп Іев^иеІІев еііез епігепі дапз сев сотЪіпаізопз; раг А. Аѵорадго. —Въ текстѣ я употреб- ляю слово атомъ вмѣсто пюіёсиіе ёіётепѣаіге и слово частица вмѣсто пюіёсиіе іпіёргапіе — для избѣжанія недоразуыѣній, такъ какъ авторъ употребляетъ кромѣ того обозначенія пюіёсиіе зіпіріе и пюіёсиіе сош- розёе, пюіёсиіе сопзНіпапІе и др.
198 атомъ а азотп три атома водорода и т. д. Авогадро вѣрно пред- видѣлъ, что его воззрѣніе могло примирить систему Дальтона (стр. 54, 60), выведенную изъ вѣсовыхъ отношеніи съ выво- дами изслѣдованій Гэ-Люссака надъ объемами при соедине- ніяхъ. Къ закону Авогадро Амперъ (статью, котораго мы потому и не разбираемъ) не прибавилъ ничего существеннаго. Неудивительно, что статьи Авогадро и Ампера были пре- даны забвенію, если вспомнимъ, что и законъ частицъ Ло- рана не былъ принятъ. Законъ палъ на вполнѣ еще непод- готовленную почву: лишь пятнадцать лѣтъ спустя, химія приняла частичную гипотезу и законъ Авогадро получилъ должную оцѣнку. Понятія о частицѣ химическихъ соединеній и объ атомѣ обособились трудами Гергардта и Лорана и получили точ- ныя опредѣленія; остается указать на попытки этихъ уче- ныхъ дать болѣе точное, опредѣленіе понятія эквпваленть. Мы видѣли (стр. 83), что понятіе эквивалента появилось пзъ разбора вѣсовыхъ отношеній веществъ прп соединеніи: пай пли эквивалентъ представлялъ неизмѣнное количество элемента, находящееся въ соединеніяхъ. Постепенно однако понятіе пая или эквивалента стали употреблять въ смыслѣ атома. Придавъ точное опредѣленіе послѣднему понятію, Гергардтъ п Лоранъ стремились эквиваленту вернуть его первоначальное реальное значеніе вѣсовыхъ отношеніи при замѣщеніи однихъ элементовъ другими; при употребленіи слова эквивалентъ, вышеуказанные ученые требовали ука- занія, какіе именно элементы сравниваются и вѣрно дѣлали выводъ, что смотря по ряду соединеніи, который имѣется въ виду, элементы образующіе нѣсколько степеней окисленія» могутъ имѣть различные эквиваленты. Для элементовъ хотя и образующихъ одинъ рядъ соединеній, эквивалентъ будетъ также мѣняться, смотря по тѣмъ эквивалентамъ, съ которыми производятъ сравненіе. Если эквивалентъ хлора относительно Н= 1 будетъ 35,5, то относительно кислорода эквивалентъ хлора будетъ 2X35,5 = 71. Желѣзо, въ различныхъ степе- няхъ окисленія, относительно одного и того же элемента, напр., водорода, будетъ представлять различные эквиваленты: въ соляхъ закпси желѣза, эквивалентъ Ее = 28; въ соляхъ окиси онъ гІ3 предшествующаго Ее ®/3 = 18 2/3. Тоже будемъ
199 имѣть п для всѣхъ элементовъ дающихъ нѣсколько степеней окисленія: Гергардтъ предлагалъ отличать эти эквиваленты особымъ обозначеніемъ: наир., оба вышеприведенные экви- валента для желѣза, Гергардтъ предлагалъ обозначать зна- ками Гея и Гез и соотвѣтственно писать формулы химиче- скихъ соединеній. Формулы хлористаго и хлорнаго желѣза получали одинаковыя формулы ГеяС12 и Ге,зС12, по атомному составу, но указывалось на различіе эквивалентовъ желѣза въ этихъ соединеніяхъ. Замѣтивъ вѣрно недостатки въ употребленіи слова экви- валентъ, Гергардтъ и Лоранъ дали также вѣрное предложе- ніе свести понятіе объ эквивалентѣ на вѣсовыя отношенія соединяющихся тѣлъ. Ошибка состояла въ томъ, что не- смотря на измѣнчивость, случайность величины эквивалента, его старалпсь удержать, какъ признакъ элемента, который вѣдь могъ имѣть весьма много эквивалентовъ. Хотя формулы нѣкоторыхъ химическихъ- соединеніи упрощались, но прихо- дилось въ каждой формулѣ, указывать съ какими эквива- лентами въ нее входятъ различные элементы, что весьма затрудняло ихъ примѣненіе. Современная химія п съ обык- новенно употребляемыми формулами достигла того, что эти послѣднія йсно указываютъ и эквиваленты элементовъ въ формулахъ — объ этомъ будетъ сообщено своевременно. Конечно и этп послѣднія предложенія не были приняты современниками. Такъ какъ и Гергардтъ вскорѣ отъ нихъ отказался, ограничиваемся вышеприведеннымъ пхъ обсужде- ніемъ, не касаясь ближе другихъ высказанныхъ по поводу ихъ возраженій. Унитарная система. Унитарная система виервые примѣнила для химическихъ соединеній какъ двуобъемныя формулы, такъ и законъ Авогадро. Хотя, судя по названію, она имѣла въ виду лишь вопросъ о строеніи химическихъ соединеній, на самомъ же дѣлѣ система обнимала всю совокупность химическихъ явле- ній и давала имъ объясненія совершенно противоположныя царившей тогда электрохимической теоріи 1). *) Источниками для изложенія унитарной системы будутъ служить сочиненія Гергардта: Іпігодисііоп а Гёіиде де сЬішіе раг 1е аувіётс
200 По вопросу о строеніи химическихъ соединеніи, электро- химическая теорія проводила дуалистическое воззрѣніе, ука- зывая на электрически-протпвоположныя составныя части соединенія. Унитарная система отрицала не только это, но и самую возможность достигнуть знанія внутренняго состава соединеній, прилагая для этого химическія превращенія. Гергардтъ указывалъ, что химикъ знаетъ вещества только въ ихъ прошедшемъ и будущемъ, но не въ настоящемъ. По его мнѣнію, «всякое простое пли сложное тѣло представляетъ унитарную систему, образованную недѣлимыми вѣсовыми количествами веществъ, называемыми атомами, въ нѣкото- ромъ опредѣленномъ, но неизвѣстномъ намъ порядкѣ» *)- Отри- цая возможность знать этотъ «порядокъ», т. е. строеніе въ смыслѣ расположенія атомовъ въ частицахъ, Гергардтъ и Лоранъ указывали, что мы можемъ судить только объ одинако- вости строеній двухъ Веществъ, если они даютъ сходствен- ныя превращенія 2). » Принимая унитарность частицъ, нельзя было сохранить за химическими формулами смыслъ, который имъ придала электрохимическая теорія, какъ изображающихъ внутренній составъ соединеній. Унитарная формула выражаетъ составъ и частицу соединенія: она не можетъ указать ничего дру- гаго. Примѣненная въ системѣ химическихъ равенствъ, уни- тарная формула, будучи двухобъемною и частичною, даетъ отчетливое и ясное выраженіе для химическихъ свойствъ, т. е. превращеній соединенія. Нерѣдко упрекали Лорана и Гергардта, что онп, отрицая опредѣленное строеніе вещества, ппііаіге, Рпгія, 1848. (Введеніе къ изученію химіи по унитарной си- стемѣ, переводъ Д. Аверкіева и П. Алексѣева, 2-е изд. Спб. 1865): Ргёеіз йе сЬігпіе огцаоідие, Рагіз, 1844, 2 тома; сочиненіе наиболѣе цѣ- лостно дающее воззрѣнія Гергардта ’) Іпігойпсііоп, стр 55, 56. ’) Въ новѣйшей химической литературѣ на основаніи неполныхъ цитатъ, приписываютъ Лорану мнѣнія о вопросахъ касающихся распо- ложенія атомовъ въ соединеніяхъ (см. вапр. Т)іе гаойегпеп Тііеогіеп й. СЬегаіе ѵоп Ь. Меуег, стр. 204) указываютъ, что онъ принималъ ргёйізрозійоп въ этомъ расположеніи (МёіЬойе, стр. 322). Всѣмъ этимъ мнѣніямъ Лорана должно придать тотъ смыслъ, который приданъ въ текстѣ, смыслъ вытекающій даже изъ чтенія указываемыхъ въ сноскѣ мѣстъ сочиненій Лорана.
201 отрицали и возможность примѣненія раціональныхъ формулъ. Оба упрёка несправедливы. Мы выше указывали, что Гергардтъ п Лоранъ допускали возможность знать одинаковость строенія веществъ, на основаніи одинаковости пхъ превраще- ній. Точно также, допуская, что химическія формулы могутъ изображать лишь превращенія, они говорили, что раціональ- ныя формулы представляютъ лишь сокращенныя системы ра- венствъ, выражающихъ превращенія ’) и соотвѣтственно си- стемамъ различныхъ превращеній, одно и тоже вещество могло имѣть нѣсколько такихъ раціональныхъ формулъ. Таковы были общія положенія, положенныя въ основу хи- міи неорганическихъ п органическихъ соединеній. Для луч- шаго уясненія мы позволимъ себѣ отдѣльно разсмотрѣть приложеніе унитарной системы къ той и другой. Требованіе унитарности частицы, возможность знать лишь превращенія химическихъ соединеній повлекли за собою не- обходимость измѣненія взглядовъ на строеніе неорганиче- скихъ соединеніи и соотвѣтсвенно измѣнились и опредѣле- нія ихъ. Электрохимическая теорія, полагая, что ей извѣстно внутреннее строеніе химическихъ соединеній, соотвѣтственно ставила опредѣленія: такъ напр. кислоты были соединенія прос- тыхъ или сложныхъ радикаловъ съ кислородомъ; солн были сое- диненіями основаній и кислотъ. Избравъ изъ числа превра- щеній, какъ особенно важныя, реакціи замѣщенія, унитарная система на нихъ построила свои опредѣленія. Солью по этой системѣ было соединеніе, заключавшее одинъ или нѣ- сколько атомовъ водорода или металла, способныхъ быть за- мѣщенными тѣмъ же числомъ атомовъ водорода или металла. Это опредѣленіе обнимаетъ и кислоты, и собственно соли; кислоты суть соли водорода г). Подобное опредѣленіе кис- лотъ, встрѣченное нами уже въ теоріи ядеръ Лорана (стр. 177), есть современное опредѣленіе для этого класса соеди- неній. Такое разсмотрѣніе солей дозволило дать точное опре- дѣленіе основности кислотъ и указать признаки многооснов- ныхъ кислотъ (см. стр. 191). Основанія, кислоты и соли можно сказать исчерпываютъ всѣ неорганическія соединенія. ’) Ргёсів I, 12; II, 492. ’) Ргёсіб I, 69.
202 Обращаясь • к*ь изложенію органическихъ соединеній по унитарной системѣ, въ виду невозможности знанія внутрен- няго состава ихъ и необходимости довольствоваться хими- ческими превращеніями ихъ, мы еще разъ остановимся на разсмотрѣніи послѣднихъ. Соотвѣтственно измѣненію всего строя химическихъ воззрѣній, Гергардтъ для распредѣленія превращеній по группамъ, ввелъ новый критерій, совер- шенно объективный; химическія превращенія впервые рас- предѣлнются, какъ то мы дѣлаемъ теперь, по числу частпцъ, входящихъ въ реакцію и образующихся при взаимодѣйствіи. На этомъ основаніи, превращенія химическихъ соединеній Гергардтъ подводитъ подъ слѣдующіе четыре случая ')- 1) Реакція соединенія (вутіпогрйозе). Примѣры: соедине- ніе углеводородовъ съ галоидами, аминовъ съ кислотами для образованія солей, соединеніе ангидридовъ кислотъ съ водою и т. д. Современному читателю не трудно замѣтить, что по- слѣдній случай соединенія, отличный отъ первыхъ двухъ здѣсь еще является не отличеннымъ. 2) Отъ приведенныхъ реакцій соединенія Гергардтъ от- дѣлилъ нѣкоторыя, названныя имъ роіушогріюяе, при кото- рыхъ нѣсколько частпцъ одного и того же вещества обра- зуютъ одну новую частицу: напр. двѣ частпцы бензойнаго алдегида С,НеО образуютъ одну частицу бензоина С14Н12Ог. Этотъ видъ реакцій соединенія представляетъ образованіе полцмерпыхъ соединеній изъ ихъ мономеровъ, 3) Реакція разложенія (йіаіпогрііозе) одной частпцы на нѣсколько новыхъ частицъ. 4) Двойное разложеніе (ароіпогріюзе), при которомъ число частицъ, вступающихъ во взаимодѣйствіе и при ономъ про- исходящихъ, одинаково. Въ приложеніи къ органическимъ веществамъ Гергардтъ отличалъ слѣдующіе случаи двойныхъ разложеній: а) выдѣлившійся изъ органическаго соединенія врдородъ ничѣмъ не замѣщается, какъ напр. прп окисленіи первичныхъ спиртовъ въ алдегиды, когда в'одородъ спирта сгораетъ въ воду; Ь) происходитъ замѣщеніе выдѣляющагося водорода. Если замѣщеніе водорода совершается какимъ-ни- будь элементомъ, къ этому случаю прилагается законъ замѣ- ') Ргёсів II, 493.
203 іценій, какъ онъ развитъ былъ Дюма (стр. 179); если водо- родъ органическаго соединенія замѣщается сложнымъ тѣломъ, имѣетъ приложеніе законъ остатковъ (Іоі <іез гёвісіий). Къ ознакомленію съ этимъ закономъ намъ нужно перейдтп. Въ 1839 голу, Гергардтъ *) выдѣлилъ, по его мнѣнію, но- вый видъ реакцій, который назвалъ сочетаніемъ (сорпіа- ііоп, ассоиріешепі). Соединенія, образующіяся чрезъ сочетаніе, названы сочетанными соединеніями * 2 3) (согрз сориіёз, цераагіе ѴегЪііібипцеп), Признаки сочетанныхъ соединеній не былп сначала строго установлены: къ нимъ были причи- слены аминовыя кпслоты, эфирныя кислоты и сульфокислоты. Нѣсколько позднѣе Гергардтъ далъ слѣдующее опредѣленіе сочетанныхъ соединеній: сочетаніе есть тотъ случай взаимо- дѣйствія двухъ соединеній, когда въ одномъ соединеніи эле- ментъ замѣщается сложной группой. Напр. если прп взаимо- дѣйствіи двухъ соединеній водородъ одного изъ нихъ выдѣ- ляется въ видѣ хлористаго водорода, съ хлоромъ другаго, то остатки (гёэійп, Кеаі) обоихъ соединеній соединяются—соче- таніе есть соединеніе по остаткамъ 8). Вещества, способныя вступить въ реакцію сочетанія, называются сочетываютцп- мися веществами (зпЬэІапсез сорпіайѵез или сорпіе, Рааг- Ііпр). Законъ остатковъ даетъ выводъ, что «если при долж- ныхъ условіяхъ сочетаннымъ соединеніямъ придать тѣ эле- менты, которые выдѣлились при ихъ образованіи, то полу- чатся первоначальныя вещества». Основность сочетанныхъ соединеній, по Гергардту, выражается слѣдующимъ зако- номъ: 8= Е — 1. Основность 8 равна суммѣ основностей сочетывающихся тѣлъ безъ единицы. Примѣры: двуосновная сѣрная кпслота, сочетываясь съ бензоломъ, даетъ одноосновную сульфобензо- ловую кпслоту; одноосновная уксусная кислота, сочетываясь ') Апп. <Іе сЬігп. еі рЬуя. 2 8. 72, 212. ’) Въ русской химической литературѣ иногда встрѣчается для этихъ соединеній, неправильное названіе, варныхъ соединеній; въ образованіи сочетанныхъ соединеній могутъ участвовать болѣе двухъ тѣлъ. 3) Ргёсіз, И, 498.
204 съ этиловымъ спиртомъ, даетъ уксусный эфпръ — тѣло среднее *). Установленіе класса сочетанныхъ соединеній, кѵда кромѣ вышеприведенныхъ кислотъ, вслѣдствіе слишкомъ большой общности опредѣленія, должны были быть причислены напр. сложные эфпры, амиды п др. соединенія, Гергардтъ считалъ весьма важнымъ. Современники, что весьма рѣдко случалось съ мнѣніями Гергардта, также повидимому раздѣляли его взглядъ. Мы увидимъ, что даже Берцеліусъ воспользовался этпми мыслями Гергардта. Дюма и многоосновныя кислоты счи- талъ сочетаппымп соединеніями; многоосновныя кпслоты опъ называетъ сопряженными кислотами (асйіев соп]и»иёез), какъ происшедшія сочетаніемъ нѣсколькихъ частицъ кислотъ мень- шей основности. Сочетанными соединеніями интересовались и много пми занимались. Время однако не оправдало мнѣ- нія о важности сочетанныхъ соединеній. При неопредѣлен- ности первоначальнаго опредѣленія сочетанныхъ соединеній, вскорѣ сталъ утрачиваться и смыслъ, который придавали этимъ соединеніямъ. Штреккеръ я) указалъ что и соли, со- гласно данному выше опредѣленію, представляютъ сочетан- ныя соединенія и представилъ измѣненіе закона основности Гергардта. Н. Бекетовъ, думая придать большую опредѣ- ленность сочетаннымъ соединеніямъ, причислялъ къ нимъ только такія, которыя произошли выдѣленіемъ металличе- скаго (или, какъ онъ назвалъ, сочетательнаго) водорода п соотвѣтственно этому также измѣнилъ законъ основности а). Этп предложенія не дали существенно новаго: сочетаніе не можетъ быть признано особымъ видомъ реакціи и со- четанныя соединенія постепенно распредѣлились по различ- нымъ отдѣламъ органическихъ соединеній. Еще въ 1860 году, Кекуле излагаетъ сочетанныя соединенія 4), по указываетъ на безполезность удержанія этого отдѣла соединеній. *) См. также Сотріез гспйпз Нее ігаѵаих бе сЬітіе, 1845, стр. 161. ’І Апп Сііет Рііагт. 68, 47. •’) Н. Бекетовъ. О нѣкоторыхъ новыхъ случаяхъ химическаго со- четанія и общія замѣчанія объ этихъ явленіяхъ; диссертація на сте- пень магистра. Спб. 1853. ♦) А. Кекпіе. БеЬгЬпсЬ <1. ог^апізсЬеп Сііетіе 1,192 — 217. ІІнте-
205 Вопросъ о сочетанныхъ соединеніяхъ отвлекъ насъ отъ изложенія примѣненія унитарной системы къ органическимъ соединеніямъ—возвращаемся къ прерванному изложенію. Со- четанныя соединенія, какъ мы указывали выше, по Гергард- ту, представляютъ соединенія по остаткамъ; необходимо по- яснить смыслъ, что разумѣть подъ остаткомъ. Придавая остатку сначала нѣкоторое самостоятельное значеніе *), Гергардтъ впо- слѣдствіи опредѣлялъ, что остатокъ представляетъ отношеніе (гаррогі), по которому замѣщаются и переносятся изъ од- ного въ другое при обмѣнномъ разложеніи нѣкоторые эле- менты или группы элементовъ. Такое значеніе остатковъ мы подробнѣе разсмотримъ при изложеніи типической теоріп Гергардта, въ одной изъ слѣдующихъ главъ. Законъ остатковъ дѣлалъ ненужной всю массу гипотетическихъ сложныхъ ра- дикаловъ радикальной теоріи. Говоря о законѣ остатковъ, нельзя не указать на прило- женіе его къ объясненію я в л е н і й и з о м е р і и Отрицая возмож- ность знать внутренній составь химическихъ соединеній, унитарная система при помощи превращеній, а именно примѣ- няя законъ остатковъ, объясняла небольшое число тогда из- вѣстныхъ случаевъ пзомеріи, правильнѣе метамеріи, напр., сложныхъ эфпровъ Вообще вопросы объ изученіи строенія соединеній замѣняются изученіемъ ихъ превращеній, послѣд- нія служили основой и для классификаціи органическихъ сое- диненій. Унитарная система особенное вниманіе обратила на клас- сификацію органически хъ со единені й ивъэтомъ отно- шеніи достигла замѣчательныхъ результатовъ. Послѣдователи радикальной теоріи, (напр., Берцеліусъ, въ болѣе новое время, Кольбе), равно какъ и новѣйшей теоріи строенія, не- рѣдко довольно презрительно относятся къ вопросамъ клас- сификаціи органическихъ соединеній прп сравненіи съ вопро- сами, такъ называемаго, опредѣленія строенія. Такое отношеніе было бы понятно, если бы рѣчь шла о какой нпбудь искус- ресующіеся сочетанными соединеніями найдутъ въ этомъ руководствѣ весьма полныя указанія объ этихъ соединеніяхъ. *) Ргёсія II, 499.
20С ственпой классификаціи, какою впрочемъ Кольбе и представ- лялъ классификацію Гергардта. Цѣль и задачи естественной классификаціи и опредѣленія строенія однѣ и тѣ же; за не- имѣніемъ особыхъ экспериментальныхъ методъ, изслѣдователи строенія органическихъ соединеній не могутъ идти далѣе то- го, къ чему стремились Гергардтъ и Лоранъ при классифи- каціи органическихъ соединеніи. Дѣйствительно, таковая должна совмѣстить химическія свойства и превращенія орга- ническихъ соединеній и указать, гдѣ возможно правильность измѣненія какъ химическихъ, такъ и физическихъ свойствъ. Изъ этихъ же фактовъ изслѣдователь строенія, какой бы те- оріи онъ ни держался, строитъ гипотетическіе выводы отно- сительно того, что онъ зоветъ строеніемъ соединенія. Дѣ- лать такіе выводы Гергардтъ и Лоранъ считали непозволи- тельнымъ и всю жизнь ратовали противу электрохимической теоріи, дѣлавшей подобные выводы. Строеніе соединенія выражается прежде всего йъ его хи- мической фупкці и; при одинаковости функціи, органическія соединенія распредѣляются по рядамъ. Разсмотримъ оба эти положенія. Неорганическія соединенія не представляютъ такого раз- нообразія въ свойствахъ, какъ соединенія органическія. Среди неорганическихъ соединеній уже давно установились главныя форм^і ихъ. Соль, основаніе, кислота, уже въ XVIII столѣ- тіи употребляются какъ общія названія. Эти же соединенія, какъ обладающія наиболѣе рѣзко выраженными свойствами, обособляются первыми и среди органическихъ соединеній. Органическія кислоты были отличены отъ другихъ органиче- скихъ соединеній уже въ прошломъ вѣкѣ. Первое пргапиче- ское основаніе, морфинъ, открыто Сертюрнеромъ въ 1817 году въ опіумѣ; первая метода искусственнаго полученія органи- ческихъ основаній, возстановленіемъ питросоединеній, дана II. Зининымъ '). Углеводороды, по своему составу, легко вы- *) Н. И. Зининъ {1812—1880) сначала былъ профессоровъ техно- логіи Казанскаго университета, затѣмъ съ 1847 г. профессоровъ химіи Медико-Хирургической Академіи и членъ Академіи Наукъ. Образцо- вый экспериментаторъ, онъ первый проводилъ воззрѣнія Гергврдта и Лорана въ Россіи. «Съ его научной и педагогической дѣятельностью
207 дѣляются въ особый классъ органическихъ соединеній. Ра- боты Дюма и Булле сына окончательно установили классъ сложныхъ эфпровъ (1828). Дюма и Пелиго, наслѣдуя древес- ный спиртъ (1835), указываютъ па его аналогію съ виннымъ спиртомъ. Вскорѣ Кагуръ открываетъ пзоампловый спиртъ— третій членъ ряда тогда извѣстныхъ спиртовъ. Классъ спир- товъ этими изслѣдованіями обособился. По замѣчанію Дюма открытіе новаго спирта можно уподобить открытію новаго элемента, по богатству производныхъ, которыя можно полу- чить изъ того и другаго. Уксусный алдегидъ, открытый Деберейиеромъ и Либихомъ, становится первымъ членомъ класса алдегидовъ. Такимъ образомъ, къ копцу тридцатыхъ годовъ, уже обособились главнѣйшіе классы органическихъ соединеній. Унитарная система и для этихъ органическихъ функцій должна была измѣнить господствовавшія тогда опредѣленія, такъ какъ электрохимическая теорія и для органическихъ соединеній давала опредѣленія соотвѣтственна предполагае- мому строенію веществъ, слѣдовательно основываясь па ги- потетическихъ представленіяхъ. Подтвердимъ это разсмотрѣ- ніемъ того, какое опредѣленіе давали различныя теоріп для спирта. По‘радикальной теоріи спиртъ есть гидратъ окиси лтила; по этереновой теоріи Дюма это есть второй гидратъ этерина. Таковы же были опредѣленія и всего класса спир- товъ. Унитарная система совершенно иначе и вѣрно поста- вила вопросъ объ опредѣленій химическихъ функцій. Для этого Гергардтъ предлагаетъ вернуться къ составу тѣлъ, т. е. показать соотношенія къ нѣкоторому другому классу орга- ническихъ соединеній, а именно къ углеводородамъ *), мысль, которую проводила и .теорія типовъ Дюма. Опредѣляя, что спирты происходятъ изъ углеводородовъ, говоря современ- нымъ языкомъ, чрезъ замѣщеніе водорода углеводородовъ воднымъ остаткомъ—мы точно опредѣляемъ составъ спир- товъ. Указаніе состава соединенія недостаточно для полной соединено возникновеніе русской химической школы; ему обязана рус- ская химія, по преимуществу, вступленіемъ въ самостоятельную ®изнь. (Н. Н. Зининъ, воспоминаніе о немъ и біографическій очеркъ А. И. Бородина н А. М. Бутлерова Ж. Р. X. О. 12, 215). *) Д. рг. СЬешіе 15, 52—1838 года.
208 характеристики: нужно, чтобы опредѣленіе указывало еще на главнѣйшія химическія свойства разсматриваемаго класса соединеній. Такъ и поступаетъ Герардтъ въ своемъ Ргёсіз. Для подтвержденія сказаннаго приведемъ лпшь опредѣленіе спиртовъ: «спиртами называютъ безазотпстыя соединенія, спо- собныя чрезъ потерю эквивалента воды перейдтп въ углево- дороды и при обмѣнѣ Н. на О дать одноосновныя кислоты» ‘). Такія опредѣленія химическихъ функцій, основанныя на со- ставѣ и свойствахъ, переживутъ всѣ теоріи, ибо построены на несомнѣнно установленныхъ фактахъ и составляютъ лишь ихъ обобщенія, которыя современемъ дополняются и, еслп нужно, исправляются. Распредѣливъ органическія соединенія по функціямъ и опредѣливъ ихъ, разсмотримъ какъ лучше классифицировать вещества одной и той же химической функціи. Этому во- просу Гергардтъ посвятилъ цѣлый рядъ статей, озаглавленныхъ «о классификаціи органическихъ соединеніи» * 2), изъ кото- торыхъ мы многое уже заимствовали. Лоранъ весьма по- дробно разсматриваетъ этотъ вопросъ въ пятой части своей Мёіѣойе <1е сЬітіе. Оба ученыхъ останавливаются на составѣ соединенія какъ на признакѣ, наиболѣе вѣрномъ, въ примѣ- неніи къ цѣлямъ классификаціи. Лоранъ разсматриваетъ этотъ вопросъ съ общей теоретической точки зрѣнія 3), практиче- скій умъ Гергардта изъ непосредственнаго сравненія фор- мулъ и свойствъ органическихъ соединеній приходитъ къ по- становкѣ важной теоріи гомологовъ. Гомологическимъ рядомъ зоветъ Гергардтъ такой рядъ химическихъ соединеніи, члены котораго по составу измѣ- няются на нѣкоторую постоянную гомологическую разность, СН2, и представляетъ полную аналогію въ химическихъ пре- вращеніяхъ, равно какъ правильное, отъ члена къ члену, измѣненіе физическихъ свойствъ. Гомологи, по Гергардту, представляютъ «группы соединеній, представляющихъ такое соотношеніе, что по составу, химической функціи и превра- щеніямъ одного члена можно предвидѣть составъ, химиче- *) Ргёсів I. 133. ’) Д. рг. СЬ. 55, 255; 57, 439; 58 34 и 65; 30, 1. 3) Ср. напр. МёіЬойе йе сЬітіе, стр 368—378.
209 скую функцію и превращенія всякаго другаго члена того же ряда» ’). Нерѣдко оспариваютъ, что Гергардтъ высказалъ те- орію гомологовъ, указывая на Шпля, который въ 1842 году обратилъ вниманіе, чт< радикалы тогда извѣстныхъ спиртовъ отличаются по составу на СН2; указываютъ также на Дюма, который сопоставилъ предѣльныя одноосновыя кислоты и также указалъ на разность СН2 въ ихъ составѣ. Оба наз- ванные ученые говорятъ лппіь о составѣ соединеній. Въ от- личіе отъ ихъ мнѣній, теорія гомологовъ Гергардта не только имѣетъ въ виду обобщить правильности измѣненія состава, но также даетъ законы измѣненія физическихъ свойствъ, равно какъ обнимаетъ химическія свойства соединеній. Теорія гомологовъ есть одно изъ блестящихъ обобщеніи Гергардта, безъ котораго, немыслима современная органиче- ская химія. Въ основѣ этой теоріи лежитъ великая идея о правильности всѣхъ соотношеній между химическими соеди- неніями, соотношеніи какъ между химическими, такъ и между физическими свойствами. Наиболѣе просты эти соотношенія по составу; гомологи представляютъ постоянную гомологиче- скую разность въ составѣ. Прежде полагали, что такъ же просто скажутся правильности и между всѣми другими напр. физическими свойствами соединеній. На первое время ка- залось, что дѣйствительно гомологи представляютъ постоян- ныя гомологическія разности физическихъ свойствъ. Таковы были законы Германа Коппа: что температуры кипѣнія гомо- логовъ представляютъ постоянную разность= 19°, а разность удѣльныхъ объемовъ при температурѣ кипѣнія=22. Дальнѣй- шія изслѣдованія показали, что законъ измѣненія указанныхъ свойствъ въ гомологическихъ рядахъ далеко не такъ простъ; разности съ увеличеніемъ вѣса гомологовъ уменьшаются и по- тому правильность выражается нѣкоторой кривой, которая въ первой своей части близка къ прямой, что вѣроятно п было причиной неточнаго обобщенія Коппа 2). Такое измѣненіе ’) Ргёсіе, II, 490. ’) Приведенный въ текстѣ выводъ получается разсмотрѣніемъ пра- вильности измѣненіи температуръ кипѣнія, удѣльныхъ вѣсовъ, удѣль- ныхъ объемовъ, эквивалентовъ рефракціи, теплотъ горѣнія и теплотъ образованія нориальныхъ предѣльныхъ углеводородовъ, спиртоаъ, ал. дегидовъ и кислотъ (ем. Лекціи органической химіи стр. 85, 250, 535). 14
210 физическихъ свойствъ гомологовъ находится въ зависимости съ тѣмъ обстоятельствомъ, что прп постоянной гомологиче- ской разности въ составѣ СН„ эта послѣдняя, по мѣрѣ уве- личенія частичнаго вѣса гомолога, составляетъ все мень- шій и меньшій процентъ приращенія частичнаго вѣса, а по- тому п должна все менѣе п менѣе вліять на измѣненіе фи- зическихъ свойствъ, уменьшать гомологическую разность измѣненія разсматриваемаго свойства, что п наблюдается на дѣлѣ. Открытіе, послѣ смерти Гергардта, многочисленныхъ случаевъ пзомеріи между органическими соединеніями, ус- ложнило нѣсколько примѣненіе закона гомологовъ, но зато и способствовало къ установленію правильностей измѣненія состава п, соотвѣтственно, свойствъ. Прежде принимали, что существуетъ лишь по одному ряду гомологовъ, напр., для предѣльныхъ спиртовъ или предѣльныхъ кислотъ, теперь бу- детъ столько порядковъ этихъ соединеній, сколько возможно по правиламъ пзомеріи для числа пхъ. Мы и теперь поль- зуемся теоріею гомологовъ для предвидѣнія физическихъ свойствъ неполученныхъ членовъ того или другаго гомоло- гическаго ряда. Возможность сдѣлать этотъ выводъ не только практически важенъ, но имѣетъ и высокій теоретическій интересъ, какъ свидѣтельствующій, что намъ уже извѣстны многія правильности измѣненія свойствъ въ зависимости отъ состава. Въ приложеніи къ цѣлямъ классификаціи, теорія гомо- логовъ оказываетъ огромную пользу, позволяя частные факты обобщать на цѣлые ряды соединеній, указывать общія ре- акціи образованія, общія всѣмъ членамъ гомологическаго ряда превращенія, сразу указывать правильность измѣненія физическихъ свойствъ п т. д. Мнѣ кажется, что, обратно общепринятому мнѣнію, чѣмъ болѣе будетъ извѣстно изо- мерныхъ рядовъ соединеній, тѣмъ большую и большую важ- ность для познанія органическихъ соединеніи будетъ имѣть приложеніе закона гомологовъ. Обращаясь собственно къ классификаціи органическихъ соединеніи, предложенной Гергардтомъ, нужно указать, что нѣкоторое своеобразіе во взглядахъ на органическія соеди- ненія удержало его сначала отъ пользованія выгодными сторонами унитарной системы. Опредѣляя вѣрно органиче-
211 скую химію, какъ химію соединеній углерода, Гергардтъ сначала не отрѣшился отъ нѣкоторыхъ невѣрныхъ предста- вленій, обособлявшихъ тогда органическія соединенія отъ неорганическихъ. Гергардтъ допускалъ участіе жизненной сплы. подъ вліяніемъ которой въ растеніяхъ создаются слож- ныя органическія соединенія пзъ простѣйшихъ веществъ: углекислоты, воды, амміака. Противоположно жизненной си- лѣ, сила химическаго сродства низводитъ сложныя соеди- ненія къ простѣйшимъ. Мы уже указали (стр. 150), какъ сложились этп воззрѣнія. Подъ ихъ вліяніемъ, Гергардтъ представлялъ себѣ всѣ органическія соединенія какъ про- исшедшія неполнымъ разрушеніемъ, сгораніемъ, болѣе слож- ныхъ соединеній. Система органическихъ соединеній пред- ставлялась лѣстницей сгоранія (ёсѣеПе сіе согаЪнвііоп), на одномъ концѣ которой помѣщались наиболѣе сложныя ве- щества, напр., бѣлковыя вещества, на другомъ концѣ—про- дукты полнаго горѣнія органическихъ веществъ: углекислота и вода. Между этими крайними членами помѣщались всѣ органическія соединенія. Руководствуясь этими мыслями Гер- гардтъ въ первой своей классификаціи ') распредѣлилъ ор- ганическія соединенія на семейства (Гаиііііез) по числу' ато- мовъ углерода. Семейства дѣлятся на роды (^епгез) по сходственности химической функціи; среди соединеній тож- дественной функціи отдѣльные роды характеризуются чис- ломъ атомовъ водорода. Для поясненія сказаннаго изберемъ, напр., 10-е семейство и дадимъ, со значительнымъ сокраще- ніемъ соединенія, относящіяся къ этому7 семейству. Роды К В-2 Ж—5 И-б Е—8 Д-12 в ^10®» діаииленъ С10Н,в мевтевъ с,он,6 терпены с10нк цимолъ ^ісДв нафталинъ ЕО С<оН21О амилов. ЭФиръ ^10^20^ окись ді- аыилена С<оН18О борнеолъ С,оН(6О камфора с1он<40 карвав- ролъ вуминов. алдег. — ВО, — С1оН,оОэ вал. ами- лов. эгиръ С«)Ні80а камФОлев. кис. — - с, н12о, вуминов. к. — ВО< — - С^Н.А себацинов. кис. С<оН16О4 каиФорн. кис — — — *) Ргёсів, I, 17.
212 Въ заголовкахъ рядовъ И обозначаетъ углеводородный остатокъ, въ которомъ отношеніе числа атомовъ углерода къ числу атомовъ водорода относится къ С:ІІ3. Цифры при В, означаютъ атомы водорода. Первый столбецъ таб- лицы заключаетъ общія формулы нѣкоторыхъ родовъ, при- надлежащихъ къ этому семейству. По невѣрности многихъ частностей, классификація эта является несовершенной. Это была, по существу, таже классификація, которую употребляла этереновая теорія. II теперь, въ новѣйшее время, нѣ- сколько большихъ руководствъ примѣняютъ эту же систему для описанія органическихъ соединеній (напр. руководства Шорлеммера, Эрленмейера). Указывая хорошо генетическую связь органическихъ соединеній одинаковой сложности между собою, какъ производныхъ одного радикала, ядра, этотъ видъ классификаціи менѣе удобенъ для обобщеній правиль- ностей, замѣчаемыхъ какъ въ составѣ, такъ въ химическихъ и физическихъ свойствахъ соединеній. Въ этомъ отноше- ніи особенно удобно примѣненіе гомологическихъ рядовъ. Гергардтъ въ томъ же сочиненіи (Ргёсіэ бе сйішіе ограпіфіе), въ концѣ его, въ теоретической части разсмотрѣлъ органи- ческія соединенія согласно этой теоріи. Принявъ гомологическіе ряды за основу классификаціи, Гергардтъ распредѣляетъ гомологическіе ряды веществъ од- ной функціи по убывающему количеству водородныхъ атомов ь. Тогда понятія о предѣльности не было выработано, но съ внѣш- ней стороны система Гергардта напоминаетъ современныя хи- мическія системы. Считаемъ не безъинтереснымъ выписать классификацію органическихъ соединеній по функціямъ и гомо- логическимъ рядамъ изъ II части Ргёсіз Гергардта, вышед- шаго въ 1845 году. Въ таблицѣ знакъ В обозначаетъ углево- дородный остатокъ, въ которомъ отвошеніе числа атомовъ углерода къ числу атомовъ водорода какъ С:Н2; малыя цпфры при В обозначаютъ число атомовъ водорода. Не считаемъ нужнымъ переводить названія классовъ на русскій нзыкъ. I. НусІгосагЬигеэ. Углеводороды. 1. НурегЬаІщёпев. 2. Наіііуйгфёпев. 3. Нурегііуйгійев. Ряды К., К-б, К—8, К_ и, Е—іб. Ряды К—2, Е-4. Ридъ В4-2.
213 II. Наіісіез. Галоидосоединенія. 1. Меіаіеріійев. 2. Нурегііаіійев. Продукты завѣшенія углеводородовъ. Присоединеніе галоидовъ къ углеводородамъ, по рядамъ К (галоидъ считается вмѣ- . стѣ съ водородомъ). 3. НаІЬуйгійез. Продукты присоединенія галоидонодородовъ къ углеводородамъ, К, К—, и т. д., какъ укпзано при предъидущей группѣ. III. МеіаіГкіе?. Металлическія соединенія. 1. Меі. ваііпз. 2. Меі. поп ваііпв Соли, излагаются прп кислотахъ. Металлоорганическія соединенія я т. п. IV. Оху"ёпі(1е5. Кислородныя соединенія. 1. Лісооіійев. а. Аісооіійев вітріев, спирты рядъ К|_3О. Ъ. Аісооіійев сориіёв: ЭФирныя кислоты, слож- ные эѳиры, простые ЭФиры (рвепйёіЬегв). Классификація по составу К02, К—2О2 и т. д. 2. АІйеЬуйев. а. АІйеЬуйев вітріев, ряды по составу. Ъ. АІйеЬуйев сориіёв. 3. Асійев. а. Асійев вітріев. Кислоты одноосновный, двуосвонныя и т. д.', ряды по составу. » Ъ. Асійев сориіёв. Эфирпый, аминовыя инс- лоты. 4. Ссгрв Іішііев. Стоитъ на границѣ между средними тѣлами п кислотами: Фенолъ, анизолъ, креозотъ и т. п. 5. Апііуйгійев. 6. Сяшрііогійен 7. Асёіопібев. 8. Нуйгійев. Ангидриды кислотъ, ряды по составу. КамФора и аналоги. Кегоны, Ряды КО, К1к0 п т. д. Присоединеніе водорода къ алдегидамъ: салв- генинъ, зеленый гидрохинонъ. 9. Оіусёгійев. 10. Роіуоху^ёпійев. Глицериды. Сахаристыя вещества, глюкозиды V. А/оіісІев. Азотистыя соединенія. 1. Кіігійея. а. Кіігійев вітріев. Продукты прямаго дѣй- ствія азотной кислоты, напр. азотнокисл. соли. Ъ. Кіігійез сориіёв. Нитросоединенія. 2. Аттпопійев. а. Алкалоиды. Ъ. Кислоты, вапр. гиппуровая. е. Аісаіівеів. Соли алкалоидовъ.
214 <1. Апіійев Амиды, акивовыя кислоты, нит- рилы (ааЬуйгійея атніёв) оо рядамъ, гид- р.амиды, аметаны. с. Аісаіашійее, нитрилы, аиилиды. Нуйіійеэ. Присоединеніе водорода, бѣлое индиго, аллоксантинъ у Нуйгіоёпез. Способныя давать предъиду- • щія: индиго, аллоксанъ. VI. Агзёпійез. Мышьяковистыя соединенія. VII. РЬоярѣогісІеб. Фосфористыя соединенія. VIII. Тіііон'кіей. Сѣрнистыя соединенія. 1. йоііагез. Замѣщеніе кислорода сѣрой, меркавтавъ. 2. ЗнИаСез. а. баІГаіез зішріез. Сѣрнокислыя солк. Ь. бийаіез сориіёв. Сульфокислоты, ряды оо составу Е—6 8О3 и т. д. Е—„ еох Е 8Ов 3. БиІГіІез Тіовураты и т. о. Въ разсмотрѣніе частностей и этой классификаціи мы вдаваться не будемъ. Приведенную классификацію органиче- скихъ соединеній Гергардта можно считать прототипомъ со- временныхъ классификацій, основанныхъ на распредѣленіи органическихъ соединеній въ отдѣлы по химической функціи. Удобства современныхъ классификацій, основанныхъ на этихъ началахъ, разсмотрѣны мною въ другомъ сочиненіи. Указавъ на приложеніе унитарной системы къ химіи въ ея полномъ составѣ, мы прекращаемъ изложеніе дальнѣйшаго развитія мыслей Гергардта п Лорана, для перваго, на нѣкото- рое время, имени втораго мы болѣе не встрѣтимъ. Излагая исторію развитія химическихъ воззрѣній въ сороковыхъ годахъ, мы необходимо должны опять сдѣлать оговорку, что изла- гали, собственно говоря, не исторію химіи, но исторію раз- витіи научныхъ воззрѣній Лорана и Гергардта. Мы видѣли, что сдѣлали эти ученые и можемъ теперь понять всю важность пхъ заслугъ, а между тѣмъ тогда труды пхъ не только не былп приняты, но даже не обсуждались; ихъ игнорировали. Авто- ритеты химіи во Франціи, за это время, относятся къ нимъ
215 съ благосклонною невнимательностью, въ Швеціи и Герма- ніи—съ враждебностью. Біографическія указанія о жизни Лорана и Гергардта даютъ намъ указанія на’прпчпны такого отчужденія. А. Лоранъ (Аирдшіе Бангепі. 1807—1853), получилъ обра- зованіе въ Горномъ Институтѣ въ Парижѣ и въ 1831 году поступилъ репетиторомъ химіи въ Есоіе сенігаіе без агіз еі таніГасіигев, каеедру которой занималъ Дюма. Въ лабора- торіи послѣдняго Лоранъ началъ свои научные труды по химіи. Весьма скоро, въ 1833 году, по неизвѣстнымъ мнѣ причинамъ, Лоранъ предпочелъ перейти на службу на ка- зенный Севрскій фарфоровый заводъ, въ лабораторіи котораго (понятно, не приспособленной къ работамъ по органической химіи) Лоранъ сдѣлалъ многочисленныя изслѣдованія. Уча- стіе его въ развитіи закона замѣщеній мы разсмотрѣли и уже зваемъ, какія отношенія это участіе вызвало между Ло- раномъ и Дюма. Въ 1838 году Лоранъ оставилъ Парижъ, получивъ профессуру въ Бордосскомъ факультетѣ наукъ. Въ тотъ годъ, когда Лоранъ оставилъ Парижъ, въ этотъ городъ пріѣхалъ Шарль Гергардтъ (СЬагІез-ГгёсІё- гіс бегѣагйі, ,1816—1856), послѣ продолжительныхъ столкно- веній съ отцомъ, получившій наконецъ возможность зани- маться химіей и проведшій полтора года въ лабораторіи Либиха въ Гиссенѣ. Это пребываніе Гергардта въ Парижѣ было непродолжительно; не съумѣвъ устроиться и принуж- денный жить уроками, онъ въ 1841 г. принялъ профессуру въ факультетѣ Монпелье. Обоимъ нашимъ ученымъ частью не посчастливилось, частью оказалось тѣсно въ провинціальныхъ университетахъ; оба почти одновременно возвращаются въ Парижъ и тугъ, послѣ знакомства, совмѣстная ихъ работа продолжалась до смерти Лорана. Получивъ званіе члена корреспондента Ака- деміи наукъ, вѣроятно обнадеженный этимъ, Лоранъ прі- ѣхалъ въ Парижъ въ 1846 году, а Гергардтъ въ началѣ 1848 года. Оба химика оказались безъ оффиціальнаго поло- женія, безъ средствъ къ жизни, оба знаменитые по рабо- тамъ, но безъ вліятельныхъ друзей. Въ Парижѣ, гдѣ и третье- степенные химики при содѣйствіи друзей были профессорами п академиками, для Гергардта и Лорана не оказалось мѣстъ.
216 Лоранъ принужденъ былъ поступить пробиреромъ на Мо- нетный дворъ. Въ 1850 году освободилась одна пзъ каѳедръ химіи въ Со11ё§е бе Ггапсе п выборъ новаго кандитата былъ произведенъ въ Парижской Академіи Наукъ. Не смотря на краснорѣчивую рѣчь Біо, большинствомъ 35 гогосовъ про- тиву одиннадцати, Лорану былъ предпочтенъ весьма мало извѣстный химикъ Баларъ. Не лучше было и Гергардту. Обладая весьма скромными средствами, онъ проживалъ пхъ съ семьею, вновь не успѣвъ заручиться какимъ-нибудь мѣ- стомъ. Гергардтъ открылъ частную лабораторію, которая однако не привлекала работающихъ ’). Повидимому химики Парижа не особенно стремились къ общенію съ ними: Вюрцъ, уже тогда весьма извѣстный, ппшетъ, что онъ «едва зналъ одного, рѣдко видѣлся съ другимъ». Не смотря на тяжкія условія, оба работаютъ неустанно. ^Іоранъ почти не можетъ работать въ лабораторіи, пи- шетъ свою Мёіѣобе бе сѣітіе и принимаетъ участіе въ ре- дакціи издаваемаго на послѣдніе гроши и вовсе не поддер- живаемаго химической публикой журнала Сошріез геибиз бе? ігаѵаих бе сѣітіе. Второе пребываніе въ Парижѣ есть наи- болѣе блестящая пора дѣятельности Гергардта. Рядъ откры- тій, установленіе теоріп типовъ, Іпігобпсііоп а Гёіибе бе сііітіе, Тгаііё бе сѣітіе огещиіцие—вотъ плоды дѣятельности. Гергардта. Конечно, долго это не могло продолжаться: ча- хотка свела въ могилу Лорана въ 1853 году въ полной бѣд- ности, когда ему не исполнилось еще и 46-ти лѣтъ. Гер- гардтъ, обремененный семьей, проживъ деньги, долженъ былъ принять мѣсто профессора въ Страсбургскомъ факультетѣ, куда и перешелъ въ 1855 году. Оиъ скоропостижно умеръ, едва 40 лѣтъ отъ роду, въ августѣ 1856 года, оставя жену - и трехъ дѣтей безъ всякихъ средствъ къ существованію. «Смерть ^возвысила Гергардта и Лорана. Исканіе истины было пхъ страстью; предпочитая независимость—карьерѣ, убѣжденія — выгодамъ, они поставили любовь къ наукѣ не только превыше благъ этого міра, даже превыше самой жизни, такъ какъ они умерли за работой. Славная смерть. *) Изъ русскихъ въ ней работалъ одинъ лишь Н. Н. Соколовъ, впо- слѣдствіи Профессоръ Петербугскаго Универсвтета.
217 которую Франція не должна забыть» ’). Современные .фран- цузскіе химики считаютъ, по справедливости, память Ло- рана и Гергардта священною и славною дли Франціи, но этимъ не скроютъ вопіющаго противорѣчія, что, освящая ихъ память, имъ при жизни отказывали въ возможности вполнѣ проявить свои таланты. *) ІѴигіз. Еіо^с йе Ьаигепі еі: Йе СегЬагйі, 1862.
ГЛАВА XI. Паденіе электрохимической теоріи. Въ двухъ предшествующихъ главахъ мы изложили от- крытія, которыя привели къ оставленію электрохимической теоріи. Изъ указанныхъ открытій, нужно поставить на пер- вомъ планѣ явленія металепсіи; противъ нихъ пришлось электрохимической теоріи бороться. Унитарная система, не будучи сначала общепринятою, лишь къ концу сороковыхъ годовъ ускорила паденіе электрохимической теоріи. Въ 1834 году Дюма открылъ явленія металепсіи, т. е- замѣщенія хлоромъ водорода въ органическихъ соедине- ніяхъ; вмѣстѣ съ учениками онъ вскорѣ доказалъ общность явленій металепсіи для всѣхъ классовъ органическихъ со- единеній. Въ моментъ пхъ открытія эти явленія не считались противорѣчащими электрохимической теоріи. Когда, однако* Лоранъ высказалъ положеніе, что хлоръ, занимая мѣсто водо- рода, даетъ сходственныя съ первоначальными соединенія (играетъ роль водорода), что такъ блистательно доказалъ Дюма на свойствахъ трихлороуксусной кислоты, отношенія явленій металепсіи къ электрохимической теоріи измѣнились. Согласно послѣдней теоріи, нельзя допустить, чтобы водо- родъ и хлор^, столь удаленные другъ отъ друга въ электро- химическомъ ряду элементы, могли замѣщать другъ друга, а тѣмъ паче давать при этомъ соединенія сходственнаго характера. Разъ послѣднее считается доказаннымъ, электро- химическая теорія не можетъ считаться вѣрною и быть удержанною, Понятна потому горячность, съ которою Бер- целіусъ защищалъ эту теорію и стремился объяснить съ точки зрѣнія ея вновь открытые факты.
219 Сначала явленія металепсіи не обсуждались вовсе по- слѣдователями электрохимической теоріи; не придавая пока пмъ значенія, эти факты игнорировали. Первые удары Бер- целіуса и Либиха направлены былп не противъ Дюма, по .противъ Лорана, устранившаго въ своей теоріи ядеръ элек- трохимическую теорію. Мы знаемъ, какъ осудили ее Берце- ліусъ и Либихъ (стр. 177). Послѣдній тогда же сдѣлалъ по- пытку дать нѣкоторое объясненіе и явленій замѣщенія. Ли- бихъ пхъ разсматривалъ какъ частный случай теоріи экви- валентовъ: если углеводородъ теряетъ нѣкоторое количе- ство эквивалентовъ водорода, пишетъ онъ *), то обыкно- венно вмѣсто него вступаетъ эквивалентное количество взаимодѣйствующаго вещества. Электрохимическія отноше- нія прп этомъ объясненіи остаются незатронутыми. Дюма возражалъ на это, что законъ замѣщеній отличенъ отъ теоріи эквивалентовъ и указывалъ, что законъ замѣщеній требуетъ, чтобы замѣщеніе возымѣло мѣсто, тогда какъ теорія эквива- лентовъ указываетъ лишь на возможность этого. Когда бо- лѣе н болѣе собралось доказательствъ о сходствѣ продук- товъ замѣщенія съ первоначальными веществами, Берце- ліусъ 2) наводитъ, что принятіе замѣщенія водорода хлоромъ противорѣчптъ основнымъ принципамъ хпміп, такъ какъ это противорѣчптъ электрохимической теоріи. Электроотрица- тельный хлоръ, по мнѣнію Берцеліуса, никоимъ образомъ не можетъ входить въ составъ сложнаго радикала органи- ческаго соединенія, который представляетъ всегда въ соеди- неніи электроположительный характеръ. Существованіе яв- леній замѣщенія, такимъ образомъ, отрицалось Берцеліу- сомъ. Однимъ отрицаніемъ нельзя было однако удержать открытія все большаго и большаго числа такихъ явленій. Когда Дюма получилъ трихлороуксусную кислоту, долѣе игнорировать явленія замѣщенія не приходилось и Берце- ліусъ, признавъ факты, даетъ имъ совершенно особлпвое толкованіе въ смыслѣ электрохимической теоріи 3). Г. Розе, незадолго до оппсываемаго времени, открылъ хлорангпдрпды *) Аіш 4. СЬет. РЬагт. 25, 1. а) Письмо къ Пелузу 1838. Апп. сЬіт. рЬуз. 2 8. 67, 303. 3) Апп. СЬетіе и. РЬагт. 31, 113.
220 хромовой, молибденовой и другихъ кислотъ, которые, а так- же фосгенъ, онъ разсматривалъ какъ двойныя соедине- нія хлористыхъ и кислородныхъ соединеній элементовъ, а именно *): ССІ, -ф- СО, фосгенъ. СгС1(. 4~ 2СгО3 хлорангидридъ хромовой кпелоты. БС1е 28О3 хлорангпдрпдъ сѣрной кислоты. Берцеліусъ приложилъ эти взгляды къ формулированію продуктовъ металептпческаго замѣщенія органическихъ со- единеній. Приводимъ нѣкоторыя пзъ предложенныхъ имъ формулъ: С2С13 4- С,О3 трпхлороуксусная кислота. 2С4Н3СІ 4~ С4Н3О бпхлороэфпръ. С14Н5С13 -С 2С14Н10Оя хлористый бензоилъ. (СО, 4- СС1.) 4- С2НС1 хлораль. Согласно выражаемымъ этими формулами воззрѣніямъ, трпхлороуксусная кислота представляется соединеніемъ хло- ристаго углерода и щавелевой кислоты, хлористый бен- зоилъ— соединеніемъ хлортолуола съ бензойной кислотой и т. д. Какъ видно, формулы являются сложными; произ- вольно онѣ удвояются или утрояются. Для примѣровъ, мы впрочемъ избрали еще не самыя сложныя формулы, данныя Берцеліусомъ для продуктовъ металептпческаго замѣщенія. Впослѣдствіи, когда число случаевъ замѣщенія все увели- чивалось, Берцеліусу пришлось усложнять все болѣе и бо- лѣе свои формулы. Понятно, что такъ отно иться къ фор- муламъ химическихъ соединеній молено было лишь потому, что понятіе о частицѣ химическихъ соединеніи еще не воз- никало, а для опредѣленія эквивалента соединенія не обла- дали достаточными методами (стр. 183). Воззрѣнія Берцеліуса на продукты металептвческаго за- мѣщенія встрѣтили въ Германіи мало сочувствія. Либихъ, въ примѣчаніи къ вышеприведенной статьѣ Берцеліуса, не принимаетъ предложенныхъ послѣднимъ формулъ, какъ ли- шенныхъ всякихъ основъ. О явленіяхъ металепсіп опъ вы- ’) Въ Формулахъ, по необходимости употребляются атомные вѣса Берцеліуса: 0 — 8, С — 6.
221 ражается теперь слѣдующимъ образомъ: «не отрицая, что въ большемъ числѣ соединеній элементы замѣщаютъ другъ друга соотвѣтственно пхъ положенію въ электрохимическомъ ряду, я полагаю, что пзъ отношенія органическихъ соеди- неній должно сдѣлать выводъ, что всеобщее взаимное замѣ- щеніе какъ простыхъ, такъ и сложныхъ тѣлъ, по примѣру изоморфныхъ веществъ, представляетъ весьма общій законъ природы». Допуская, какъ изъ цитаты впдно, явленія замѣ- щенія, для меня неясно какъ согласовалъ ихъ Лпбпхъ съ электрохимической теоріей, о чемъ этотъ ученый не выска- зывался, указывая лишь, «что онз> далеко не раздѣляетъ взгляды Дюма п что при леталепсіп лишь при весьма огра- ниченномъ числѣ случаевъ можно признать, что конституція соединенія не измѣняется '). Правильно сознавая, что принятіе явленій металепсіп «влечетъ за собою разрушеніе всего химическаго научнаго зданія», Берцеліусъ стремился далѣе усовершенствовать вы- шеприведенные взгляды, основанные на отрицаніи явленій замѣщенія. Разсмотрѣніе трихлороуксусной кислоты какъ С2С13 Ч- С.,03. производнаго щавелевой кпелоты, а уксусной кислоты какъ окиси ацетила С,ДІ,. Д- О3, стало быть, какъ совершенно неаналогичнаго соединенія, не могло быть удер- жано, послѣ того какъ Мельсансъ получилъ обратно уксус- ную кислоту изъ трихлороуксусной кпелоты. Берцеліусъ для объясненія этпхъ явленій прибѣгнулъ къ новымъ гипоте- замъ, признавая органическія соединенія сочетанными соеди- неніями. Воспользовавшись мыслью Гергардта, Берцеліусъ примѣнилъ ее къ объясненію явленій металепсіп 2). Къ со- четаннымъ соединеніямъ, Берцеліусъ причислялъ главнымъ образомъ сочетанныя кпелоты Гергардта, придавая однако имъ своеобразныя формулы. Такъ, напр., сульфобензоло- 1; Апп. Сііеіп. Рііагш. 33, 301, примѣчаніе кт> статьѣ Дюма о теоріи типовъ. 3) Вегг ІаНгезЬегісІіЬ 1845, 397 Чтобы показать тонъ статьи, оза- главленной, «ІІЬег <1іе ог^анігсЬе Хибиттепзсігип^заіЧ», приведемъ на* чальныя строки еи: «Между воззрѣніями, касательно состава органиче- скихъ соединеній, которыя приняты въ наукѣ, два воззрѣнія—ыеталеп- сів съ ея химическими типами и ученіе о многоосновныхъ кислотахъ— особенно способствовали приданію ложности представленіямъ и помѣ- шали спокойному собиранію истинныхъ знаній*.
222 вая кислота была, по Берцеліусу, феннлдитіоновая кислота СІ2Н- 4" 5аО5; открытая въ то время Кольбе метплсульфо- кпслота разсматривалась какъ метнлдіітіоновая кислота С2Н3 4- 82О5; оксампновая кислота представлялась какъ продуктъ сочетанія оксампда п щавелевой кпслоты СаОаУНа 4- С2О3. Хлороуксусноп кислотѣ, какъ мы выше видѣли, Берцеліусъ придалъ строеніе хлорощавелевой кп- слоты. Обобщая представленіе о сочетанныхъ органическихъ соединеніяхъ, Берцеліусъ предлагалъ разс атривать уксус- ную кислоту какъ сочетанную щавелевую кислоту п при- дать ей формулу С2Н3. С2О3 Эта формула уксусной кпслоты аналогична формулѣ клоро- уксусной кислоты. Въ сочетанныхъ соединеніяхъ, Берцеліусъ отличалъ сочетателя (Раагіііщ), напр., СаІІ3 въ послѣдней формулѣ уксусной кислоты, п то вещество, съ которымъ со- четывается сочетателъ—въ нашемъ примѣрѣ это второе ве- щество будетъ щавелевая кпслота. Для объясненія явленій металепсіи, Берцеліусъ принималъ, что замѣщеніе могло пмѣть мѣсто для атомовъ водорода въ сочетателѣ: такъ, напр., прп дѣйствіи хлора на уксусную кислоту, замѣщеніе водорода хлоромъ пропсходпло въ сочетателѣ С2Н3. Берцеліусъ принужденъ былъ допустить, такпмъ обра- зомъ, существованіе явленій замѣщенія. Объясненіе, данное имъ для этихъ явленій, являлось болѣе сложнымъ, чѣмъ объ- ясненіе по теоріп замѣщеній Дюма. Для удовлетворенія элек- трохимическихъ воззрѣній пришлось отличать въ органиче- скихъ соединеніяхъ сложные радикалы отъ сочетателей. Въ радикалахъ замѣщенія не могло быть: при дѣйствіи хлора на сложный радикалъ принимали, что съ удаленіемъ водо- рода получалось соединеніе другаго радикала съ меньшимъ содержаніемъ атомовъ водорода. Въ сочетателяхъ замѣще- ніе могло пмѣть мѣсто. Указаній, какъ можно отличить, напр., метилъ СаН3, сложный радикалъ многихъ соединеній, отъ метила С2Н3, когда онъ являлся сочетателемъ, не было дано и по справедливому замѣчанію Кольбе ’), «эта теорія *) Н. КоІЬе. Хиг ЕиІзѵіске1ип§вбе8сЬісЫе йег (ЬеогеІівсЬеп СЬе- тпіе, 6.
223 ипкого не удовлетворила, даже самаго Берцеліуса». Кольбе, одинъ пзъ послѣднихъ учениковъ Берцеліуса, придалъ этимъ научнымъ мыслямъ Берцеліуса, послѣднимъ имъ высказан- нымъ (у 1848), полную опредѣленность. Это послѣднее ви- доизмѣненіе радикальной теоріи извѣстно подъ названіемъ теоріп сочетанныхъ радикаловъ. Теорія сочетанныхъ радикаловъ Цольбе. Прежде чѣмъ излагать теорію сочетанныхъ радикаловъ ’), необходимо напомнить открытія, сдѣланныя Кольбе и Фрапк- ландомъ, частію вмѣстѣ, частію порознь. Памятуя, что для неорганическихъ соединеній разложеніе галпаническимъ то- комъ, какъ тогда принимали, представляетъ лучшій методъ для познанія внутренняго строенія тѣла, Кольбе подверг- нулъ дѣйствію га іваническаго тока щелочныя соли валеріа- новой п уксусной кпслотъ. Получились при этой реакціи предполагаемые радикалы, бутилъ (валилъ) С8НВ и метилъ С2Н3, валеріановой и уксусной кислотъ 2). Въ то время, эти изслѣдованія Кольбе (напомнимъ также указанныя на стр. 164) считались доказывающими взглядъ Берцеліуса, относптельно присутствія сочетателя метила С2Н3 въ уксусной *кислотѣ. Способъ помѣщенія этого сочетателя въ частицѣ уксусной кислоты былъ повидимому указанъ Кольбе открытіемъ Франклапдомъ металоорганическихъ со- единеній 3). Придавая цинкэтилу формулу 2пС4Н5 (2п = 32,5; С = 6), половинную противъ истинной, мы видимъ, что въ этомъ и подобномъ ему веществахъ, радикалы С2Н3, С,П5 и другіе находятся соединенными съ другпмп элементамп. металлами. Раздѣляя всѣ представленія электрохимической теоріп Берцеліуса, Кольбе, указавъ ясно различіе между сочетате- ') Источниками для этой теоріи служатъ статьи йЬег йіе сйетіэсЬе Сопвіііиііоп ппй Каіиг йег ог^апівсЬеп Вайісаіе 1850. (Апп. СЬете. РЬатт. 75, 211, 76, 1), равно какъ извѣстное руководство Кольб. (АивГиЬгІісЬев ЬеЬгЬисЬ йег ог^-апізсЬеп СЬешіе), первый выпускъ ко- тораго вышелъ въ 1853 году. ’) Впослѣдствіи иы увидимъ, что это были црсдѣльвые углеводо- роды дибутилъ СЯН18 и этилъ С,Н6, принимая атомный вѣсъ С = 12. з) 1849. Апп. СЬет. РЬагт. 71, 171.
224 лемъ и радикаломъ соединенія, слѣдующимъ образомъ измѣ- нилъ взгляды Берцеліуса на органическія соединенія какъ на сочетанныя соединенія. Органическими соединеніями бу- дутъ соединенія различныхъ элементовъ съ сочетанными ра- дикалами. Эти послѣдніе представляли сочетанія, тогда при- нимаемыхъ въ органическихъ соединеніяхъ, углеводородныхъ радикаловъ съ углеродомъ. Примѣръ пояснитъ дѣло. Берце- ліусъ принималъ, нанр., что уксусная кпслота есть тріокись углеводороднаго радикала ацетила С4Н3.О3; по теоріи соче- тапныхъ радикаловъ Кольбе, ацетилъ С4Н3 являлся соче- таннымъ радикаломъ (С2Н3)'~'С2, т. е. сочетаніемъ метила С2Н., съ углеродомъ. Скобочка обозначаетъ, что между на- званными веществами имѣетъ мѣсто сочетаніе. По Кольбе, уксусная кислота есть тріокись сочетаннаго радикала аце- тила (С,Н3)^С2, О3. Такое представленіе совмѣщало преж- ній и новый взгляды Берцеліуса относительно строенія ук- сусной кислоты, т. е., что это соединеніе есть тріокись аце- тила п въ то же время сочетанная метплщавелевая кпслота. Слѣдующая табличка показываетъ, какъ Кольбе примѣнялъ свою теорію къ различнымъ органическимъ соединеніямъ (С = 6, 0 = 8, 8=16). Хлороформъ.............. Муравьиная кпслота . . . Уксусная кислота .... Трихлороуксусная кпслота . Алдегидъ................ Бензойная кпслота. . . . Сульфобензоловая кислота . Н^С2, С13 , ІГС2, Оа . НО (С2 Н8)~С,, о3. но (С2 СІ3)'~'С2, 03. но (С3 Н3)^С2, о . но (С15Н5)^С2, о3. но (С12Н,)^82, 05 . НО Мы не будемъ входить въ детальное разсмотрѣніе теоріи сочетанныхъ радикаловъ, тѣмъ болѣе, что она скоро была оставлена Кольбе. Эта теорія составляетъ необходимое звѣно въ развитіи воззрѣній Кольбе на органическія соединенія. Для насъ важно замѣтить, что въ этой теоріи явленія за- мѣщенія являются вполнѣ принятыми, хотя и происходя- щими исключительно въ сочетателѣ. Важно кромѣ того за- мѣтить, что признаніе явленій замѣщенія настолько разру- шало электрохимическую гипотезу, что Кольбе, для воспри- нятія въ теорію фактовъ, долженъ сдѣлать добавочную п
225 совершенно произвольную гипотезу о томъ, что при замѣ- щеніи измѣняются общепринятыя электрохимическія свой- ства водорода и хлора ’). Такое допущеніе есть отказъ отъ электрохимическихъ воззрѣній. • Окончательное принятіе электрохимиками явленій замѣ- щенія, невозможность объяснить ихъ съ точки зрѣнія этой теоріи, поколебали въ концѣ сороковыхъ годовъ элекрохи- мнческую теорію. Такое же дѣйствіе имѣло и ближайшее изслѣдованіе дѣйствій галваническаго тока на соли, равно какъ открытіе электролитическаго закона Фарадеэмъ. Окон- чательный ударъ этой теоріи былъ нанесенъ распростране- ніемъ научныхъ воззрѣній Гергардта и Лорана: двухъобъ- емныя формулы, законъ частицы, новые атомные вѣса для углерода, кислорода и сѣры, какъ мы видѣли, или не совмѣ- щались, или прямо опровергали электрохимическую гипо- тезу. Не должно думать однако, что можно было такъ легко устранить теорію, которая царила нѣсколько десятковъ лѣтъ и долгое время считалась образцовою. Въ послѣдующихъ главахъ видно будетъ, какъ медленно прививались воззрѣнія Гергардта и Лорана и едва къ шестидесятымъ годамъ цхъ мнѣнія можно» считать общепринятыми. Электрохимическіе взгляды долго сохранились въ неорганической химіи—тамъ вопросъ о металептическомъ замѣщеніи не затрогивался. Въ особенности сильно было вліяніе электрохимической тео- ріи на способъ мышленія химиковъ: нерѣдко ея устраненіе было лишь внѣшнее и новѣйшія теоріи, по своему строю, представляютъ гораздо болѣе сходства съ электрохимиче- скими взглядами Берцеліуса, чѣмъ съ противоположными имъ взглядами Гергардта и Лорана. Электрохимическая теорія представляетъ важнѣйшую те- орію въ исторіи химіи. Въ связи съ атомической теоріей, можно при помощи ея дать объясненія не только количе- ственнымъ отношеніямъ веществъ при соединеніи, но также указать и силу, которая вызываетъ химическое взаимодѣй- ствіе и сдерживаетъ разъ соединившіяся вещества. Такая высота теоріи требуетъ осторожнаго къ ней обращенія и нѣкотораго разслѣдованія насколько приведенныя доказатель- ’) ѢеЬгЬисЬ, I, 30. 15
226 ства опровергаютъ электрохимическую теорію. Разсмотримъ сначала химическіе факты. Съ этой стороны аргументы противу электрохимической теоріи разобраны Бломстрандомъ ’)• Авторъ находитъ, что, собственно говоря, электрохимическая теорія не была опро- вергнута. Относительно основнаго факта, замѣщенія водорода хлоромъ, Бломстрандъ справедливо указываетъ на измѣненія вносимыя хлоромъ въ свойства продуктовъ металепсіп. Пра- вильнѣе было бы сказать, что вступленіе галоида имѣетъ слѣдствіемъ появленіе новыхъ свойствъ; не должно однако забывать, что первоначальныя свойства дѣйствительно со- храняются и эти то свойства, въ продолженіи долгаго вре- мени, были, можно сказать, единственными, которыя наблю- дались на продуктахъ металепсіи. Вообще намъ кажется бо- лѣе существеннымъ, тотъ длинный рядъ возраженіи, который предъявила электрохимической теоріп унитарная система. Бломстрандъ по этому поводу говоритъ «что теорія Гер- гардта представляетъ фазу развитія атомической теоріп Бер- целіуса, освобожденную отъ электрохимическаго воззрѣнія и облеченную въ чуждыя этому воззрѣнію формы». Конечно существуетъ преемственная связь между нѣкоторой частью воззрѣній Берцеліуса и воззрѣніями Гергардта, но отождест- вленіе мнѣній этихъ ученыхъ, если вѣрно понята мною не вполнѣ ясно выраженная мысль Бломстранда, не согласуется ни съ историческимъ развитіемъ, ни съ существомъ воззрѣ- ній этихъ ученыхъ. Воспринявъ законъ частицы и его слѣдствія. Бломстрандъ прилагаетъ электрохимическую гипотезу къ современному состоянію химіи. Указывая на необходимость прп изученіи химическихъ явленій, изслѣдовать не только вещество, под- лежащее измѣненіямъ, но и силу ихъ производящую, Блом- страндъ справедливо видитъ недостаточность современныхъ теоріи въ отсутствіи основныхъ положеній, касающихся силы химическаго сродства. Достаточно-ли для объясненія этой стороны химическихъ явленій принять во вниманіе одни лишь электрическія силы разсмотрѣть Н. Бекетовъ въ статьѣ: *) ВІопізЬгапіІ. Біе Сііетіе йег Деігігеіі ѵош біаікірішкіе <1ег еіес- Ігівсііеп АиС'авзіічд аіів Веггеііпз ЬеЬге епіѵѵіскей. 1869.
227 динамическая сторона химическихъ явленіи *). Бломстрандъ придя къ выводу, что химическія вещества представляютъ электрическую противоположность (еіесігізсііеб Ое^епзаіз), приписываетъ таковую и элементарнымъ атомамъ. Насту- пленіе химическаго соединенія имѣетъ слѣдствіемъ уничто- женіе электрической противоположности атомовъ. Атомность элемента Бломстрандъ связываетъ съ ихъ электрическимъ состояніемъ. Постоянство атомности есть слѣдствіе неизмѣ- няемости ихъ электрическаго состоянія; элементы показы- ваютъ перемѣнную атомность вслѣдствіе наступающаго измѣ- ненія ихъ электрическаго состоянія. На связь эквивалент- ности элементовъ и ихъ электрическаго состоянія указы- вается и съ другой стороны: мы приведены къ обсужденію открытія въ ученіи объ электричествѣ, явленій которыя были несовмѣстимы съ теоріей Берцеліуса. Изученіе соотношеній между электрическими и химиче- скими силами, продолжительное время занимало Фарада. Этотъ же вопросъ недавно служилъ предметомъ обсужденія Гельмгольца 2). Электролическій законъ Фарадэ, указывая, что гальваническій токъ равной силы выдѣляетъ эквивалент- ныя количества (атомы Берцеліуса) металловъ пзъ электро- литовъ, вполнѣ противорѣчилъ теоріи Берцеліуса, которая объясняла различіе въ химическомъ сродствѣ различныхъ элементовъ различіемъ въ количествѣ электричества въ нихъ. Не смотря ца это разногласіе, Фарадэ высказывалъ не разъ полное убѣжденіе, что сила, которую зовемъ химическимъ сродствомъ, тождественна съ электричествомъ. Гельмгольцъ пытается эту мысль подтвердить съ современной точки зрѣ- нія. Теорія атомности элементовъ примиряетъ электролити- ческій законъ Фарадэ съ фактами. Этотъ законъ можно вы- разить слѣдующимъ образомъ: одинаковое количество элек- тричества, проходя чрезъ электролиты, выдѣляетъ или пре- вращаетъ въ другія соединенія всегда одинаковое количество единицъ сродства на обоихъ электродахъ. Разбирая далѣе явленія электролиза, переноса іонъ, Гельмгольцъ приходитъ ') ж. Р. х о 18, 1. О современномъ развитіи воззрѣній Фарадэ на электричество; лекція Гельмгольца (Д. оГ. Іііе Сііет. 8ос. 1881, 277). *
228 къ выводу, что наиболѣе могущественныя между химическими силами имѣютъ электрическое происхожденіе: атомы цѣп- ляются (сііиц) за ихъ электрическіе заряды; заряды проти- воположнаго знака другъ за друга. Если всякая единица сродства заряжена однимъ эквивалентомъ положительнаго или отрицательнаго электричества, то электрически нейтраль- ныя соединенія могутъ образоваться только въ томъ случаѣ, когда всякая единица сродства, заряженная положительно, соединяется, йодъ вліяніемъ электрическаго притяженія, съ другой единицей сродства, заряженною отрицательно. Та- ковы будутъ всѣ предѣльныя соединенія; непредѣльныя сое- диненія заключаютъ свободныя сродства. Такъ, прибавляетъ Гельмгольцъ* можетъ быть разсматриваема современная тео- рія многоатомности элементовъ. Мы изложили взглядъ Гельмгольца на электрохимическую теорію, во многомъ отличающійся отъ воззрѣній Берцеліуса и опирающійся на современное понятіе объ атомности эле- ментовъ. Въ одной изъ послѣдующихъ главъ, прп разсмо- трѣніи теоріи атомности элементовъ, видно будетъ насколько теорія постоянной атомности элементовъ можетъ быть при- ложена къ разъясненію химическихъ явленій. Теперь же вер- немся къ ознакомленію съ періодомъ исторіи химіи, обни- мающемъ пятидесятые годы.
ГЛАВА XII. Новѣйшія теоріи типовъ. Химія пятидесятыхъ годовъ живетъ научнымъ наслѣ- діемъ сороковыхъ годовъ. Воззрѣнія Гергардта и Лорана, столько разъ заклейменныя авторитетами, дѣлаются посте- пенно общепринятыми, чему значительно способствовала но- вѣйшая теорія типовъ. Эту теорію мы встрѣчаемъ въ двухъ, по существу различныхъ, видоизмѣненіяхъ соотвѣтственно происхожденію: одно видоизмѣненіе теоріи беретъ начало въ старѣйшей теоріи типовъ Дюма; другое видоизмѣненіе, тео- рія типовъ Гергардта, представляетъ дальнѣйшее развитіе его унитарной системы. Типическія воззрѣнія, говоря вообще, служа для выра- женія аналогій между химическими соединеніями, всегда употреблялись въ наукѣ. Сопоставленіе аналогичныхъ сое- диненій различныхъ элементовъ, какъ то нерѣдко дѣлалъ Берцеліусъ, или приведеніе сложныхъ соединеній къ соеди- неніямъ болѣе простымъ по составу представляютъ пріемы отнесенія данныхъ соединеній къ типу. Этереновая теорія, равно какъ теорія сложныхъ радикаловъ, исходившія изъ аналогіи нѣкоторыхъ превращеній органическихъ соединеній съ солями амміака, въ этомъ смыслѣ, моглп быть названы типпческими. Слово «химическій типъ», повидимому, упо- треблено было впервые Бодримономъ; Дюма воспользовался этимъ словомъ для своей старѣйшей теоріи типовъ. Съ при- нятіемъ новыхъ атомныхъ вѣсовъ для кислорода, сѣры, угле- рода, въ работахъ Гергардта и Лорана, мы весьма часто встрѣчаемъ сопоставленіе органическихъ и неорганическихъ
230 соединеній, для указанія различныхъ аналогій между ними. Въ 1846 году, Лоранъ *) дѣлаетъ сопоставленіе слѣдующихъ соединеній, по его мнѣнію представляющихъ аналогію т) НІЮ КНО ММО С1Н0 СШО ЕШО ЕШЮ « Въ табличкѣ М обозначаетъ металлъ, Еі = С,ІІ5. Около того же времени въ статьяхъ Гергардта можно встрѣтить со- поставленія соединеній въ родѣ напр. слѣдующаго, что спиртъ есть эфирная кислота воды. Такія сопоставленія долго оста- вались одиночными, но умы къ нимъ привыкали; такія со- поставленія обсуждались а). Правильность сопоставленія неорганическихъ и органи- ческихъ соединеній и указанія аналогій между ними были подтверждены блестящими открытіями. Въ 1849 году Вюрцъ открылъ первичные амины, названные имъ метиламидомъ, этилампдомъ, названія, которыя Гергардтъ 4) предложилъ измѣнить въ общеупотребительныя нынѣ названія метила- минъ, этиламинъ и т. и. Вюрцъ высказалъ нѣсколько пред- положеній относительно строенія этихъ соединеніи. Такъ онъ предлагалъ разсматривать пхъ съ точки зрѣнія этереновой теоріи, какъ соединенія амміака съ непредѣльными углево- дородами, этиламинъ напр. представлялся соединеніемъ ам- міака и этилена, МІ3.С2Н4. Между другими воззрѣніями было Вюрцемъ указано и то, что разсматриваемыя соединенія представляютъ амміакъ, въ которомъ водородъ замѣщенъ метиліемъ пли этпліемъ (такъ звалъ, въ то время, Вюрцъ ") Апп. йе сЬіт. еі рЬув. 3 8. 18, 266. Съ этой главы ыы будемъ употреблять современные атомные вѣса: 0=16, С—12, 8=32. 3) Американскій ученый Стерри Хёнтъ (8іетгу Нипі) въ 1848 и 1849 годахъ высказалъ уже болѣе общія тниическія представленія, во, по неизвѣстности его статей въ Европѣ, овѣ не оказали вліянія ва развитіе типическихъ воззрѣній. Взгляды Стерри Хента стали извѣст- ными много дѣтъ спустя послѣ указанныхъ годовъ изъ его же статьв, представленной имъ въ Парижскую академію наукъ и имѣвшей цѣлью возстановить пріоритетъ его, относительно приложенія типическихъ взглядовъ и объясненія химическихъ явленій. *) Сотр. геп(1. (Іев ігаѵапх <1е сЬітіе, 1849, стр. 121.
231 остатки метилъ или этилъ). И дѣйствительно, открытыя сое- диненія представляютъ, по всѣмъ своимъ свойствамъ пора- зительное сходство съ амміакомъ. Вюрцъ пишетъ *), что амміакъ могъ-бы быть типомъ этихъ соединеній, если-бы не отличался отъ этихъ соединеній отсутствіемъ углерода. Строе- ніе этихъ соединеній все еще не было окончательно уста- новлено и Дюма, дававшій Парижской академіи наукъ отчетъ объ открытіи Вюрца, сдѣланномъ въ его же лабораторіи, все еще для этихъ соединеній употреблялъ неточныя, въ отношеніи, строенія, формулы, напр. для этиламина формулу С2Н,.КНа. Редакція журнала «Аипаіел (іег СЬешіе ііші Рііаг- тасіе», сообщая объ открытіи Вюрца, прибавляетъ, что за десять лѣтъ, Либихъ предвидѣлъ существованіе соединеній, напр. С2Н5. Н2^ — Ае. А<1 (Ае=АеіЬу1; Ай—АпГкГ), кото- рыя должны представлять аналогію въ свойствахъ съ амміа- комъ 2). Въ томъ же 1849 году, А. В. Гофманъ (въ лабора- то; іи Либиха) изслѣдовалъ реакцію іодгидриновъ спиртовъ на амміакъ и получилъ прп этомъ, нетолько первичныя основанія, открытыя Вюрцемъ, но также вторичныя и тре- тичныя основанія. При близости свойствъ всѣхъ этихъ сое- диненіи съ амміакомъ, Гофманъ, въ самой общей формѣ, высказалъ мысль объ амміачномъ типѣ и указалъ, что откры- тыя имъ соединенія представляютъ амміакъ, въ которомъ атомы водорода сполна или отчасти замѣщены одинаковыми илп различны.^! радикалами. Н Н н сн3 сн3 сн3 с,н5 н н Близость химическихъ свойствъ амміака и сложныхъ ам- міаковъ оправдывала эти сближенія 3); типъ амміака былъ установленъ. Въ тоже время и на другіе классы органическихъ соеди- неній стали распространять типическія воззрѣнія. Въ этомъ отношеніи особенно видное мѣсто занимаютъ ислѣдованія ан- глійскаго ученаго Вилліамсона (ХѴіІІіашзоп), ученика Либиха. *) Сотр. геші. 58, 223. ’) Апп. й. СЬет. и РЬагт. 71, 436. 3) Апп. 4. СЬет. и. РЬагт. 74, 174.
232 Мы уже указывали на изслѣдованіе образованія простаго эфира, сдѣланнаго этимъ ученымъ въ 1850 году (стр. 189). • Въ этой же статьѣ ’), Вилліамсонъ, подобно Гергардту и Лорану сравниваетъ формулы воды, спирта н эфира, при- / давая формуламъ слѣдующій видъ: И Н О с2н5О н и С2Н с,н * о Сравненіе приводитъ Вилліамсона къ выводу о возможно- сти существованія простыхъ смѣшанныхъ эфпровъ. И дѣй- ствительно эти соединенія были пмъ открыты. Въ слѣдую- щемъ. 1851 году, Вилліамсонъ 2) дѣлаетъ еще шагъ впередъ въ развитіи типическпхъ представленій. Исходя изъ вышепри- веденной типической формулы спирта, Вилліамсонъ строитъ типическую формулу уксусной кислоты, ед,0 н и С2Н3О 0 опираясь на превращеніе спирта окисленіемъ въ уксусную кис- лоту. Въ томъ же году, Вилліамсонъ представилъ дальнѣй- шее разширеніе своихъ воззрѣній 3), формулируя всѣ кис- лоты и ихъ солп по типу воды и признавая воду какъ все- общій типъ (ппіѴегваІ іуре), отъ котораго производятся всѣ химическія соединенія, даже амиды и амины. Здѣсь же было высказано предположеніе о возможности существованія ан- гидридовъ одноосновныхъ кислотъ. Таково наприл. было бы слѣдующее соединеніе СгН30 0 с;нао ° уксусный ангидридъ, который представляетъ воду, въ кото- рой оба ихъ водорода замѣщены радикаломъ С2Н3О, назван- нымъ Вилліамсономъ отиломъ, т. е. ацетиломъ Предвидѣнію Вилліамсона суждено было блистательно оправдаться: въ то время, когда появилась статья Вилліамсона, ангидриды одно- основыхъ кислотъ былп уже открыты Гергардтомъ. ”1 И. 77, 37. ’) Ій. 81. 85. Лоигпаі оГ Йіе СЬетйаІ Зосіеіу, 4, 350.
233 Въ письмахъ отъ 14 и 19 апрѣля 1852 г. *), на имя ре- дакціи Аппаіеп <1ег Сііетіе пп<1 РЬаппасіе, Гергардтъ описы- ваетъ полученіе ангидридовъ бензойной и уксусной кислотъ. Поводомъ къ произведенію этихъ опытовъ послужили сооб- раженія, подобныя тѣмъ, которыя дѣлалъ Вилліамсонъ о при- надлежности алкоголя и его простаго эфира къ типу воды и дальнѣйшее наведеніе о существованіи ангидридовъ одно- основныхъ кислотъ. Въ этомъ же письмѣ, Гергардтъ уже устанавливаетъ типъ воды, указывая, что къ этому типу при- надлежатъ основанія, кпслоты, соли, алкоголи, эфиры и ан- гидриды кислотъ. Типъ водорода былъ установленъ Гергардтомъ въ томъ- же году * 2 *), въ третьемъ письмѣ въ редакцію Аппаіеп йег Сііетіе иий Рйагтасіе. Къ типу водорода Гергардтъ причис- лилъ углеводороды (которые мы теперь зовемъ предѣльными), алдегиды, кетоны. Сумма фактовъ для окончательной постановки теоріи ти- повъ была на лицо и Гергардтъ, въ подробной статьѣ ’). описывая ангидриды одноосновныхъ кислотъ, приводитъ всѣ химическія соединенія къ слѣдующимъ четыремъ типамъ Н2О Н2 НС! Н3Я и даже (въ другой статьѣ) примѣняетъ кратный тппъ воды для формулированія двуосновныхъ кислотъ 4). Блестящія открытія вызванныя типическою теоріею сразу завоевали почетное мѣсто ей. Тѣмъ не менѣе типическія воззрѣнія хотя принимались и высказывались нѣсколькими химиками, но понимались различно. Во вступительныхъ сло- вахъ въ этой главѣ я высказалъ, что слѣдуетъ отличать два видоизмѣненія теоріи типовъ. Чтобы это доказать, нужно разсмотрѣть въ отдѣльности мнѣнія выдающихся химиковъ того времени. Первое мѣсто, по законченвости ея, должно быть отведено теоріи типовъ Гергардта. *) Апп. й. СЬетіе п. РЪагт. 82, 129. ’) ІЪ. 83, 112. ®) Апп. <1е сЬітіе еі йе рііувідие, 3 8., 37, 285. 4) Апп. СЬет. РЬагт. 87, 290, 296.
234 Теорія типовъ Гергардта. Теорія типовъ Гергардта *) имѣетъ своею основой уни- тарную систему, главнѣйшія положенія которой, для боль- шей ясности, придется повторить и нѣкоторыя изъ нихъ развить. Не признавая возможности знать внутренее строеніе ве- ществъ, теорія типовъ принимаетъ, что химическія соединенія представляютъ унитарныя частицы, составленныя изъ ато- мовъ. Соотвѣтственно сказанному, теорія употребляетъ двух- объемныя частичныя формулы п избираетъ единицей для сравненія формулъ всѣхъ соединеній частицу воды, прини- мая,, что онй заключаетъ два атома водорода и одинъ атомъ кислорода, что частичный вѣсъ ея = 18, а частица ея за- нимаетъ два объема въ состояніи пара. Теорія типовъ, не касаясь вопросовъ строенія химиче- скихъ соединеніи, изучаетъ только превращенія ихъ. Раз- сматривая превращенія химическихъ соединеній, наиболѣе важнымъ представляется, какъ это было указано въ X гла- вѣ, тотъ видъ превращеній, который мы зовемъ обмѣн- нымъ разложеніемъ. Этотъ видъ превращеній Гергардтъ принялъ за единицу для сравненія химическихъ превраще- ній. Напомнимъ, что обмѣнное разложеніе Гергардтъ опре- дѣляетъ по числу дѣйствующихъ и происходящихъ часуицъ, какъ такую реакцію, въ равенствѣ которой находятся, по каждую сторону знака равенства, два члена. Гергардтъ не- правильно полагалъ возможнымъ и другіе виды реакцій све- сти къ реакціи обмѣннаго разложенія. Соединеніе хлора съ водородомъ, по мнѣнію Гергардта (воспринятому отъ Лора- на), представляетъ обмѣнное разложеніе, такъ какъ въ эту реакцію вступаютъ частицы, но не атомы, хлора и водорода: С1С1 + НН = СШ + СІН. ' Подобное же объясненіе Гергардтъ примѣнялъ и для не- многихъ другихъ, тоуда извѣстныхъ реакцій присоединенія: *) Источникомъ для изложенія теоріи Гергардгя,ыы изберемъ [Ѵтомъ его Тгаііё сіе сііітіе ограпЩие, аышедшій въ свѣтъ въ 1657 году вскорѣ послѣ смерти Гергардта-
235 такъ яапр. соединеніе хлора съ этиленомъ, Гергардтъ пред- ставлялъ слѣдующимъ образомъ какъ реакцію обмѣннаго разложенія. СІСІ + С2Н, = [С,НаС1 4- НС1]. Приведя, конечно съ натяжками, и другія реакціи при- соединенія, къ реакціи обмѣннаго разложенія, Гергардтъ дѣ- лаетъ выводъ, что обмѣнное разложеніе есть единица для сравненія реакціи, есть типъ реакцій (геасііоп іуре). По мнѣнію Гергардта, вода представляетъ вещество, по преимуществу способное давать реакціи обмѣннаго разложе- нія. Вода, стало быть, представляетъ единицу для сравне- нія и частицъ и превращеніи всѣхъ тѣлъ, а потому всѣ ве- щества и могутъ быть произведены изъ типа воды. Остано- вимся въ дальнѣйшемъ развитіи этихъ положеніи и разсмот- римъ предварительно мнѣнія Гергардта о смыслѣ химиче- скихъ формулъ. Хотя подобный вопросъ былъ уже разсмотрѣнъ въ X главѣ, но въ виду важности предмета и необходимости, для по- слѣдующаго изложенія, точно опредѣлить воззрѣнія Гер- гардта, мы еще разъ остановимся на разсмотрѣніи этого вопроса, по источнику нѣсколько болѣе позднему, чѣмъ тѣ, которые служили намъ для составленія X главы. Согласно Гергардту, химическія формулы не могутъ изображать не- извѣстное для иасъ, распредѣленіе атомовъ въ частицѣ, какъ то напр. полагала дуалистическая теорія, но выражаютъ только аналогіи свойствъ, отношенія однихъ соединеній къ іругимъ. Гергардтъ не отвергалъ раціональныхъ формулъ, предполагая возможнымъ условно одинаково изображать ве- щества аналогичныхъ свойствъ. Раціональная формула, по Гергардту, есть сокращенное равенство выражающее обра- зованіе и свойства соединенія. Раціональная формула напр. бевзамида ХН2(С,Н-О), представляетъ сокращенное обобщен- ное равенство слѣдующихъ важнѣйшихъ реакціи образова- ніи и распаденія бензамида: СЛГ.ОСІ -|- ХН8 = С,Н,ХО -Ь НСІ (С,Н5О)2О -|- 2ХН3= 2С,Н,КО + Н,0 С,Н,ЯО -Ь КІЮ = С,Н,КО2 + хн3 Переписывая эти равенства такъ чтобы одна лишь фор-
236 мула бензамида, С7Н7КО, находилась по лѣвую сторону отъ знака равенства, имѣемъ: С,Н,КО= ЬТИ3+ С,Н,0 4-С1—Н—С1 2С,Н,ХО = 2ХН3 4- 2С,Н..О 4- О—2Н—О с,нло = кн3 4- с7н&о 4- ко—н—ко Сокращая нѣкоторые члены и раздѣляя второе равен- ство на два, пзъ всѣхъ трехъ отдѣльныхъ равенствъ полу- чаемъ одно, такъ сказать, обобщенное равенство образова- нія бензамида, къ которому бы пришли разсматривая и другія случаи образованія этого соединенія. С7Н7Х0 = КН3—И 4- С,Н5О Это равенство указываетъ, что бензамидъ есть амміакъ безъ одного атома водорода плюсъ С7Н50, что и выра- жается общепринятымъ языкомъ, что бензамидъ предста- вляетъ амміакъ, въ которомъ одинъ атомъ водорода замѣщенъ бензоиломъ. Раціональная формула бензамида ХН2(С,НаО) есть сокращенное послѣднее обобщенное равенство. Если химическое соединеніе представляетъ нѣсколько рядовъ различныхъ превращеній, то послѣднія могутъ быть сведены къ нѣсколькимъ обобщеннымъ равенствамъ, подоб- нымъ вышеприведенному для бензамида. Въ этомъ случаѣ Гергардтъ полагалъ, что соединенію можно придать нѣсколько раціональныхъ формулъ. Такъ напр. оксампновая кислота могла быть разсматриваема и какъ соединеніе, для крат кости скащемъ, воднаго типа (С1Оа.Н4К)НО и какъ соеди- . неніе амміачнаго типа (С2О,.НО)Н2Х. При обмѣнныхъ разложеніяхъ, какъ уже мы знаемъ, имѣетъ приложеніе законъ остатковъ (см. стр. 203). Гер- гардтъ зоветъ остатками или же радикалами группы ато- мовъ, которыя при реакціяхъ обмѣннаго разложенія пере- ходятъ пзъ одного соединенія въ другое. Остатку придается ариѳметическое значеніе, значеніе отношенія (гаррогі), какъ того требуетъ унитарность Гергардтовскихъ формулъ, и хотя употребляется названіе радикалъ, но смыслъ этого слова не тотъ, который встрѣтили въ электрохимической теоріи. Та- кое значеніе остатка дозволяло, смотря по цѣли, которую имѣли въ впду, принимать въ одномъ и томъ же соедине-
237 ніи различные остатки. Азотная кислота напр. можетъ быть изображена слѣдующими формулами, заключающими различ- ные остатки. о|^ о,|®° о$ Въ типическихъ формулахъ остатки замѣщаютъ атомы водорода въ типахъ. Какъ элементы, такъ и остатки, по способности замѣщать соотвѣтствующее число атомовъ во- дорода, были одно-, дву-, трехъэквивалентные или трех- атомные и т. д. Эквивалентность остатковъ увеличивается при отнятіи атомовъ водорода, уменьшается чрезъ присое- диненіе атомовъ водорода. Укажемъ для примѣра что С„Н2Оц-і и СпН2о_т считались радикалами спиртовъ; СпН2о_іО, СпН2п-'зО радикалами одноосновныхъ кислотъ. Иногда вы- годно было разсматривать соединеніе, какъ заключающее сложный радикалъ (гайісаі сошрозё), въ свою очередь со- ставленный изъ простѣйшихъ радикаловъ (гайісанх сопвИ- іианіз). Такъ напр. ацетилъ С2Н.,0 можетъ быть изобра- женъ и какъ СН3(СО) или же какъ С2На(О). Эквивалент- ность простѣйшихъ радикаловъ даетъ возможность знать эквивалентность сложнаго радикала Что такое типъ изъ всего вышесказаннаго вытекаетъ съ ясностью, но по важности предмета, воспользуемся для отвѣта словами Гергардта. Изъ различныхъ мѣстъ IV тома органпческои химіи Гергардта приведемъ слѣдующія опре- дѣленія: типъ есть единица для сравненія всѣхъ тѣлъ, спо- собныхъ къ сходнымъ реакціямъ обмѣна или происходящихъ прп сходныхъ реакціяхъ обмѣна; типъ есть общій членъ (Іегте соіійіапі) ’) который является въ равенствахъ сход- ныхъ превращеній нѣкотораго соединенія; типъ есть типъ обмѣнныхъ разложеній. Всѣ приведенныя опредѣленія типа имѣютъ въ виду псключптельцо превращенія химическихъ соединеній. Обратимся къ разсмотрѣнію вопроса, какія же типы из- брать для органическихъ, или вообще для химическихъ сое- диненій? Разсматривая превращенія, къ которымъ способны ') Паор. йН3 въ вывозѣ раціональной Формулы бензамида, сдѣлан- номъ выше.
238 химическія соединенія, какъ уже указано, мы встрѣчаемъ пре- имущественно реакціи обмѣннаго разложенія; таковыя осо- бенно точно воспроизводятся водою, ее можно было бы из- брать за общій типъ. Для удобства, Гергардтъ кромѣ него, избралъ еще трп производныхъ отъ нее типа (Іурез йегіѵёз): это будутъ НС1, ІІ3Х и Н2. Гергардтъ полагалъ, что избран- ные типы воспроизводили всѣ извѣстныя тогда превращенія химическихъ соединеніи. Отнести соединеніе къ типу, зна- читъ, по Гергардту, указать, что это соединеніе воспроизво- дитъ тѣ же превращенія какъ и вещество избранное за тппъ; происшедшія при превращеніи новыя вещества будутъ на- ходиться къ исходному веществу въ томъ же отношеніи, какъ и вещества избранныя для сравненія. Напр. простой эфиръ (С2Н-)2О относится къ типу воды Н2О, потому что въ эфирѣ О можно замѣстить 8, С12, (ѢШ2)2 и т. д. и полу- чить (С2Н5)28, С2Н5С1, также какъ аналогическими превращеніями, можно изъ воды получить Н28. НС1, ХН3. Относя всѣ извѣстныя вещества къ избраннымъ четыремъ типамъ, мы предвидимъ, и объясняемъ пхъ химическія свой- ства. Классификація веществъ по типической системѣ, по типамъ, представляетъ классификацію по аналогіи свойствъ и превращеній химическихъ соединеній. Въ главѣ X я уже показалъ, что въ унитарной системѣ, отрицающей возмож- ность знать внутреннее строеніе веществъ, вопросы а клас- сификаціи веществъ представляютъ особую важность п со- впадаютъ по пріемамъ рѣшенія пхъ, съ тѣмъ, что нынѣ ра- зумѣютъ подъ словомъ опредѣленія строенія. Приводя клас- сификацію химическихъ соединеній по типамъ, обращаемъ вниманіе читателя на то, что въ каждомъ типѣ, соединенія образуютъ рядъ, на оконечностяхъ котораго находятся сое- диненія противоположныя по свойствамъ. Типъ воды обни- маетъ и положительныя окислы — основанія и отрицатель- ныя окислы — кислоты; средину ряда занимаютъ безраз- личныя окислы, промежуточныя по свойствамъ между осно- ваніями и кислотами. Такое же постепенное измѣненіе свой- ства встрѣчаемъ п въ веществахъ принадлежащихъ дру- гимъ типамъ.
239 Подраздѣленія тѣ же какъ при кислородныхъ соединеніяхъ Типъ воды. А. Кислородныя соединенія. I. Положительныя окислы. Основанія. Первичныя производныя происходящія замѣщеніемъ од- ного водорода въ типѣ: водныя основанія. Вторичныя производныя происходящія замѣщеніемъ обоихъ втомовъ водорода типа: безводныя основавія. Спирты. Первичный производныя: собственно спирты. Вторичныя произодныя: простые эѳиры. Алдегиды. Первичныя производный: собственно алдегиды. II Отрицательныя окислы. Кислоты. Первичныя производныя: кислоты. Вторичныя производ- ныя: ангидриды кислотъ. III. Промежуточныя окнслы Соли. Сложныя эѳиры. В. Сѣрнистыя соединенія. С. Селенистыя соединенія. С. Теллуристыя соединенія. Типъ хлористаго водорода. I. Положительныя хлористыя соединенія. Хлористыя соеди- ненія основаніе, съ простыми и.сложными радикалами. Хлористыя сое- диненія спиртовъ. Хлористыя соединенія алдегидовъ. II. Отрицательныя хлористыя соединенія. Хлористыя соеди- ненія кнелотъ: хдорангидриды. Типъ амміака. I. Положительныя азотистыя соединенія. Азотистыя соеди- ненія основаній, первичныя, вторичныя, третичныя. Азотистыя соеди- ненія спиртовъ: первичныя, вторичныя, третичныя. Азотистый соеди- ненія алдегидовъ II. Отрицательныя азотистыя соединеніи. Азотистыя соеди- неніи кислотъ: первичныя, вторичныя, третичныя амиды. III. Промежуточныя азотистыя соединенія Солп вмидовъ. Алкалоиды Неопредѣленныя азотистыя соединенія, растительныя щелочи. Фосфористыя, мышьяковистыя, сурьмянистыя соединенія. Типъ водорода. I. Положительныя металлы. Металлы основаній первичныя водородистыя соединенія металловъ; вторичныя: металлы собственно. Металлы спиртовъ, первичныя водородистыя соединенія, напр. Н(СН3); вторичныя металлы спиртовъ, наор (СН3)а. Металлы алдегидовъ; пер- вичные, напр этиленъ (СаН3)Н; вторичные, напр. стильбенъ (С7Н5)(С7Н7}. II. Отрицательныя металлы. Первичныя водородистыя соеди- ненія кислотъ, алдегиды; вторичныя: иеталоиды.
240 • Таковы главнѣйшія положенія теоріп типовъ Гергардта. Для знакомыхъ съ прежними его взглядами теорія типовъ представляетъ мало новаго; эта теорія была назначена для распространенія важныхъ воззрѣній Гергардта п Лорана среди химиковъ. Гергардтъ полагалъ, что теорія типовъ при- миритъ его противниковъ съ его взглядами *), при видѣ нѣ- которыхъ уступокъ его, напр. принятія названія радикала одновременно съ остаткомъ плп въ томъ, что пмъ была по- ложена въ основу теоріп реакція обмѣннаго разложенія, эта основа дуализма. Уступокъ въ основныхъ воззрѣніяхъ, какъ видно изъ изложенія теоріи, не было допущено; при- нятіе же въ основу теоріп только реакціи обмѣннаго разло- женія было въ томъ смыслѣ не выгодно, что наложило на теорію типовъ печать односторонности п недостаточности. Впрочемъ эти два признака общи типическимъ воззрѣніямъ вообще, какъ указывалъ еще Лоранъ * 2). Недостатки прису- щіе типамъ, въ теоріи Гергардта значительно умѣрялись тѣмъ обстоятельствомъ, что его воззрѣнія представляли лишь обобщенія фактовъ п не заключали въ себѣ ничего абсо пот- наго 3). Именно такой характеръ теоріи типовъ Гергардта и представляется особенно важнымъ. Между тѣмъ, прп обсуж- деніи теоріп типовъ рѣдко на это обращаютъ вниманіе, вы- хваляя обыкновенно, имѣющую меньшее значеніе,'внѣшнюю сторону теоріи: удобство вывода формулъ сложныхъ соеди- неній, удобство выраженія при помощп типовъ химическія превращенія и т. п. Принявъ за исходную точку химическія превращенія, теорія типовъ впервые дала объясненіе этпмъ свойствамъ п, приводя соединенія къ типу, непосредственно предсказывала цѣлый рядъ превращеній. Эти послѣднія, ха- рактеризуя, въ большинствѣ случаевъ, функцію соединенія, и были названы типическими превращеніями. Блестящія открытія, сопровождавшія появленіе теоріи ти- повъ, быстро снискали ей расположеніе химиковъ. Ранняя *) Тгаііё <Іе сііішіе ог^апідие I, 140. 3) МеіЬойе, стр. 357. 3) Превосходное обсужденіе теоріи типовъ Гергардта читатель най- детъ въ статьѣ Н. Н. Соколова о современномъ направленіе химіи, въ химическомъ журналѣ Н. Соколова и А. Энгельгардта, за 1859 годі, стр. 10
241 смерть Гергардта не позволила ему далѣе развить свои воз- зрѣнія; дальнѣйшее развитіе теоріи типовъ перешло въ дру- гія руки. Не задолго до смерти, Гергардтъ выражалъ опасе- нія, что развитіе теоріи типовъ приметъ иное направленіе. «Нѣкоторые химики, невѣрно понимая мою мысль, пишетъ Гергардтъ, придаютъ моимъ тппамъ тотъ же смыслъ, какъ молекулярнымъ типамъ, относительно которыхъ, уже давно, г. Дюма развивалъ весьма остроумныя предположенія; мои типы выражаютъ нѣчто йное чѣмъ типы г. Дюма, такъ какъ послѣдніе имѣютъ дѣло съ предполагаемымъ расположеніемъ атомовъ въ тѣлахъ, съ вопросомъ, который, по моему мнѣ- нію, недоступенъ рѣшенію опытомъ» *). Опасеніямъ Гергардта суждено было осуществиться; его теорія осталась не разви- тою и то, что обыкновенно зовутъ новѣйшею теоріею типовъ, представляетъ развитіе теоріи типовъ Дюма. Гергардтъ, въ вышеприведенной цптатѣ ясно опредѣлялъ различіе этихъ теорій, но, быть можетъ, не излишне рѣзче обозначить эти различія. Исходная точка теоріи типовъ Дюма есть чисто атомовъ и ихъ расположеніе (см. стр. 180, 181). Это основное положеніе непосредственно вводитъ насъ въ кругъ воззрѣній, имѣю- щихъ цѣлью познаніе внутренняго строенія частицъ. Гер- гардтъ, считая невозможнымъ опытно изучать эти вопросы, исходною точкою своей теоріп дѣлаетъ изученіе химическихъ превращеній. Между этими исходными точками нѣтъ ничего общаго и не можетъ быть соглашенія, такъ какъ въ прило- женіи къ частнымъ случаямъ, какъ это постоянно будемъ указывать далѣе, обѣ теоріи даютъ совершенно противорѣчи- вые отвѣты по всѣмъ вопросамъ. Вотъ почему мы изложили отдѣльно теорію типовъ Гергардта. Теперь перейдемъ къ подтвержденію скг аннаго и сначала разсмотримъ основныя химическія воззрѣнія другихъ химиковъ, послѣдователей тео- ріп типовъ Дюма. Первое мѣсто между ними мы отводимъ Вилліамсону. *) Тгаііё. Т. IV, р. 586. 16
242 Типическія воззрѣнія Вилліамсона, Вюрца и Некуле до 1859 года. Ученикъ Либиха, Вилліамсонъ еще въ 1846 году рабо- талъ въ Гиссенской лабораторіи, въ которой тогда электрохи- мическая теорія была въ полной силѣ. Ближайшія обстоя- тельства, повліявшій на измѣненіе этпхъ воззрѣній, относи- тельно Вилліамсона, мнѣ неизвѣстны *). Въ 1849 году, въ работѣ объ образованіи простаго эфира Вилліамсонъ упо- требляетъ уже частичныя двухъобъемныя формулы, равно какъ атомные вѣса Гергардта. Химическое міровоззрѣніе Вил- ліамсона, какъ мы тотчасъ увидимъ, носитъ .явные слѣды ра- дикальной теоріи и теоріп Дюма и тѣмъ глубоко отличается отъ химическихъ воззрѣній Гергардта 2). Начнемъ съ разсмотрѣнія мнѣній Вилліамсона относи- тельно значенія химическихъ формулъ и строенія тѣлъ. Въ этомъ отношеніи особенно важна статья Вилліамсона «о кон- ституціи солей» в). Онъ говоритъ, что «химическія формулы вообще изображаютъ нѣкоторое расположеніе (аггапцетепі) атомовъ, пли по крайней мѣрѣ, различія въ расположеніи атомовъ: формулы представляютъ дѣйствительное изображе- ніе (асінаі іпіаце) того, что раціонально мы представляемъ себѣ подъ расположеніемъ атомовъ въ соединеніи, подобно тому какъ планетникъ изображаетъ то. что мы думаемъ о расположеніи планетъ солнечной системы». Стало быть, по • *) Мы приводили выше глсыіа Гергардта редакціи Аппаіеп дег СЬс- іпіе ип<1 РЬагтасіе; это показываетъ на вновь воспослѣдовавшее въ началѣ пятидесятыхъ годовъ сближеніе Гергардта и Либнха. ’> Считаю необходимымъ оговориться, что по отсутствію въ библіо- текахъ Петербурга нѣкоторыхъ мало распространенныхъ англійскихъ журналовъ и книгъ, быть можетъ я упустилъ нѣкоторыя изъ статей Вилліамсона. Прп составленіи эгого параграфа я пользовался статьями Вилліамсона въ журналахъ Аппаіеп йег СЬешіе ппд РЬагтасіе. Лоиг- паі оі' Йіе СЬепіісаІ Босіеіу, РЬіІозорІіісаІ Мащігіпе. На существованіе отдѣльныхъ сочиненій Вилліамсона, относящихся до разбираемаго пе- ріода, я нигдѣ не нашелъ указаній. э) Эта статья, къ сожалѣнію, неизвѣства ивѣ въ оригиналѣ, такъ какъ помѣщена въ мало распространенномъ журналѣ (СЬегтсаі Са- гсііе, 1851); я пользуюсь извлеченіемъ изъ этой статьи (Д.оГіЬе Сіге" гпісаі Зосісіу 4, 350), сдѣланномъ вѣроятно авторомъ, такъ какъ онъ говоритъ отъ перваго лица.
243 Вилліамсону, подъ словомъ конституція соединенія -должно разумѣть расположеніе атомовъ въ немъ. При этомъ для насъ особенно важно отмѣтить, что Вилліамсонъ опредѣленно высказываетъ, что онъ придаетъ химическимъ формуламъ со- вершенно иное значеніе, чѣмъ Гергардтъ. На столько же рѣзко скажется различіе и въ разсмотрѣніи химическихъ пре- вращеній. Вилліамсонъ, подобно Гергардту, принимаетъ обмѣнное разложеніе за превращеніе наиболѣе важное и къ которому могутъ быть сведены всѣ другія химическія превращенія, но совершенно отступаетъ отъ воззрѣній Гергардта, говоря, что при «обмѣнномъ разложеніи происходитъ въ дѣйствительности (асіпаііу) обмѣнъ частицы (ехсЬаіще оГ тоіеспіе) одной группы съ частицей другой группы». Абсолютный смыслъ, приданный Вилліамсономъ реакціи замѣщенія, уже указываетъ, что реакцію замѣщенія воспро- изводятъ радикалы соединеній, принимаемые за обособленные группы атомовъ. Вилліамсонъ принималъ реальное существо- ваніе сложныхъ радикаловъ въ соединеніяхъ, дѣлая лишь то ограниченіе, что, по его мнѣнію, въ соединеніяхъ радикалы могли представлять иныя свойства, чѣмъ въ свободномъ со- стояніи. Атомы въ частицахъ соединеній постоянно перемѣ- щаются; въ частицахъ напр. хлористаго водорода атомы во- дорода одной частицы обмѣниваются съ атомами хлора дру- гой частицы. Къ болѣе сложнымъ соединеніямъ Вилліамсонъ С2Н&)Г1 Нр онъ прилагалъ тѣ же воззрѣнія: въ частицахъ спирта . принималъ, что обмѣниваются атомы водорода и С2Н5. Онъ первый сталъ изображать, чѣмъ такъ злоупотребляли одно время, обмѣнныя разложенія вращеніемъ дощечекъ съ круж- ками, представлявшими радикалы, которые при вращеніи за- нимали мѣста одно другаго. Отмѣтимъ, что Вилліамсонъ опре- дѣленно указывалъ, что ето воззрѣніе о радикалахъ совер- шенно отличается отъ воззрѣнія Гергардта '). Принимая реальное существованіе радикаловъ, очевидно, и подъ терминомъ происхожденія новаго соединенія изъ типа ’) Лекція, читанная 28 января 1853 г. въ Коуаі ІіпЯіІиІіоп и отчетъ о которой помѣщенъ въ 1‘ііііоборіисаі Ма^агіпе 5, 381.
244 чрезъ замѣщеніе, Вилліамсонъ понималъ иное нѣчто, чѣмъ Гергардтъ, не предсказаніе извѣстныхъ свойствъ, но реально протекающее замѣщеніе. Цѣлостной теоріи типовъ, сколько мнѣ извѣстно, Вилліам- сонъ, въ то время, не далъ. Это весьма жаль такъ какъ обыкновенно теоріп типовъ Гергардта придаютъ чуждый и несовмѣстимый съ нею смыслъ воззрѣніи Вилліамсона, стоя- щаго по всѣмъ вопросамъ, которые мы затронули, на почвѣ радикальной теоріи. Второй ученый, мнѣнія котораго необходимо разсмотрѣть— это А. Вюрцъ (А. ^Ѵигіз). Любимый ученикъ Дюма, ученикъ также Либиха, 1) Вюрцъ, вслѣдъ за своими учителями, долго не принималъ новыхъ воззрѣній Гергардта и Лорана. Новые паи Вюрцъ сталъ употреблять не ранѣе 1859 года, но типи- ческія воззрѣнія онъ высказываетъ уже съ 1654 года, и съ опредѣленностью съ 1855 года 2). Исходя изъ невѣрной мыСлп, что теорія типовъ Гергардта есть продолженіе теоріп типовъ Дюма, Вюрцъ, стоя на почвѣ послѣдней, понятно, приходитъ къ выводамъ, несовмѣстимымъ съ воззрѣніями Гергардта. Хи- мическіе типы Гергардта. Вюрцъ сводитъ къ механическимъ типамъ Дюма, отчего, какъ мы видѣли уже, предостере- галъ Гергардтъ. Типъ Н2О онъ приравниваетъ удвоенному типу водорода Н,Н2; типъ Н3Х —• типу1 Н3Н3 и вообще фор- мулы всѣхъ соединеній сводитъ къ типу НпНи. Эти посылки приводятъ Вюрца къ выводу, что «всѣ вещества двойственно построены: дуалистическая конституція и образованіе тѣлъ присоединеніемъ—это дуализмъ старый; дуалистическое строе- ніе и образованіе тѣлъ чрезъ замѣщеніе, вотъ дуализмъ, ко- торый можно и теперь признать». Подобно Вилліамсону, Вюрцъ высказываетъ, что соединеніе дуалистической теоріп *) Впослѣдствіи профессоръ Медицинской школы въ Парижѣ, членъ Акадеиіи Наукъ, сенаторъ (т 18^5). Ученая дѣятельность и воззрѣніи Вюрца'весьма полно излагаются въ сочиненіи. Лабораторія Вюрца (въ Егоіе йе Мёдесіое, въ Парижѣ), въ началѣ шестидесятыхъ годовъ привлекала большой кружокъ его учениковъ. Пзъ Французскихъ уче- ныхъ, уиежемъ на Фриделя, Гриыо; изъ нѣмецкихъ иа Ладевбургп, ПФаундлсра. Изъ профессоровъ русскихъ университетовъ работало у Вюрца: П. Алексѣевъ, А. Зайцевъ, Н. Мевшутвавъ. а) Апп. йе сЫтіе еі йе рЬузіцпе, 3 8. 44, 303.
245 съ теоріею типовъ состоялось. Нужно-ли къ этому прибав- лять, что такое соединеніе могло состояться только для тео- рій Вилліамсона, Вюрца, но не Гергардта. Переходимъ теперь къ трудной задачѣ, познакомить чи- тателя съ воззрѣніями А. Кекуле (Ап§п8І Кекпіё). Труд- ность задачи происходитъ не отъ недостатка источниковъ— статьи Кекуле, его руководство къ органической химіи даютъ обильный матеріалъ для изслѣдованія развитія химическихъ воззрѣній этого ученаго—трудность заключается во внутрен- немъ противорѣчіи воззрѣній. Ученикъ, затѣмъ ассистентъ, одного изъ наиболѣе убѣжденныхъ дуалистовъ знаменитаго Р. Бунзена, Кеклле рано сталъ принимать новыя воззрѣнія. Уже въ 1857 году онъ употребляетъ новые атомные вѣса и типическія формулы *) Ознакомимся съ его воззрѣніями по первому выпуску его руководства органической химіи, кото- рый вышелъ въ маѣ 1859 года. Воспринявъ законъ частицы, Кекуле приходитъ къ идеѣ типовъ иначе чѣмъ Гергардтъ, а именно разсматривая природу элементовъ, ихъ различную способность къ соединенію, пхъ атомность 2). Типы Кекуле представляютъ простѣйшія формы соединеній атомовъ элемен- товъ различной атомности. Типъ водорода есть простѣйшій случай соединенія одноатомныхъ элементовъ, а типы Н2О, Н3Х, Н4С — простѣйшія формы соединеній соотвѣтствующаго числа, атомовъ одноатомнаго элемента, съ дву-, трех- и четы- рехъатомными элементами. Теорія типовъ по Кекуле, пред- ставляетъ сравненіе различныхъ соединеній по ихъ атомному составу, по числу входящихъ въ нихъ атомовъ элементовъ. Типъ Кекуле есть механическій типъ, ничего общаго съ химическимъ типомъ Гергардта не имѣющій 3). Понятіе хими- ческаго типа Гергардта несовмѣстимо съ понятіемъ меха ци- ническаго типа Дюма, между тѣмъ Кекуле пытается сдѣлать такое совмѣщеніе. Отсюда вытекаетъ внутреннее противорѣ- *) Аппаіеп йег Сііетіе и. Иіагт. 104, 133. ’) Развитіе этого послѣдняго понятія мы разсмотримъ въ одной изъ слѣдующихъ главъ. ’) Быть можетъ ве излишне оговорить, что подъ механическимъ или молекулярнымъ типомъ, я вездѣ разумѣю не только тины углероди- стыхъ соединеній, во вообще вевкій типъ, для вывода котораго въ основу положено лишь число соединяющихся атомовъ.
246 чіе его воззрѣній. Полагая, что радикалы играютъ роль про- стыхъ тѣлъ въ соединеніяхъ, что соотвѣтствуетъ тину Дюма, онъ однако вмѣстѣ съ Гергардтомъ принимаетъ возмож- нымъ выразить одно соединеніе нѣсколькими раціональными формулами, что противорѣчитъ первому положенію. Кекуле принималъ сначала, опять какъ и Гергардтъ, что химическая формула можетъ выражать только превращенія, а это опять противорѣчптъ идеѣ механическаго типа, по которому фор- мула выражаетъ расположеніе (І.арсгппр) атомовъ въ части- цахъ. Указавъ противорѣчія въ основныхъ воззрѣніяхъ, я не полагаю нужнымъ входить въ детальное разсмотрѣніе этихъ противорѣчій, что впрочемъ придется сдѣлать не разъ. Ке- куле избавился отъ внутренняго противорѣчія въ воззрѣ- ніяхъ постепенно и окончательно не ранѣе 1863 года, когда, откинувъ совершенно воззрѣнія Гергардта о химическомъ типѣ, Кекуле исключительно сталъ разработывать механиче- скій типъ — теорію химическаго строенія органическихъ со- единеній. Разсмотрѣвъ мігѣнія выдающихся ученыхъ, на долю кото- рыхъ пришлось вести развитіе теоріи типовъ, мы видимъ, что опасеніямъ Гергардта суждено было сбыться. Подъ име- немъ его теоріи типовъ будутъ развивать теорію типовъ Дюма- Вилліамсона, говоря общѣе, будутъ развивать механическій типъ и скоро понятіе о химическомъ типѣ, въ томъ смыслѣ какъ понималъ его Гергардтъ, совершенно исчезнетъ. Теорія многоатомныхъ радикаловъ. Смѣшанные типы. Появленію теоріи многоатомныхъ радикаловъ предшество- вали замѣчательныя опытныя изслѣдованія. Послѣ окончатель- наго установленія многоосновности кислотъ, возникло представ- леніе о многоатомности спиртовъ, основанное на изслѣі,ова- ніл производныхъ глицерина, сдѣланномъ Бертело, показав- шемъ способность глицерина соединяться съ тремя частицами одноосновной кислоты. Синтезъ дву атомныхъ ціиртовъ, удѣ- ланный въ 1856 году Вюрцемъ, способствовалъ уясненію по- нятія о многоатомномъ спиртѣ, которое установилось окон- чательно работами Бертело надъ сахаристыми веществами.
247 При дальнѣйшемъ изученіи гликолей. Вюрцъ показалъ на нихъ впервые способность образовать многочисленное, въ тео- ріи—безконечное число ангидридовъ и это представленіе, раз- витое на полиэтиленовыхъ гликоляхъ, было перенесено и на неорганическія соединеніи, при которыхъ возникло представ- леніе о поликислотахъ, каковы напр. поликремневыя кислоты. Примѣненіе къ многоатомнымъ спиртамъ типической теоріи Вилліамсона потребовало дальнѣйшаго ея развитія. На предполагаемую роль многоатомныхъ радикаловъ и эле- ментовъ въ соединеніяхъ впервые указалъ Вплліамсонъ. Въ статьѣ объ образованіи простаго эфира дѣйствіемъ сѣрной кислоты на спиртъ, Вплліамсонъ разсматриваетъ сѣрную ки- слоту, какъ происходящую отъ удвоеннаго типа воды и, при- нимая, что сѣрная кислота заключаетъ радикалъ 8О2, указы- ваетъ, что роль этого дву атомнаго радикала и есть именно спаивать обѣ частицы типа воды: На такую же роль многоатомныхъ элементовъ, сдерживать типы, Вплліамсонъ указалъ нѣсколько позже, въ 1854 году *). Въ томъ же году подобное* же мнѣніе высказалъ Одлингъ (\Ѵ. Обііпр) и предложилъ обозначать значками атомность эле- ментовъ,— напр. О ', X'" и т. д. 2). Позже эти значки былп приняты для изображенія атомности радикаловъ. Мысли, вы- раженныя вскользь Вилліамсономъ, встрѣтили сочувствіе: въ статьѣ Вюрца о гликолнхъ, равно какъ въ первой же статьѣ Кекуле, мы уже встрѣчаемся съ многоатомными радикалами я). Допущеніемъ роли многоатомныхъ радикаловъ сдерживать простые типы объяснялась необходимость существованія крат- ныхъ типовъ. Таковы положенія теоріи многоатомныхъ радикаловъ. Тео- рія основана на принятіи въ тѣлахъ реально существующихъ, обособленныхъ группъ атомовъ, радикаловъ. Это всегда, прп- *) Апп. СЬет. РЬагт. 91, 221. а) 3. СЬет. 8ое. 7, 1. 3) Апп. СЬет РЬагт. 106.
248 нималъ Вилліамсонъ; къ нему теперь примыкаютъ Вюрцъ и Кекуле. Кекуле совмѣщаетъ теорію многоатомныхъ радикаловъ съ Гергардтовскимъ смысломъ для радикала, а это несовмѣ- стимыя представленія. Вюрцъ сначала былъ послѣдователенъ и оказывалъ, что принятіе теоріи сложныхъ радикаловъ раз- рушаетъ (рогіе аНеіпіе) всю систему Гергардта'). И дѣйстви- тельно. по теоріп послѣдняго, не касающейся вопросовъ о вну- треннемъ строеніи веществъ, радикаламъ, остаткамъ, значеніе которыхъ ариѳметическое, измѣняющееся вмѣстѣ съ изучаемыми превращеніями, нельзя придать роли сдерживать типы. Тео- рія многоатомныхъ радикаловъ пред тавляетъ шагъ развитія механическаго или молекулярнаго типа и несовмѣстима съ химическими типами Гергардта 2). Мы не касаемся разсмотрѣнія вопроса о томъ, какіе вообще выбрать' радикалы въ соединеніяхъ; мы указывали (стр. 166), что принятіе того или другаго радикала находится въ связи не съ предполагаемымъ строеніемъ соединенія, но въ связи съ тѣмъ превращеніемъ, болѣе или менѣе глубокимъ, кото- рому мы подвергаемъ изучаемое соединеніе. Если признать существованіе р; дикаловъ въ соединеніяхъ, равно какъ указанную выше ихъ роль ‘паивать типы, нетрудно сдѣлать шагъ далѣе и допустить, что многоатомные радикалы могутъ спапвать не только одинаковыя типы, но и различные. Такимъ путемъ Кекуле пришелъ къ допущенію смѣшанныхъ типовъ. Приведемъ нѣсколько примѣровъ такихъ типовъ. Типъ (НС1 |° 80,С1 Н° первый хлораигидрвдъ сѣрной кислоты. *) Апп. йе сіііт. рЬув. 3 8. 55, 471. а) Для большаго утвержденія сказаннаго, я не ногу не привести для примѣра типической Формулы сѣрной кислоты данной Гергардтомъ (Апп. й. Сйішіе и. РЬагш. 87, 291) 80, О Сравненіе этой Формулы съ Формулой Вилліамсона, приведенной въ текстѣ, устраняетъ всякую мысль о возможности сдерживанія типа въ представленіи Гергардта.
249 Типъ Н н к |н ІИ|О Н|° оксаминовая кислота. Такъ какъ смѣшанные типы могутъ быть образованы про- стыми и кратными типами, то, стало быть, смѣшанныхъ типовъ можетъ быть безчисленное множество. Введеніе представленія о смѣшанномъ типѣ, вполнѣ законное съ точки зрѣнія меха- ническаго типа, совершенно разрушило простоту типической теоріи и уничтожило ясность типическихъ формулъ. Оно въ конецъ уничтожило теорію, потому что если типовъ безчи- сленное множество, стало быть, нѣтъ типовъ. Допущенію смѣшанныхъ типовъ обыкновенно приписы- ваютъ паденіе теоріи типовъ Гергардта. Полагаемъ необхо- димымъ сдѣлать поправку къ этому выводу. Мы видѣлп выше, что теорія многоатомныхъ радикаловъ, равно какъ допущеніе смѣшанныхъ типовъ въ теоріп механическихъ типовъ и въ теоріп химическихъ типовъ Гергардта имѣютъ различныя зна- ченія. Разсмотримъ кратные и смѣшанные типы съ точки зрѣ- нія не состава соединеній, но съ точки зрѣнія вновь наблю- денныхъ превращеній, какъ напр. при многоатомныхъ спир- тахъ, потребовавшихъ усложненіе теоріи. Кратные типы встрѣ- чаются п у Гергардта: они суть представители такихъ соеди- неніи, при которыхъ встрѣчаемъ нѣсколько повторяющихся системъ тождественныхъ превращеній. Кратные типы только и употребляются для выраженія одновременно протекающихъ всѣхъ системъ тождественныхъ превращеніи какъ напр. при образованіи среднихъ эфировъ многоосновныхъ кислотъ. Такъ называемыя неполныя производныя многоосновныхъ кпслотъ Гергардтъ относплъ къ простымъ типамъ. Къ нимъ же, онъ относитъ вещества двойственной функціи, представляю- щія нѣсколько системъ различныхъ превращеній. Смотря по разсматриваемому превращенію, эти соединенія относятся къ тому или другому тппу. Вещества двойственной фѵнкпіи моглп быть выражены по этой причинѣ нѣсколькими ра- ціональными формулами. Кратные и смѣшанные типы не могутъ уничтожить типической теоріи Гергардта, потому что сводятся къ небольшому числу извѣстныхъ превращеніи хи-
250 мическихъ соединеній, а не къ безчисленнымъ тинамъ, какъ это выводитъ теорія механическаго типа, имѣя въ виду не превращенія, но составъ соединеній. Предшествующее изложеніе указываетъ, что, разбирая воз- никновеніе и дальнѣйшее развитіе теоріи типовъ, нужно строго отличать теорію химическихъ типовъ Гергардта отъ теоріи меха- ническихъ типовъ, которую особенно развилъ Вплліамсонъ. Та- кое строгое разграниченіе этихъ двухъ теорій типовъ обыкно- венно не дѣлается и первѣйшими представителями науки; а между тѣмъ при несовмѣстимости этихъ теорій, безразличное примѣненіе пхъ неизбѣжно'должно было привести къ противорѣ- чіямъ въ выводахъ. Это уже и сказалось напр. при оцѣнкѣ тео- ріи многоатомныхъ радикаловъ, кратныхъ и смѣшанныхъ ти- повъ. Читатель необходимо долженъ имѣть въ виду такое поло- женіе дѣла при пользованіи современными сочиненіями. Позво- ляемъ себѣ сдѣлать въ этомъ отношеніи нѣкоторыя указанія. Смѣшеніе основныхъ понятій теорій химическихъ и ме- ханическихъ типовъ особенно рѣзко сказывается въ 1-мъ томѣ, во многихъ отношеніяхъ прекраснаго руководства Ке- куле БеЬгЪнсЬ Лег ог^апшсЬеп СЬепііё. Въ наилучшемъ изъ своихъ сочиненій, Бесопз сіе Іа рііііойоріііе сЬіінідпе, Вюрцъ также стоитъ на. шаткой почвѣ, стремясь примирить разви- ваемую имъ теорію механическаго типа съ воззрѣніями Гер- гардта. Какъ мы укажемъ своевременно, при дальнѣйшемъ развитіи своихъ воззрѣній, и Кекуле и Вюрцъ оставили со- вершенно воззрѣнія Гергардта, касающіяся химическихъ ти- повъ. Наиболѣе послѣдовательно изложено развитіе теоріи молекулярнаго типа въ извѣстномъ сочиненіи А. М. Бутле- рова: «Введеніе къ полному изученію органической химіи» (Казань, 1864; посмертное изданіе Спб. 1887). Въ краткомъ историческомъ очеркѣ развитія химическихъ воззрѣній, на- ходящемся въ этомъ сочиненіи, А. И. Бутлеровъ обходитъ разсмотрѣніе теоріи химическихъ типовъ Гергардта, равно какъ вопросовъ, относящихся до различнаго пониманія атом- ности элементовъ, т. е. именно тѣхъ вопросовъ, которые были причиной противорѣчіи въ воззрѣніяхъ Кекуле и Вюрца *). Такому же изложенію, какъ у Бутлерова, слѣдуютъ 1) А. М. Бутлеровъ приникалъ, что химическіе ткпь: Гергардта и химическіе типы Дюиа тождественны по вначенію.
251 и новѣйшіе послѣдователи теоріи строенія: было бы невоз- можно для подтвержденія этого приводить всѣ сочиненія, укажемъ лишь на немногія. Лотаръ Мейеръ въ своей из- вѣстной книгѣ, Мойегнеп ТЬеогіеи Дег СЬешіе, не только не излагаетъ теоріи химическихъ типовъ Гергардта, но припи- сываетъ ему совершенно невѣрно мысль, что будто бы его теорія положила основаніе статпкп атомовъ. Въ послѣднемъ изданіи ЕпЬѵіскеІнп^еесЬісЬіе Дег СЬешіе, Ладенбургь дер- жится того же мнѣнія. Иные дѣлаютъ при этомъ оговорку, что <теорія типовъ Гергардта безсознательно исходила изъ понятія объ атомности элементовъ *)». Не только вышепри- веденные ученые, считающіе себя послѣдователя ми Гер- гардта, но и его научные противники нерѣдко также смѣ- шивали его воззрѣнія съ воззрѣніями Вилліамсона. Такъ напр. Г. Кольбе въ первомъ изданіи своего сочиненія: АпэЙіЬгІісЬеэ ЕеЬгЬпсЬ <1ег ог^апіэсЬен СЬешіе (первый вы- пускъ которой вышелъ въ 1853 году), представляя критику теоріи типовъ Гергардта - Вплліамсопа, почти сплошь кри- тикуетъ лишь взгляды послѣдняго. Едва ли я ошибусь, если скажу, что только въ русской литературѣ мы встрѣчаемъ точныя изложенія типической теоріи Гергардта. На этой тео- ріи покоится изложеніе «ОрІям^сйкой химіи» Д. Менделѣева (1-е изданіе 1861 года, 2-е 1863 г.). Мы своевременно по- знакомимся съ тѣми добавленіями, которыя внесъ въ эту теорію авторъ. Вполнѣ точное изложеніе теоріи типовъ Гер- гардта читатель найдетъ въ статьѣ Н. Соколова, ученика Гер- гардта: «О современномъ направленіи химіи 2)». Теорія химическихъ типовъ Гергардта осталась, по смерти его, безъ дальнѣйшаго развитія; развиваться будетъ теорія механическихъ типовъ. Для избѣжанія недоразумѣній въ по слѣдующемъ изложеніи развитія этой послѣдней теоріи, я буду' называть ее тшпіческой теоріей Дюма-Вилліамсона. *) В. Рихтеръ Учебникъ неорганической химіи по новѣйшимъ воз- зрѣніямъ 1886, стр. 192. а) Химическій журналъ Н. Соколова и А. Энгельгардта 1859 года, стр» 19.
ГЛАВА XIII.' Новѣйшая теорія Кольбе и сліяніе съ нею типической теоріи Дюма-Вплліамсона. Эта глава посвящена изложенію выдающагося по важно- сти факта. Теорія Кольбе, послѣдняго пзъ представителей радикальной теоріп, оказывается на столько сходною съ воз- зрѣніями, выработанными типической теоріей Дюма и Вил- ліамсона, сначала противопоставленной радикальной теоріи» которая была признана невѣрной, что обѣ теоріи сливаются. Возможность сліянія теорій, казалось бы противоположныхъ, была обусловлена съ одной стороны полнымъ оставленіемъ воззрѣній теоріи типовъ Гергардта и разработкой теоріп исключительно механическихъ типовъ; съ другой стороны, тѣмъ обстоятельствомъ, что новѣйшая теорія Кольбе осно- вана также на приложеніи механическаго типа къ изученію органическихъ соединеній. Новѣйшая теорія Нольбе. Новѣйшая теорія Кольбе *) производитъ всѣ органиче- скія соединенія отъ углекислоты, придавая послѣдней фор- мулу С2О4 (во всемъ этомъ параграфѣ С=6. 0=8). Два те- ’) Г. Кольбе (Негшапп КоІЪе, 1818—1884), по окончаніи универ- ситетскаго курса, поступилъ въ 1843 году ассистентомъ Бунзена въ Марбургскій университетъ. Съ 1845 по 1847 г. онъ провелъ въ Лон- донѣ ассистентомъ Плэйзера. Профессоромъ Марбургскаго универси- тета онъ былъ съ 1851 по 1865, затѣмъ перешелъ въ Лейпцигскій университетъ, профессоромъ котораго онъ скончался. Выдающіяся уче- ныя работы Кольбе указаны въ текстѣ сочиненія; новѣйшая исторія химіи не можетъ обойдти имени этого ученаго. Учебная дѣятельность
253 ченія фактовъ леглп въ основу этой теоріи. Первый ряхъ фактовъ даетъ указаніе, какъ постепенно возникло воззрѣніе о происхожденіи органическихъ соединеній изъ углекислоты; второй рядъ фактовъ долженъ объяснить возможность воз- веденія С2О4 въ механическій типъ. Первымъ отдаленнымъ намекомъ на возможность участія углекислоты въ образованіи органическихъ соединеній мы находимъ въ статьѣ Митчерлиха, объ открытой имъ сульфо- бензоловой кислотѣ. Эту кислоту онъ разсматриваетъ какъ соединеніе бензола съ сѣрной кислотой СЯНВ 8О3 и .ука- зываетъ па аналогію съ бензойной кислотой, какъ представ- ляющей соединеніе бензола съ углекислотой С,.Нс-|-СО2. Въ одной изъ статей о теоріи типовъ Дюма встрѣчаемъ слѣ- дующее сопоставленіе: С2Н4, С2Н4 двѣ частицы болотнаго газа С.,Н4, С2О4 уксусная кислота. Подобныя же сопоставленія входятъ въ ёго представле- нія о сопряженныхъ кислотахъ (стр. 204). Относительно про- исхожденія вообще органическихъ соединеній изъ углекис- лоты, первый высказался Либихъ, указывая, что углекислота есть единственный источникъ углероднаго питанія растеній. Мы находимъ у дего слѣдующее сближеніе относительно рас- паденія глюкозы на спиртъ и углекислоту. р8О8Ов = 8СО2 С8Н12О4 = 2С4Н6О2 Двѣ частицы спирта происходятъ отъ 8СО2 замѣщеніемъ двѣнадцати атомовъ кислорода двѣнадцатью атомами водо- рода. Пиріа (1855), открывшій методъ полученія алдегидовъ перегонкой кальціевыхъ солей органическихъ кислотъ съ муравьинокальціевой солью, уже прямо производитъ алде- гиды и кислоты отъ углекислоты. Всѣ эти попытки предста- ете весьма плодотворна и нѣкоторые изъ теперешнихъ профессоровъ русскихъ университетовъ перебывали въ его лабораторіи (А. Зайцевъ, В. Марковниковъ, Н. Меншуткинъ). Съ 1870 года Кольбе редактировалъ Лоигпаі Гйг ргасІіасЬе Сііешіе, въ которомъ, помимо его ученыхъ ра- ботъ, читатель найдетъ многочисленныя критическія статьи, въ особен- ности направленныя противу теоріи строеніи.
254 вить происхожденіе органическихъ соединеній изъ углекис- лоты не представляютъ цѣлостности; Кольбе принадлежитъ заслуга возведенія такого способа происхожденія органиче- скихъ соединеній въ теорію (1857). Ближайшій поводъ для развитія указаннаго воззрѣнія кроется, повидимому, въ работахъ друга Кольбе, часто това рпща по работѣ, Франкланда, надъ металлооргаппческпми сое- диненіями. Франкландъ сравнилъ составъ приготовленныхъ имъ металлоорганическихъ соединеніи нѣкотораго металла и составъ его окисловъ. Употребляя тогдашнія формулы Фран- кланда, послѣдователя радикальной теоріп. дадимъ слѣдующіе примѣры: 2п0 окись цинка &іС4Н5 цинкэтплъ НдО окись ртути Н^СДІ. меркурэтилъ. Франкландъ разсматриваетъ металлоорганическія соедине- нія, какъ происшедшія изъ соотвѣтствующихъ окисловъ за- мѣщеніемъ кпсдорода радикалами С2Н3. С4Н5 и т. п. Кольбе обобщилъ этотъ взглядъ и такимъ же образомъ сталъ объ- яснять образованіе органическихъ соединеній изъ углекис- лоты. Онъ сначала ’) высказалъ лишь общія положенія тео- ріи, такъ какъ желалъ ее подтвердить опытами полученія органическихъ соединеній непосредственно изъ углекислоты. Опыты Кольбе не были удачными. Когда же Вэнклинъ 2) дѣйствіемъ углекислаго газа на натрійэтилъ получилъ про- піоновокислую соль, Кольбе почелъ, что это открытіе дѣ- лаетъ несомнѣнными основы его теоріп и приступплъ къ полной ея разработкѣ. Онъ это сдѣлалъ въ замѣчательной статьѣ, озаглавленной «О естественномъ соотношеніи орга- ническихъ и неорганическихъ соединеній» 3). Въ этой теоріи совершенно оставлено разсмотрѣніе электрохимическихъ от- ношеній химическихъ соединеній. Кольбе одпако оставался на почвѣ радикальной теоріи Берцеліуса, примѣнялъ его атом- ные вѣса; закона частицы Кольбе въ то время не признавалъ. Принимая для угольной кислоты, въ смыслѣ радикальной теоріп, формулу ея ангпдрпда. но удвояя ее, [С2О2]О2. съ ра- ’) Апп. Сііет. РЬагт. 101, 258. ІЬ. 107, 125. 3) ІЬ. 113, 294.
255 дикаломъ С2О2, Кольбе производитъ органическія кислоты замѣщеніемъ экстрарадикальныхъ эквивалентовъ *) кислорода углеводородными радикалами. Такъ напр. муравьиная кислота происходитъ замѣщеніемъ экстрарадикальнаго эквивалента кислорода—водородомъ; уксусная—метиломъ; бензойная кис- лота образуется при замѣщеніи фенпломъ. Такимъ образомъ полученные кислоты (по современному — ангидриды), заклю- чая еще одинъ атомъ экстрарадикальнаго кислорода, по пра- виламъ радикальной теоріи, соединяются съ однимъ эквива- лентомъ гпдратноп воды. [С2О2],О2 углекислота Н0.Н[С202],0 муравьиная к. НО.(С2Н,)[С2О2],О уксусная к. НО.(С12Н5)[С2О2],О бензойная к. Многоосновныя кислоты также производятся отъ еще болѣе кратныхъ формулъ угольной кислоты и основность происходя- щихъ кпслотъ опредѣляется числомъ эквивалентовъ экстра- радикальнаго кислорода, оставшихся незамѣщенными. Напр. 2НО.СС.Н0 [СА] О2 янтарная к. ЗНО.(СКН5) С2О2 С2О2 С2О2. , 03 трикарбаллиловая к. Соотвѣтственно приведеннымъ формуламъ, получаемъ ра- ціональныя формулы солей и другихъ производныхъ кислотъ. хѴІеталептпческое замѣщеніе допускалось и имѣло мѣсто въ углеводородномъ радикалѣ кпслотъ. При замѣщеніи одного экстрарадикатьнаго эквивалента углекислоты водородомъ, а другаго углеводороднымъ ради- каломъ, образуются алдегиды Н2[С2О2] муравьиный алдегидъ. С 1Т I 2д3|[С2О2] уксусный алдегидъ. р п I 12р|5|[С2О2] бензойный алдегидъ. ’) Употребляю это слово вмѣсто слова «атомъ», употребляемаго Кольбе.
256 Кетоны происходятъ замѣщеніемъ обѣихъ экстрарадп- кальныхъ атомовъ углеводородными радикалами. > ^2ц3][С2О2] ацетонъ Сап3| 2,2і!5][С2О.,] бензофенонъ. ^12^5 । Не заключая экстрарадикальнаго кислорода, алдегиды и кетоны не могутъ образовать гидратовъ. Спирты образуются замѣщеніемъ обоихъ эквивалентовъ радикальнаго кислорода и одного изъ экстрарадикальныхъ, водородомъ или углевородными радикалами. Основность (атомность) ихъ опредѣляется по числу атомовъ экстрара- дикальнаго кислорода Н0.[Н3С2],0 метиловый спиртъ НО. ,0 этиловый спиртъ. Замѣщеніемъ двухъ и трехъ атомовъ водорода метило- ваго спирта образуются вторичные и третичные одноатом- ные спирты. Относительно многоатомныхъ спиртовъ, Кольбе не успѣлъ (въ своевременно выходившихъ выпускахъ) высказаться съ достаточною ясностью. Такъ напр. гликоли онъ представ- ляетъ то какъ бигидраты алдегидовъ или кетоновъ, то какъ бигидраты окисей подобныхъ окиси этилена, [^2^3}С2^О,. Небольшимъ измѣненіемъ послѣдней формулы можно было бы формулировать гликоли вполнѣ послѣдовательно въ смыслѣ развиваемой теоріи. Замѣщеніемъ всѣхъ атомовъ кислорода углекислоты во- дородомъ или углеводородными остатками происходятъ угле- водороды. Н4С2 болотный газъ. СГ>П.,|,, Н г 2 этанъ- Различные случаи замѣщенія атомовъ водорода болот- наго газа давали изомерные предѣльные углеводороды, но быть можетъ, по недостаточности фактовъ, этотъ отдѣлъ былъ мало разработанъ.
257 Для непредѣльныхъ соединеній, кромѣ непредѣльныхъ углеводородовъ, теорія давала такія же формулы, какъ и для соотвѣтствующихъ предѣльныхъ Соединеній. Для непре- дѣльныхъ углеводородовъ СпН2п пришлось усложнить основ- ную гипотезу, допуская, что они напр. этиленъ происходятъ отъ окиси углерода замѣщеніемъ водородомъ и углеводород- ными радикалами. С, 02 окись углерода С2Н3]С этиленъ. Для производства еще болѣе непредѣльныхъ углеводо- родовъ пришлось допустить цѣлый рядъ гипотетическихъ окисловъ углерода, изъ которыхъ укажемъ лишь на С3О. Впрочемъ, за малымъ числомъ извѣстныхъ тогда непредѣль- ныхъ углеводородовъ, этотъ отдѣлъ теоріи Кольбе мало развилъ. Такъ какъ теорія принимала, что органическія соедине- нія происходятъ изъ неорганическихъ кислородныхъ соеди- неній замѣщеніемъ кислорода углеводородный! радикалами, явилась возможность предвидѣть и формулировать многочи- сленныя органическія соединенія, производныя различныхъ элементовъ. Въ особенности полно далъ Кольбе теорію орга- ническихъ соединеній сѣры. По правиламъ даннымъ выше для карбоновыхъ кислотъ, сульфокислоты производятся отъ сѣрной кислоты [8204]0а. Ограничимся примѣрами: НО.(СаН3)[82О4],О2 сульфометиловая к. НО.(С12Н5)[82О4],О2 сульфобензоловая к. 2Н0.(С4Н4)[|А ,О2 этилендисульфокислота. Дальнѣйшимъ замѣщеніемъ экстрарадикальнаго кислорода сѣрной кислоты углеводородными радикалами образуются бульфоны, аналоги кетоновъ и предвидится существованіе соединеній аналогичныхъ алдегидамъ. С Н і ' С4Н ([8аО4] діэтилсульфонъ ^12^5|[8204] сульфобензпдъ. 17
258 Отъ сѣрнистаго айгидрида 82О4 Кольбе производилъ соединенія триэтилсульфина напр. (С4Н5)3Д82- Подобно сѣрнистымъ соединеніямъ, могли быть фор- мулированы органическія соединенія фосфора, мышьяка. Металоорганическія соединенія также производились отъ соотвѣтствующихъ кислородныхъ соединеніи. Приступая къ обсужденію теоріи прежде всего остановимся на выраженіи Кольбе, что эта теорія представляетъ «естествен- ное соотношеніе органическихъ и неорганическихъ соедине- ній». Конечно въ природѣ мы имѣемъ въ углекислотѣ един- ственный источникъ происхожденія органическихъ соедине- ніи, но съ точки зрѣнія образованія органическихъ соеди- неній вообще, это не болѣе какъ одинъ изъ способовъ, весьма не общій, образованія органическихъ соединеній. Ставъ, по этому вопросу, на точку зрѣнія Кольбе, нужно приз- нать, что органическія соединенія по существу отличаются отъ неорганическихъ. Даже между соединеніями углерода Кольбе считаетъ углекислоту, окись углерода, муравьиную и ща- велевую кислоты отличными отъ другихъ органическихъ соединеній и причисляетъ ихъ къ неорганическимъ соеди- неніямъ. Позже Кольбе оставилъ этп воззрѣнія, когда убѣ- дился, что углеродистыя соединенія можно производить, безъ ущерба для теоріи, не изъ углекислоты. Признаніе углекислоты, какъ исходнаго соединенія, во- обще является невыгоднымъ, такъ какъ формулированіе орга- ническихъ соединеній изъ нея требуетъ отрицанія вѣрныхъ атомныхъ вѣсовъ, въ особенности для кислорода, такъ какъ замѣщенію водородомъ или углеводородными радика- лами подлежатъ эквиваленты кислорода. Отрицая вѣрные атомные вѣса для кислорода и углерода, Кольбе, не объяс- няя ни причины, ни возможности это сдѣлать, для вывода формулъ органическихъ соединеній, примѣняетъ удвоенную формулу и углекислоты и окиси углерода, равно какъ сѣр- ной кислоты и т. д. Точно также отрицая необходимость признанія частицъ, такъ и частичныхъ формулъ, Кольбе, соотвѣтственно избранной и сходной удвоенной формулѣ, угле- кислоты, употребляетъ постоянно четырехобъемныя формулы, а не смѣсь формулъ, отвѣчающихъ разнымъ объемамъ въ со-
259 стояніи пара. Исходя изъ углекислоты, Кольбе не забываетъ и гидратную воду. Всѣ эти противорѣчія съ радикально» теоріей могли бы быть обойдены избраніемъ СН4 за исход- ное соединеніе для вывода формулъ органическихъ соедине- ній. Такъ впослѣдствіи Кольбе и сдѣлалъ. У кажемъ наконецъ что теорія Кольбе не могла обнять непредѣльные углево- дороды, безъ допущенія несуществующихъ соединеній угле- рода съ кислородомъ. Въ теоріи Кольбе, реакціи замѣщенія отведено первен- ствующее мѣсто и авторъ думалъ, что смыслъ его хими- ческихъ формулъ сохранился Берцеліусовскій. Въ слѣдую- щемъ параграфѣ мы будемъ имѣть случай остановиться на разсмотрѣніи этого вопроса. Не смотря на указанныя недостатки, ошибки п противо- рѣчія, необходимость многихъ произвольныхъ допущеній, теорія Кольбе, для того времени, представляла много пре- восходныхъ частностей. Хотя опредѣленіе, что такое орга- ническое соединеніе, по этой теоріи, было искуственнымъ, тѣмъ не менѣе система органическихъ соединеній на немъ построенная, способна была охватить всѣ органическія сое- диненія. Многія изъ нихъ стояли, въ то время, внѣ системы. Такъ напр. органическія сѣрнистыя соединенія, въ теоріи Кольбе, вперйые являлись въ стройной системѣ, съ вѣрно опредѣленнымъ строеніемъ. Въ связи съ изученіемъ строенія органическихъ соединеній, теорія значительно двинула впе- редъ изученіе вопроса объ изомеріи органическихъ соеди- неній, предвидѣніемъ наиболѣе важныхъ случаевъ изомеріи, въ особенности между спиртами и кислотами. Кольбе пер- вый предсказалъ существованіе вторичныхъ и третичныхъ одноатомныхъ спиртовъ и указалъ, что открытый тогда Фри- делемъ изопропиловый спиртъ есть вторичный спиртъ. Нѣ- сколько лѣтъ спустя А. М. Бутлеровъ открылъ и призналъ за таковые третичные спирты. Прогнозъ изомерій предѣль- ныхъ одноосновныхъ кислотъ также принадлежитъ Кольбе. Пріемъ его при рѣшеніи вопросовъ о строеніи и объ пзо- мерін органическихъ соединеній нѣсколько далѣе мы узна- емъ на дѣлѣ, примѣненнымъ для рѣшенія вопроса объ атомности и основностп кпслотъ. Теорія Кольбе представляетъ, какъ это указалъ Эрлен-
260 мейеръ, приложеніе механическаго тина СН4 къ выводу формулъ органическихъ соединеній. Представляя одно изъ видоизмѣненій теоріп механическихъ типовъ, она въ этомъ отношеніи сходна съ теоріею многоатомныхъ радикаловъ, но выше послѣдней, не дававшей достаточныхъ указаній для систематики органическихъ соединеній, ни для предви- дѣнія пзомеріи, вопроса стоящаго въ связи съ первымъ. Тождество основнаго принципа дѣлало то, что обѣ указан- ныя теоріп имѣли много общаго: одинаково въ нихъ было признаніе реальнаго существованія сложныхъ радикаловъ въ органическихъ соединеніяхъ, смыслъ химическихъ формулъ, пріемы вывода формулъ органическихъ соединеній пзъ типа. Непринятіе Кольбе частичныхъ формулъ, какъ мы видѣли, не пмѣло значеніе—формулы Кольбе были частичными фор- мулами. Столь близкая связь теоріп Кольбе и типической теоріи Дюма-Вилліамсона дѣлала возможнымъ ихъ легкое соеди- неніе. Замѣчательно, что послѣдователи этихъ теорій, не- только не замѣчали этого сходства, но послѣдователи типи- ческой теоріи даже осмѣпвалп теорію Кольбе и вообще иг- норировали ее до тѣхъ поръ, пока, въ спорѣ объ атомности и основности кислотъ, теорія Кольбе не продиктовала про- тивникамъ свои рѣшенія. Атомность и основность нисдотъ. Два рода вопросовъ обратили въ концѣ пятидесятыхъ го- довъ вниманіе химиковъ на тѣ кислоты, которыя мы теперь называемъ предѣльными спиртокпслотамп. Въ 1858 году Кекуле *) указалъ, что изъ монохлоруксусной кислоты, при дѣйствіи основаній, получается гликолевая кислота; въ томъ же году Вюрцъ и Кольбе обсуждаютъ вопросъ объ основно- сти молочной кислоты. Типическая теорія, въ тогдашнемъ ее состояніи, оказалась недостаточною для рѣшенія вопросовъ поднятыхъ указанными изслѣдованіями. Сначала, въ этомъ параграфѣ, познакомимся съ фактическимъ матеріаломъ, ка- сающимся втораго пзъ намѣченныхъ вопросовъ; по первому изъ указанныхъ вопросовъ не приходится ничего добавлять. Апп. СЬепі. РЬаііп ТОэ, 286.
261 Несмотря на то, что вопросъ объ основности кпслотъ былъ подробно разработанъ Гергардтомъ и Лораномъ (стр. 191), по и въ ихъ время извѣстны были немногія кислоты, не подходящія подъ опредѣленія основности кпслотъ. Таковы были тогда молочная п салициловая кислоты, которыя раз- сматривались, то какъ двуосновныя, то какъ одноосновныя. Пиріа, получивъ въ 1855 году второй рядъ солей (основ- ныхъ) для салициловой кислоты, призналъ ее за двуоснов- ную кислоту. О молочной кпслотѣ мнѣнія еще были разно- рѣчивѣе: нетолько основность ее была неустановлена, но со- мнѣвались въ выборѣ формулы СЙН15О/ или С3НКО3 для ея частицы. Получивъ, въ 1858 году, молочную кислоту окисле- ніемъ пропиленгликоля, Вюрцъ *) призналъ эту кислоту за С Н 01 двуосновную и далъ ей типическую формулу 3 |02. Въ доказательство двуосновности Вюрцъ приводилъ полученіе хлористаго лактпла С3Н40С12 (т. е. хлорангидрида ₽ хлор- пропіоновой кпслоты), изъ котораго дѣйствіемъ этйлата нат- рія былъ полученъ хлоромолочный эфиръ Вюрца, С3Н40СІ (С2Н5О) т. е. эфиръ р хлорпропіоновой кислоты. Кольбе энергически возсталъ противъ мнѣнія Вюрца о двуосновн^сти молочной кислоты, указывая, что всѣ про- изводныя молочной кислоты приводятъ къ выводу, что это одноосновная кислота: молочная кислота, по Кольбе, есть пропіоновая кислота, въ которой одинъ атомъ водорода за- мѣщенъ перекисью водорода или изомеромъ 2). Согласно своей теоріп, Кольбе придалъ молочной кислотѣ слѣдующую формулу 8): но • Сно} [С’°2]’° Въ пользу того мнѣнія, что молочная кислота есть про- изводное пропіоновой кпслоты, ученики Кольбе и онъ самъ собрали вѣскія доказательства; іодоводородъ при дѣйствіи на молочную кислоту даетъ пропіоновую кислоту (Лауте- маннъ); амміакъ при дѣйствіи на хлорпроігіоновый (хлоро- ') Сотр. гепб. 46, 1228. ’) Апп. Сйет. Рііагт 109, 257 и ИЛ, 125. Въ еормулах ь Кольбе приходится по необходимости употреблять атомные вЬса С=6, 0=8.
262 молочный) эфиръ даетъ аланинъ (Кольбе); изъ хлористаго лактида прп дѣйствіи воды, получается не мо очная кисло- та, но хлоропропіоновая кпслота—оба атома хлора хлори- стаго лактила различны по характеру (Ульрихъ). Эти пере- ходы между пропіоновой и молочной кислотами, согласно своей теоріи, Кольбе изображаетъ слѣдующими формулами: НО . (С4Н5)[С202],0 пропіоновая к. С Н I НО . 4р||[С202],0 хлоропропіоновая к. НО . ^^*||С2О2],О аланинъ. Главное достоинство приведенныхъ опытовъ Кольбе бы- ло упущено изъ виду современниками: очевидно изъ приве- денныхъ формулъ, что Кольбе ясно отличалъ оба атома во- дорода молочной кислоты, принимающіе участіе въ образо- ваніи ея производныхъ. Солп образуются замѣщеніемъ од- ного атома, а въ образованіи хлоропропіоновой кислоты и ала- нина принимаетъ участіе другой атомъ водорода. Мысль Кольбе о возможности замѣщенія водорода перекисью водо- рода была встрѣчена смѣхомъ, а между тѣмъ это было въ первый разъ выраженное понятіе о водномъ остаткѣ, въ настоящее время столь обыденное. Въ 1859 году Вюрцъ ‘) все еще защищаетъ двуоснов- ность молочной кислоты, приводя новыя доказательства въ пользу этого мнѣнія, а именно, полученіе двуэтилыіаго эфира молочной кпслоты и масляномолочнаго эфира. Слѣдующія будутъ пхъ типическія формулы: СзН40) (с2нк)2Г2 С3Н,0І (С4Н,0 02 (С2Н5)| Въ цитированной статьѣ, Вюрцъ впервые употребилъ атомные вѣса Гергардта. Руководствуясь еще первыми опытами Вюрца, Н. Н. Со- котовъ 2), уже въ 1859 году вѣрно рѣшилъ вопросъ объ ’) Сотр. гепб. 48, 1092. ’) Химич. журналъ, 1859,7. 265. Н. Н. Соколовъ (1824 — 1877) питомецъ Петербурісктго университета, по окончаніи курса, спеціально изучалъ химію въ лабораторіяхъ Либиха иъ Гиссенѣ и Гергардта нъ
263 основности молочной кислоты. Вотъ его подлинныя слова. «Имѣя при формулѣ С3НеО3 только одинъ пай водорода съ металлпческпмъ характеромъ ясно выраженнымъ, молочная кислота способна ко всѣмъ реакціямъ, свойственнымъ не- сомнѣнно одноосновнымъ кислотамъ. Второй пан водорода въ ней обладаетъ металлическимъ характеромъ слабо выражен- нымъ, онъ можетъ быть сравненъ съ металлическимъ водо- родомъ виннаго спирта т. е. близко подходитъ къ нему по своимъ свойствамъ. Присутствіе этого второго пая металли- ческаго водорода даетъ ей возможность выдѣлить два пая водорода, но въ тѣхъ только реакціяхъ, въ которыхъ и вин- ный спиртъ способенъ выдѣлить одинъ пай». Эта полная те- орія атомности и основности молочной кислоты осталась не- извѣстной заграницей, гдѣ Вюрцъ и Кекуле пришли къ та- кому же рѣшенію намѣченнаго вопроса самостоятельно и одновременно. Названіе двуатомно-одноосновная кислота встрѣчается впервые у Вюрца еще въ 1859 году '), но безъ яснаго оп- редѣленія этого названія. Онъ сталъ также отличать оба атома типическаго водорода молочной кислоты, пзъ копхъ одинъ,, по его мнѣнію, сильно основенъ (Гогіешепі Ъазідие). Только въ • слѣдующемъ, 1860 году 2), Вюрцъ опредѣленно говоритъ, что атомность кислоты выражаетъ степень крат- ности типа, а основность — исключительно способность къ насыщенію, образованію солей. Онъ соглашается съ Кольбе, признавая молочную кислоту одноосновною, но цвуатомною. Парижъ. Въ первомъ изъ названныхъ городовъ онъ занимался также кристаллографіей у Г. Коппа*, въ Парижѣ онъ значительное время за- нимался въ Физической лабораторіи Реньо. Послѣ продолжительнаго пу- тешествія, Соколовъ вернулся въ Петербургъ и здѣсь устроилъ, вмѣстѣ съ А. Н. Энгельгардтомъ, частную лабораторію. Вмѣстѣ съ Энгельгард томъ, Соколовъ въ 1859 и 1860 годахъ издавалъ химическій журналъ. Съ начала 1860 года Соколовъ началъ читать лекціи въ С.-Петербург- скомъ университетѣ, въ которомъ онъ оставался до 1864 года, затѣмъ перешелъ на профессуру въ Одесскій университетъ, а въ 1872 въ Лѣсной и Земледѣльческій Институтъ въ С.-Петербургѣ. Біографическія под- робности читатель вайдетъ въ статьяхъ Н. Меншуткина и П. Лачинова. (Ж. Р. X. О. 10, 8, 15). *) Апп. йе сііітіе еі йе рііузіцпе, 3 8., 56 , 342. ’) Апп. йе сЬіт. еі рЬуе. 3 8. 59, 162.
264 Различіе въ свойствахъ двухъ типическихъ атомовъ водо- рода молочной кислоты онъ приписываетъ вліянію радикала. Кекуле *) нѣсколько раньше (1859) приходитъ къ тому же выводу, и подобно Соколову, ближе опредѣляетъ алкоголь- ный характеръ второго пая водорода молочной кпелоты, а причину различія этихъ атомовъ водорода видитъ, какъ и Вюрцъ, во вліяніи радикала молочной кислоты. Вопросъ объ основности и атомности молочной кислоты былъ рѣшенъ. Дальнѣйшія изслѣдованія Вюрца и Фриделя 2), Вислнценуса 3), Кекуле 4) лишь подтвердили алкогольный характеръ втораго атома типическаго водорода молочной кислоты. Отличеніе атомности и основности кислотъ состоялось и указаны методы какъ опытнымъ путемъ опредѣлять атом- ность кислотъ. Такихъ многоатомныхъ кислотъ было извѣ- стно и тогда довольно много; вскорѣ отличены и вообще кислоты двойственной функціи, кромѣ спирто-и фенолоки- слотъ, также алдегидо-и кетонокислоты. Обратимся теперь къ освѣщенію сообщенныхъ фактовъ теоретическими воз- зрѣніями. Сліяніе типической теоріи Дюма-Вилліамсона съ теоріей Цольбе. /Типическая теорія Дюма-Вилліамсона, теорія механиче- скаго типа, не предвидѣла, что типическій водородъ можетъ быть одаренъ различными свойствами. Это обстоятельство вызвало продолжительное обсужденіе вопроса о значеніи хи- мическихъ формулъ вообще, и въ частности типическихъ формулъ. Въ обсужденіи этихъ вопросовъ, на первое время, участіе принимаютъ тѣже ученые, Кольбе, съ одной стороны, съ другой, Вюрцъ и Кекуле. Начнемъ съ мнѣній Вюрца. Прежнія мнѣнія этого уче- наго намъ извѣстны, онѣ отличались отъ воззрѣній Гергардта. Но вотъ совершается переворотъ. Получивъ хлорпропіопо- вый (хлоромолочнып) эфиръ, Вюрцъ, для выраженія его ) ЬеіігЬисЬ I, 130, 131. 2) Апп. СЬет. РЬагт. 8. 63, 101. 3) Апп СЬет. РЬагт. 125, 41', 128, 27. 4) Апп. СЬет РЬагт. 130, 11.
265 свойствъ, даетъ эфиру двѣ типическія формулы. Вотъ эти формулы: СаН4СЮ1 с3н,0)0 с2н5Г с2нвг С1 На упрёкъ Кольбе, что одно и тоже вещество не можетъ имѣть двухъ раціональныхъ формулъ, Вюрцъ ’), въ отвѣтъ, дословно цитируетъ Гергардта, что раціональныя формулы изображаютъ лишь превращенія, такъ какъ мы не только не знаемъ вообще о расположеніи атомовъ, но даже того, существуютъ ли въ соединеніи тѣ группы атомовъ, которыя мы принимаемъ въ формулахъ; что, поэтому и оіно соеди- неніе можетъ быть выражено нѣсколькими раціональными формулами. При знакомствѣ съ этими воззрѣніями стано- вится непонятнымъ, какъ авторъ совмѣщаетъ ихъ съ тео- ріей многоатомныхъ радикаловъ, совершенно противорѣча- щей этимъ воззрѣніямъ? Причина этого внутренняго проти- ворѣчія воззрѣній происходитъ отъ несознаваемаго различія теорій механическихъ и химическихъ типовъ и отъ невоз- можности совмѣстить эти теоріи. Переходя постепенно на точку зрѣнія теоріи механическихъ типовъ, Вюрцъ говоритъ, что идея типовъ есть нѣчто искусственное а) и въ 1864 году въ своихъ лекціяхъ химической философіи окончательно сводитъ типы, на формы соединеніи элементовъ различной атомности. Внутреннее противорѣчіе воззрѣній окончилось полнымъ оставленіемъ теоретическихъ воззрѣніи Гергардта. Воззрѣнія Кекуле за разсматриваемые года полны про- тиворѣчій, обусловливаемыхъ тѣмъ, что отправная точка воз- зрѣній Кекуле, какъ мы указывали (стр. 245), представляла несогласимое противорѣчіе. Эта несогласимость такъ чув- ствовалась имъ, что онъ одно время (1861), какъ видно изъ слѣдующаго факта, даже отрицалъ раціональныя формулы. Док- ладывая на съѣздѣ естествоиспытателей и врачей въ Шпейерѣ въ 1861 году, свою превосходную работу о непредѣльныхъ дву- основныхъ кислотахъ, онъ не употребляетъ раціональныхъ формулъ, такъ какъ, по его мнѣнію, раціональными форму- лами невозможно выразить аналогіи н отношенія веществъ, *) Апп. Де сИітіе еі де рЪувідие, 3-е 8. 59, 182. ’) Еерегіоіге Де сЬітіе риге, 1861, 418.
266 и что всякій химикъ пишетъ раціональныя формулы по сво- ему *). Въ другой статьѣ, Кекуле поясняетъ, что обозна- ченіе формулами есть дѣло соглашенія и что, по принципу лежащему въ ихъ основаніи, формулы могутъ быть только неполнымъ выраженіемъ фактовъ 2). Съ выходомъ въ свѣтъ 1-го выпуска 2-го тома его руководства, мы встрѣчаемъ опять перемѣну во мнѣніяхъ. Здѣсь мы читаемъ, что раціональ- ныя формулы бываютъ двухъ родовъ: формулы превращеній (Іітзеігшщйібгтеіп) и формулы, представляющія гипотезы о связи атомовъ 8). Жаль что авторъ не указалъ какъ сов- мѣстить, несовмѣстимыя между собою, эти два рода раціональ- ныхъ формулъ. Изъ этого основнаго положенія, заключаю- щаго противорѣчія, получаются п противорѣчивые выводы. Скоро и у Кекуле исчезаютъ противорѣчія въ воззрѣніяхъ, когда окончательно отбросивъ мнѣнія Гергардта, онъ ста- новится на почву теоріи механическихъ типовъ, на почву теоріи атомности элементовъ. Сравнительно съ этими, полными противорѣчій, мнѣ- ніями Вюрца и Кекуле, воззрѣнія Кольбе являются вполнѣ установленными. Можно не раздѣлять воззрѣній Кольбе, но нельзя не признать, что въ этотъ періодъ онъ стоитъ выше своихъ противниковъ. Допустивъ его основныя воззрѣнія, мы не встрѣчаемъ противорѣчій въ выводахъ и скоро его мнѣнія, по разсматриваемому нами вопросу, сдѣлаются обще- принятыми. Онъ опредѣленно указываетъ 4), что «раціональ- ный составъ, противоположно эмпирическому, указываетъ ближайшія составныя части соединенія, а также ихъ роль; будучи символическимъ изображеніемъ представленія, ко- торое въ данное время, мы дѣлаемъ о раціональномъ составѣ соединенія; .одно и тоже соединеніе, не можетъ имѣть двухъ раціональныхъ формулъ т. е. соединеніе не можетъ пред- ставлять различную конституцію». Эти положенія Кольбе проводилъ со всею строгостью. Въ какомъ безпомощномъ состояніи оказалась типическая теорія ВЮрца-Кекуле по вопросу о причинѣ различія въ ') ХеіисЬгіГЬ Г. Сііетіе, 1861, 621. ’) Виіі. йе 1'аснд. сіе Веі^ідие, 1861, (2) II, 675. а) ЬеЬгЬисЬ II, 245. Апп. СЬет. РЬагт. 113, 125.
267 свойствахъ типическаго водорода молочной кпслоты будетъ видно изъ послѣдующаго. Мы уже говорили (стр. 264), что типическая формула такого различія не предвидитъ и не можетъ выразить, если бы даже и стали помѣщать эти атомы водорода одинъ выше, другой ниже радикала кислоты. Та- кимъ образомъ написанная формула н [о С3Щ0 Н О не отличается отъ обыкновенной типической формулы мо- лочной кислоты. Причину различія атомовъ водорода искали въ радикалѣ, эмпирически указывая, что если радикалъ, за- ключаетъ одинъ атомъ кислорода, то только одинъ атомъ типическаго водорода имѣетъ ясно выраженный металличе- скій характеръ (Кекуле). Какъ ясно, въ сравненіи съ типической формулой, ука- зываетъ формула Кольбе нетолько различіе двухъ атомовъ водорода молочной кислоты (правильнѣе двухъ водныхъ остатковъ), но и причину этого различія. Но сначала фор- мулу Кольбе не принимали. Вюрцъ не принималъ ее, между прочимъ, потому что неправильно предполагалъ, будто Кольбе «стремиться выразить формулами точное расположеніе ато- мовъ въ частицахъ *). Кекуле говорилъ, что формулы Кольбе не только пе лучше типическихъ, но скрадываютъ множество аналогій 2 3). Оба ученые однако и по этому вопросу пере- мѣняютъ мнѣнія: Вюрцъ справедливо будетъ указывать, что формулы Кольбе суть также типическія формулы 8), а Кекуле будетъ утверждать, что и его (Кекуле) формулы выражаютъ тфке самое, что и формулы Кольбе 4). Если корифеи науки лишь впослѣдствіи приняли эти послѣд- нія, Чо на молодыхъ ученыхъ воззрѣнія Кольбе произ- вели значительное впечатлѣніе и подъ пхъ вліяніемъ начи- наютъ измѣняться типическія формулы; эти формулы стали разчленяться и приближаться къ формуламъ Кольбе. Не безъ ") Апи. <1е сЬішіе еі де рЬувіцпе, 3 8. 59,182. ’) ЬеЬгЬисЬ I, 736. 3) РЫІоворЫе сЬішідие, 118. ‘) ЬеЬгЬисЬ 11, 248.
268 опасенія приступили къ этому: «боялись потерять нагляд- ность типическихъ формулъ» 1), съ другой стороны, опаса- лись произвола и рѣшили «разчлененіе вести лишь до из- вѣстной степени» Лимприхтъ, принимавшій тогда воз- зрѣнія Кекуле, въ своемъ учебникѣ (1862) сталъ непра- вильно относить молочную кислоту къ смѣшанному типу: Н) Н/ Н) Н| о СО; О Гейнцъ, за нпмъ Вислиценусъ. начали представлять ра- дикалъ типической формулы также въ видѣ типической фор- мулы, напр. для молочной кислоты слѣдующимъ образомъ: ни у еді0) со / н Принятіе «типическихъ радикаловъ» въ типическія фор- мулы, и по словамъ Вислиценуса, да оно и очевидно, про- изошло подъ вліяніемъ воззрѣній Кольбе * 2 3). Вислиценусъ, смѣло, но неправильно, предполагалъ, что новыя его формулы выражаютъ «топографическое расположеніе атомовъ и пред- ставляютъ изображенія (Вікіег) частицъ, проектированныя на плоскость». Различіе въ свойствахъ водорода молочной кпс- лоты Вислиценусъ объясняетъ тѣмъ, что «относительно — положительный алкогольный радикалъ нейтрализуетъ на поло- вину отрицательное химическое дѣйствіе (\Ѵігкипдеіѵегі1і) кар- бонила». Для меня это объясненіе совершенно непонятно. Въ 1863 году уже слышатся мнѣнія со стороны пред- ставителей типической теоріи о тождествѣ значенія пхъ формулъ съ формулами Кольбе. Въ этомъ отношеніи, осо- бенно укажемъ на статьи Эрленмейера и Бутлерова. Эрлен- мейеръ стоялъ сначала на той же шаткой почвѣ какъ и *) Кекиіё. ЬеЬгЬпсЬ 11, 247. 2) ^Ѵигіх- Ьесопв <1е рЫІоборЬіе сЬішідие, 109. ®) Апп. Сііет. Рііагго. 125,121 и особенно 128, 27.
269 Кекуле, но вскорѣ, впрочемъ за Бутлеровымъ, указываетъ на тождественность воззрѣній выражаемыхъ типическими формулами и формулами Кольбе *). А. М. Бутлеровъ, уче- никъ Клаусса, одного изъ послѣднихъ представителей ради- кальной теоріи, никогда не представлялъ въ своихъ воззрѣ- ніяхъ тѣхъ противорѣчіи, на которыя было указываемо при разсмотрѣніи воззрѣній его предшественниковъ. Въ его стать- яхъ, нѣтъ мѣста теоріи химическихъ типовъ Гергардта; Бут- леровъ, чуть не съ первой своей статьи, развивалъ теорію механическихъ типовъ. Предполагая, что предшествующимъ изложеніемъ уже достаточно ясно было указано, въ чемъ состояло сходство типической теоріи Дюма-Вилліамсона и теоріи Кольбе, мы указываемъ лишь на одну изъ лучшихъ статей Бутлерова «о различныхъ способахъ объясненія нѣ- которыхъ случаевъ изомеріи», посвященную разсматривае- мому вопросу 2). Сліяніе типической теоріи Вилліамсона и теоріи Кольбе состоялось. Типическая теорія, типическія формулы признаны недостаточными. Для объясненія новыхъ фактовъ потребова- лась новая теорія. Атомность радикаловъ стали объяснять мвогоатомностью элементовъ, входящихъ въ ихъ составъ,— возникла уеорія химическаго строенія, наисовершенная тео- рія молекулярныхъ типовъ. Прежде чѣмъ приступить къ изложенію новой теоріи счи- таемъ необходимымъ сдѣлать двѣ поправки, вызываемыя тѣмъ обстоятельствомъ, что мы изложили исторію развитія химиче- скихъ воззрѣній начала шестидесятыхъ годовъ, какъ она разсказывается послѣдователями новыхъ ученій. Историкъ долженъ представить читателю весь матеріалъ для всесто- ронняго обсужденія происходящаго движенія химической мысли: отсюда слѣдуетъ неизбѣжность поправокъ. *) Исторія этого періода наилучше отражается въ статьяхъ жур- нала ХріівсЬгіГі Гйг СЬешіе, кгіііясЬе ХеіСнсЬгіЙ, издававшагося Эрлен- иейеромъ. Критическій журналъ Эрленмейера существовалъ не долго; вскорѣ редакціи его передана была Гюбнеру, при участіи Фиттига и Ф. Бейлыптейна. Новые редакторы, въ то время профессоръ! Геттин- генскаго университета, уничтожили названіе критическій журналъ. ’) ХеіівсЬіЙ Гйг СЬешіе 1863, 728.
270 Первая поправка. Въ изложеніи выше данномъ, мы о соединеніи типической теоріп и теоріп Кольбе говорили со словъ послѣдователей типическаго воззрѣнія. Самъ Кольбе такого сліянія не признавалъ, да и не могъ признать, такъ какъ по самымъ существеннымъ вопросамъ расходился съ послѣдователями теоріи строенія. Только переиначивая смыслъ его теоріи можно говорить о поглощеніи ея теоріею хими- ческаго строенія. Мы вернемся въ слѣдующей главѣ къ раз- смотрѣнію этого вопроса. Вторая поправка. Говоря о развитіи и сліяніи типи- ческой теоріп съ теоріей Кольбе, я позволилъ себѣ гово- рить, что слилась теорія Дюыа-Вилліамсона, а не теорія Гергардта, тогда какъ нынѣ общепринято смѣшивать на- званныя типическія теоріи и говорить о сліяніи теоріп Гергардта съ теоріей Кольбе. Мнѣ думается, что я привелъ достаточно данныхъ для подтвержденія своего мнѣнія. На основаніи того, что типическая теорія Дюма-Вилліамсона оказалась недостаточною, общепринято говорить, что и те- орія Гергардта недостаточна для выраженія фактовъ, откры- тіе которыхъ описано въ этой главѣ. Для обсужденія этого вопроса, позволимъ себѣ предъявить читателю слѣдующія соображенія. Съ точки зрѣнія теоріи химическихъ типовъ Гергардта, спиртокислоты, и вообще кислоты двойственной функціи, представляютъ нѣсколько рядовъ превращеній. Общее число этихъ рядовъ превращеній отвѣчаетъ атомности кислоты. Гергардтъ именно для такихъ соединеній указывалъ на воз- можность нѣсколькихъ раціональныхъ формулъ, смотря по разсматриваемымъ превращеніямъ. Напр. салициловую ки- слоту онъ разсматривалъ и какъ одноосновную кислоту въ одномъ рядѣ превращеній, п какъ двуосновную (правильнѣе двуатомную) въ другомъ. Кромѣ того, напомнимъ, что въ соединеніяхъ относимыхъ къ типу воды мы имѣемъ пол- ную градацію свойствъ воднаго остатка соотвѣтственно раз- личію условій реакцій обмѣна для различныхъ соединеній. Н. Соколовъ, послѣдователь Гергардта, нашелъ въ теоріи послѣдняго достаточно данныхъ, чтобы, въ числѣ первыхъ, вѣрно опредѣлить, атомность и основность молочной кислоты. Такой пріемъ, вывода свойствъ сложныхъ органическихъ
271 функцій изъ свойствъ простыхъ функцій приложимъ и во- обще къ соединеніямъ двойственной функціи. Справедливо, что теорія типовъ Гергардта не предусма- тривала и не объясняла образованія гликолевой кпелоты изъ монохлоруксусной кислоты. Пзъ этого однако было бы не- вѣрно выводить недостаточность основныхъ представленій теоріи химическихъ типовъ Гергардта. Если типы воды, во- дорода и амміака, какъ очевидно, недостаточны для объя- сненія и предвидѣнія превращеній углеводородовъ, то нужно прибавить къ прежнимъ типамъ новый типъ для предвидѣнія и объясненія реакцій углеводородовъ—типъ болотнаго газа. Введя въ теорію этотъ новый кругъ превращеній мы объя- сняемъ и предвидимъ тѣ реакціи на которыя выше указано: реакція перехода монохлороуксусной кислоты въ гликоле- вую кислоту воспроизводитъ переходъ болотнаго газа чрезъ хлористый метилъ въ метиловый спиртъ. Если и была дока- зана выше недостаточность теоріи механическихъ типовъ Дюма-Вилліалсопа, построенной на числѣ атомовъ и пхъ рас- положеніи въ частицѣ соединеній, то изъ этого невѣрно выво- дить недостаточность теоріи химическихъ типовъ Гергардта, основанной на химическихъ превращеніяхъ соединеній. Въ слѣдующей главѣ я позволю себѣ коснуться вопроса, доста- точна-ли, указаннымъ образомъ видоизмѣненная, теорія хими- ческихъ типовъ Гергардта для современнаго состояніи химіи.
ГЛАВА XIV. Теорія химическаго строенія. Въ предшествующей главѣ мы разсмотрѣли какія опытныя данныя привели къ признанію недостаточности типической теоріи Дюма-Вилліамсона и какъ постепенно видоизмѣнялась послѣдняя переходя въ теорію химическаго строенія. Для установленія послѣдней оказались необходимыми новые опыты и новыя теоретическія соображенія, изложеніе открытія и возникновенія которыхъ умѣстно предпослать изложенію самой теоріи строенія. Необходимо указать на два ряда фактовъ какъ имѣвшихъ первостепенное значеніе для установленія теоріи химическаго строенія. Первый рядъ фактовъ это будетъ изученіе новыхъ случаевъ изомеріи органическихъ соединеній. Остановимся сна^іла на тѣхъ, относительно которыхъ давала указанія те- орія Кольбе. Около 1860 года, мы уже знаемъ, была рѣшена и объяснена изомерія спиртокислотъ и ихъ производныхъ. Въ 1862 году Вюрцъ’) исходя изъ соединенія іодоводорода съ амиленомъ, открылъ изомеръ изоамиловаго спирта, вообще первый изомеръ предѣльнаго одноатомнаго спирта. Вюрцъ не раскрылъ причины изомеріи этого соединенія; онъ разсматри- {тт цд, изомеръ амило- С Н I ваго спирта 5 ! О, не замѣчая, что обѣ приведенныя формулы тождественны. А между тѣмъ, за нѣсколько лѣтъ ранѣе, Кольбе правильно предсказалъ изомерію предѣльныхъ спиртовъ. Воспользовавшись открытіемъ Фриделя 2) полученія *) Сотр. геп<1. 55, 370. г) Сотр. геп<1. 55, 53. 1
273 изопропиловаго спирта, Кольбе ’) прямо указываетъ, что это вторичный спиртъ; ампленгпдратъ Вюрца Кольбе ошибочно призналъ не третичнымъ, но вторичнымъ спиртомъ. Откры- тіе трпметплкарбинола, перваго третичнаго спирта, Бутле- ровымъ 2) (1864), затѣмъ открытіе, предвидимыхъ теоріею строенія: изомера предѣльнаго углеводорода, изобутана, равно какъ изомера бутплена изобутилена (1866), эти открытія, пре- восходно выполненныя, согласно указаніямъ новой теоріи, осо- бенно способствовали ея принятію *). Предвидѣнныя Кольбе изомеріи въ ряду предѣльныхъ одноосновныхъ кислотъ до- казаны на изомасляной кислотѣ Эрленмейеромъ 4) (1864) и Марковнпковымъ 3) (1865). Въ 1865 году Кекуле е) указалъ на особый родъ изомеріи при соединеніяхъ, названныхъ имъ ароматическими. Таковы "работы, касающіяся изомеріи орга- ническихъ соединеній, начавшія рядъ замѣчательныхъ от- крытій, предвидѣнныхъ теоріей строенія. Для того чтобы найдтись среди безчисленнаго числа воз- можныхъ изомеровъ, теорія химическаго строенія удоволь- ствуется по существу, тѣми же методами опредѣленія строе- нія, которыя въ науку ввелъ Дюма. Синтезъ Искомаго соеди- ненія изъ веществъ извѣстнаго строенія или же приложеніе аналитическаго метода, дающаго пзъ изучаемаго соединенія вещества извѣстнаго строенія, — вотъ основы методъ опре- іенія изомеріи и теперь. Способны-ли эти методы указать ’) 2еііесЬгіІІ Г. СЬешіе. 1862, 687. ’) 2еіІзсЬгіГІ Г. СЬешіе. 1864, 385. ’) Александръ Михайловичъ Бутлеровъ (род. 1828.Ѣ5 авг. 1886 г.) до 1868 г. былъ профессоромъ Каванскаго университета, откуда перешелъ въ Петербургскій университетъ; съ 1870 года овъ былъ членомъ Ака- деміи Наукъ 1 ченые труды Бутлерова приведены и разоораны выше. Овъ былъ не только замѣчательнымъ, высокоодареннымъ ученымъ, во и учителемъ Изъ Бутлеровской школы вышли нѣкоторые изъ профессо- ровъ химіи нашихъ университетовъ: укажемъ лишь ва А. Попова, В. Марковникова и А. Зайцева. Русское химическое общество, пред- сѣдателемъ котораго состоялъ одно время Бутлеровъ, постановило на' всегда вносить его ими въ списокь своихъ членовъ; въ журналѣ Об- щества (1887. Т. XIX, I) памяти А. М. Бутлерова посвященъ рядъ статей. *) 2еИвсііГгі1і Г. СЬеш. 1864, 642. 6) 1Ь. 1865, 107. 6) Вп)1. вос, сЬіш. [2 8.] 3, 98. 18
274 * внутренній составъ соединенія, какъ говорили прежде, плп указать связь между атомами, какъ говорятъ теперь, мы уже много разъ обсуждали и не имѣемъ теперь ничего приба- вить къ тому, что бы.^о нами говорено прежде. Другимъ рядомъ фактовъ, наблюденныхъ прп органическихъ соединеніяхъ, былъ тотъ который привелъ къ отличенію соеди- неній, названныхъ предѣльными отъ непредѣльныхъ соединеній. Особенное вниманіе было обращено на изученіе реакцій при- соединенія, до того времени мало изслѣдованныхъ прп ор- ганическихъ соединеніяхъ. Бертело, и затѣмъ Вюрцъ, открыли и изслѣдовали способность углеводородовъ этиленнаго класса соединяться съ галопдоводородными кислотами. Особенно поразительными казались опыты Кекуле (1861) надъ соеди- неніемъ фумаровой, малеиновой и другихъ кислотъ съ водо- родомъ, бромистымъ водородомъ, бромомъ; до того времени, такая способность кислоты соединяться съ кислотой быта безъ аналогіи среди органическихъ соединеній. Упомянемъ здѣсь, чтобы впослѣдствіи разобрать подробнѣе, опыты Франк- ланда надъ металлоорганпческпміі соединеніями. Понятіе предѣльнаго и Непредѣльнаго соединенія приняло осязатель- ную форму; первое обобщеніе этого представленія явилось въ теорій предѣловъ Менделѣева (1861), которую своевре- менно укажемъ. Таковы были приращенія фактическихъ знаній, перехо- димъ къ разсмотрѣнію краткой исторіи возникновенія Теоріи химическаго строенія. Разсматривая теорію многоатомныхъ радикаловъ, мы ѵже указывали, что атомность ихъ могла быть сведена,на атом- ность заключающихся въ радикалахъ элементарныхъ паевъ. Кекул'е ‘) и Коуперъ 2) (А. 8. Сопрег) одновременно (1858) высказываютъ мысли о четырехатомностп углерода п о цѣпе- образномъ соединеніи, въ органическихъ соединеніяхъ, ато- мовъ углерода съ потерею части ихъ атомности. Коуперъ скончался вскорѣ послѣ появленія его статьи въ печати. Гер- гардтсвскія воззрѣнія, которыхъ держался тогда Кекуле, не позволили ему тотчасъ же развить эти основныя положенія ’) Апп. СЬеш. Рііагт. 106, 63. а) Апп. бе сііітіе еі бе рЬузічпе, 3 8. 53, 469
‘275 теоріи строенія (см. стр. 245). Уже съ 1861 года Бутле- ровъ указывалъ на недостаточность типическихъ воззрѣній, на необходимость перевести понятіе о типахъ на болѣе ши- рокое понятіе объ усложненіи частицъ, производимомъ много- атомными элементами вообще. Атомы этихъ элементовъ «дѣй- ствуютъ опредѣленнымъ количествомъ принадлежащей имъ силы сродства; химическимъ строеніемъ называется распре- дѣленіе этой силы, вслѣдствіе котораго химическіе атомы соединяются въ химическую частицу». Не указывая отдѣль- ныхъ статей Бутлерова, мы остановимся лиіпь на его «Вве- деніи къ полному изученію органической химіи», начавшей вы- ходить въ 1864 г., въ которомъ консеквентно приложены пра- вила, названной, согласно его предложенію, теоріи химиче- скаго строенія къ изученію органическихъ соединеніи. Въ томъ же направленіи, какъ и Бутлеровъ, развивалъ теорію строенія Эрленмейеръ, главнымъ образомъ примѣнительно къ предѣльнымъ соединеніямъ. Какъ мы уже указывали, Ке- куле лишь временно устранился отъ развитія теоріи строе- нія; ему теорія обязана не только опытнымъ изслѣдованіемъ, но и теоретической постановкой формулированія непредѣль- ньКъ соединеній. Его теорія ароматическихъ соединеній (1865) считается вѣнцомъ теоріи строенія; она завершила собою уясненіе тѣхъ основныхъ положеній, которымъ слѣ- дуетъ теорія химическаго строенія до Настоящаго времени *). Перечисляя тѣ теоретическія воззрѣнія, которыя наука выдвинула на первый планъ въ началѣ шестидесятыхъ го- довъ, нельзя обойтись безъ упоминовенія, что въ этотъ же періодъ становятся общепринятыми частичныя формулы для химическихъ ♦> соединеній и, послѣ неоднократнаго обсужде- нія, понятія: частица, атомъ, эквивалентъ, окончательно пріобрѣтаютъ ихъ современныя значенія. Послѣднія положе- нія не были приняты школами Сенъ-Клеръ Девилля и Бер- тело; еще въ 1877 году эти ученые среди Парижской Ака- деміи оспариваютъ законъ Авогадро, защищаемый Вюрцемъ * 2). ’) Считая необходимымъ указать лишь тѣ работы и открытія, ко- торыя легли въ основу теоріи, я не упомянулъ о множествѣ блестя- щихъ открытій, при поыоши которыхъ теорія уяснялись и расширялась. 2) Сотрі. гепйпз, темы 83 и 84; особенно много статей въ 84-мъ томѣ, касающихся указанныхъ вопросовъ.
276 Теорія химическаго строенія. Теорія химическаго строенія принимаетъ, что частпцы сложныхъ соединеніи строятся изъ атомовъ элементовъ, при- чемъ атомы многоатомныхъ элементовъ связываются съ нѣ- которыми другими атомами частью своихъ средствъ (связей). Химическія структурныя формулы выражаютъ строеніе сое- диненіи, т. е. связь элементовъ въ частицахъ. Никакого пред- ставленія о пространственныхъ отношеніяхъ атомовъ, ча- стицу составляющихъ, не должно имѣть въ виду при раз- смотрѣніи структурныхъ формулъ. Въ органическихъ соеди- неніяхъ углеродъ, будучи четырехатомнымъ, частью своего сродства связывается съ другими углеродными атомами, обра- зуя цѣпи углеродныхъ атомовъ. Способъ связи углеродныхъ атомовъ, имѣя въ виду че- тырехатомность углерода, можетъ быть троякій: углеродные атомы могутъ представлять простую, двойную и тройную связь. СН3 СН. СН I II ' II СН, СН, СН Углеродистыя соединенія, въ которыхъ атомы углерода связаны двойною или тронною связью, представляютъ непре- дѣльныя соединенія, способныя соединяться съ другимп эле- ментами, причемъ двойная иди тройная связь между угле- родными атомамп переходитъ въ простую, опредѣляя этимъ число присоединяющихся атомовъ. СН СНС12 II +2СІ, = I СН СНС12 Соединенія, заключающія пѣпи углеродныхъ атомовъ, связан- ныхъ простою связью, будутъ насыщенными, предѣльными соединеніями. За исключеніемъ окпсп углерода, СО, заклю- чающей двуатомный углеродъ, органическія соединенія при- нимаются какъ образованныя исключительно четырехатомнымъ углеродомъ '). По этой причинѣ группы углеродныхъ п дру- *) Возможность разсмотрѣнія непредѣльныхъ органическихъ соедине- ній какъ заключающихъ углеродъ двуатомный устраняется тѣмъ обстоя- тельствомъ, что число извѣстныхъ изомеровъ простѣйшихъ непредѣль- ныхъ углеводородовъ отвѣчаетъ гипотезѣ двойной или тройной связи.
тп тихъ атомовъ, обладающія нечетнымъ числомъ средствъ, не- способны къ самостоятельному существованію; при попыткѣ выдѣленія такихъ группъ, онѣ взаимно соединяются. СН3 2СН3С1 + Ка3 = | 4- 2ХаС1 СН3 Вообще, появленіе свободнаго сродства прп углеродныхъ атомахъ, во время взаимодѣйствія, имѣетъ слѣдствіемъ уста- новленіе связи между такими атомами; если эти атомы угле- рода<уже былп предварптельно соединены простой связью, то между нпмп устанавливается двойная пли тройная связь сн3 сн3 I = II + НВг СВ3Вг сн2 Углеродные атомы, прп всякомъ способѣ связи, образуютъ открытыя или замкнутыя цѣпи. Вещества, представляющія открытыя цѣпи, называются жирными и отличаются отъ веществъ, названныхъ, ароматическими, обладающихъ замк- нутыми цѣпями углеродныхъ атомовъ. Если цѣпи углеродныхъ атомовъ соединены простою связью, то число свободныхъ средствъ углеродныхъ атомовъ, при четырехатомности углерода, будетъ 2п-|-2, такъ какъ каждый атомъ среди цѣпи теряетъ по два сродства на сое- диненіе съ сосѣдними углеродными атомами, а конечные атомы цѣпи теряютъ по одному сродству. 4и — 2(и — 1) —- 2п 2. Еслп свободныя сродства цѣпи углеродныхъ атомовъ насы- щаются водородомъ, получаются углеводороды; спирты обра- зуются если одно или нѣсколько средствъ углеродныхъ атомовъ насыщены кислороднымъ сродствомъ водныхъ остатковъ; въ алдегпдахъ, кетонахъ и кислотахъ по одному атому кислорода связаны двумя сродствами съ однимъ атомомъ углерода. При- ведемъ по одному примѣру предѣльнаго углеводорода, спирта, алдегида п кпслоты. сн3 1 СН3 сн3 сн3 сн3 1 1 сн2 1 сн2 1 СН, 1 с=о 1 СН, сн„ 1 сн,—он сно 1 сн3 1 со.он пропавъ пропилов. пропіовов. ацетонъ пропіоновая спиртъ. нлдегвдъ. кислота.
278 Таковы будутъ, какъ въ предѣльномъ, такъ и въ непредѣль- ныхъ рядахъ главныя органическія функціи; производныя пхъ формулируются соотвѣтственно. И такъ, извѣстный спо- собъ связи атомовъ опредѣляетъ наступленіе извѣстныхъ свойствъ, опредѣляетъ функцію соединенія. Указавъ какъ опредѣляются функціи, обратимся къ раз- смотрѣнію вопросовъ изомеріи ими представляемыхъ. Число случаевъ изомеріи между веществами одной функціи опре- дѣляется слѣдующими причинами. а) Различной связью углеродныхъ атомовъ цѣпи, арзлн- чіемъ углероднаго скелета (пзомерія ядра, Кегиіяотегіе); та- кова напр. пзомерія между бутаномъ и изобутаномъ, бути- ловымъ спиртомъ и изобутиловымъ спиртомъ. сн3 СН3 СН3 СН3 СН3 СН3 1 СН, сна н ЪН, 1 ^СН сн3 сн» сн9.но 1 сн3 бутанъ изобутавъ 1 снгон бутиловый спиртъ изойутиловый спиртъ Ъ) При тождествѣ связи углеродныхъ атомовъ цѣпи, пзомерія можетъ имѣть мѣсто вслѣдствіе различія въ отно- сительномъ положеніи атомовъ или группъ атомовъ, какъ показываютъ слѣдующіе примѣры: сн3 СН3 сн, сн3 і сна СНСІ 1 сн, 1 СН- он 1 < 1 СНаС1 хлористый пропилъ сн, хлористый изопропилъ 1 сна-он нропиловый спиртъ 1 сн3 изопропило- вый спиртъ Вещества одинаковаго строенія, но отличающіяся на СН2 т. е. на одно звено въ цѣпи углеродныхъ атомовъ, образуютъ гомологическіе ряды. с) Метамерія происходитъ если съ многоатомнымъ эле- ментомъ соединяются различнымъ образомъ распредѣленные атомы пли радикалы. С3Н7 - О — Н С.ДІ. — о — снз пропиловый спиртъ. метплэтгилъный эсеръ. Приведенныя правила для вывода изомеріи органическихъ соединеній позволяютъ предвидѣть число возможныхъ изо-
279 .черныхъ соединеніи, соотствѣтственно возможнымъ случаямъ связи атомовъ между собою, если дано нѣкоторое число ато- мовъ извѣстной атомности. Задача можетъ быть рѣшена вы- численіемъ, которое показываетъ, что даже для сравнительно несложныхъ соединеній число пзомеровъ можетъ считаться десятками и сотнями. Для предѣльнаго углеводорода С„Н21 по теоріи предвидится 159 пзомеровъ. Опытъ значительно отсталъ отъ теоріи и мы едва разобрали случаи изомеріи углеродныхъ соединеній, имѣющіе не болѣе 6 или 8 изоме- ровъ. Въ предѣльномъ ряду предвидѣнія теоріи, относительно числа изомеровъ, оправдались. До сихъ поръ мы разсматривали случай простой связи углеродныхъ атомовъ въ цѣпи. Если въ послѣдней встрѣ- чаются случаи двойной пли тройной связи, по тѣмъ же пра- виламъ мы выведемъ число свободныхъ средствъ цѣпи и насыщеніемъ ихъ различнымъ образомъ различивши элемен- тами, какъ выше указано, получимъ непредѣльные углево- дороды, спирты, алдегиды, кислоты и опредѣлимъ число воз- можныхъ случаевъ изомеріи для каждаго частнаго случая. Указанныя правила достаточны для вывода всѣхъ углерод- ныхъ соединеній, имѣющихъ открытый цѣпи углеродныхъ ато- мовъ. Дакія соединенія образуютъ, какъ принято въ теоріи строенія называть, химію жирныхъ соединеній. Второй от- дѣлъ органической химіи будетъ заключать химію аромати- ческихъ соединеній. Если конечные углеродные атомы открытой цѣпи вступаютъ между собою въ связь, получаются замкнутыя цѣпи, кольца, въ котор ъ могутъ быть слу чаи и простой и кратной связи углеродныхъ атомовъ, что видно на слѣдующихъ примѣрахъ гексаметилена и бензола. Первый заключаетъ лишь простыя связи, во второмъ связь поперемѣнно простая и двойная. СН, СН Н^^СН, Ні/^Ь'Н II I II н.с СН, НС сн \/ X/ сн, сн При одинаковомъ числѣ атомовъ углерода и одинаковой ихъ связи, число свободныхъ средствъ замкнутой цѣпи на два
280 менѣе чѣмъ число средствъ открытой цѣпи. Представителемъ соединеній съ замкнутой цѣпьй служитъ бензолъ, ядро аро- матическихъ соединеній, которыя могутъ быть разсматри- ваемы какъ производныя бензола. Ароматическія соединенія распредѣляются на одноядерныя и многоядерныя, смотря по числу частицъ бензола, отъ котораго производится соедине- ніе. Дпфенплметанъ представляетъ примѣръ двуядернаго соединенія. С — СН, — С /\ НС СН НС сн. I II I II НС сн НС сн ч/ сн сн Нафталинъ, антраценъ, фенантренъ и др. заключаютъ уплот- ненныя бензольныя ядра; уплотненныя ядра могутъ быть образованы двумя плп тремя простыми ядрами. Примѣромъ уплотненнаго ядра, состоящаго пзъ двухъ простыхъ, при- ведемъ нафталинъ. сн сн Къ замкнутымъ цѣпямъ всѣхъ вышеизложенныхъ видовъ примыкаютъ открытыя боковыя цѣпи углеродныхъ атощовъ, максимальное число которыхъ опредѣляется числомъ ато- мовъ водорода ядра. Ароматическіе углеводороды, измѣняя составъ соотвѣтственно правиламъ, указаннымъ для жирныхъ соединеній, образуютъ соотвѣтствующія функціи ароматиче- скихъ соединеній: спирты, фенолы, алдегиды, кетоны, ки- слоты. Замѣщая водородъ бензольнаго ядра, эти, какъ п во- обще продукты замѣщенія бензола, образуютъ изомерныя соединенія по различному положенію замѣстителей. Понятно, пзомерія можетъ обусловпться и различіемъ въ строеніи углероднаго скелета соединенія. И въ ароматическихъ сое- диненіяхъ, по сказанному, возможно предвидѣть и вычислить число пзомерныхъ соединеній, возможныхъ для соединенія даннаго состава.
281 Мы позволили себѣ привести лишь основанія теоріи строе- нія въ приложеніи къ органическимъ соединеніямъ. Приводить большія подробности выходитъ за предположенныя рамки сочиненія: оно представляется возможнымъ, такъ какъ теорія строенія является общеизвѣстною и общепринятою въ пре- подаваніи. По этой теоріп написаны извѣстныя русскія ру- ководства органической химіи А. Бутлерова, В. Рихтера. П. Алексѣева. Простыя исходныя положенія теоріп строенія, блиста- тельныя, по общему приговору, открытія, такъ скоро под- твердившія вѣрность этихъ положеній — все это обусловило быстрое распространеніе этой теоріп среди химиковъ. И дѣй- ствительно, вопросы пзомеріи, обусловливаемой различіемъ углеродныхъ цѣпей, вопросы, не затрогиваемые прежними теоріями, теорія строенія рѣшаетъ съ легкостью. Высказан- ныя положенія, дающія число возможныхъ случаевъ изоме- ріи для соединеній всякаго состава, направляли изслѣдова- ніе органическихъ соединеній, и нынѣ, двадцать лѣтъ послѣ того какъ теорія высказана, все еще разрабатываются воз- можное случаи связи элементарныхъ атомовъ между собою, и каждая книжка химическаго журнала приноситъ описаніе сотенъ вновь открытыхъ соединеній. Между множествомъ от- крытыхъ соединеній есть непосредственно практически важ- ныя— такова напр. вся новѣйшая химія красящихъ арома- тическихъ веществъ; нѣкоторыя могутъ сдѣлаться благомъ для человѣчества — изслѣдованіе пиридина, хинолина и ихъ производныхъ ежедневно приближаетъ осуществленіе синтеза хинина. Говоря о фактическихъ обогаіценіяхъ нашей науки, нельзя не сдѣлать еще указанія, что теорія строенія первая правильно поставила и рѣшила вопросъ о такъ называемыхъ непредѣльныхъ соединеніяхъ, которыя и вошли въ стройную ' систему органическихъ соединеній. Успѣхи изслѣдованія аро- матическихъ соединеній были на столько быстрые, что этотъ отдѣлъ органическихъ соединеній является наилучше обрабо- таннымъ. Памятуя заслуги теоріи строенія, мы приступимъ отно- сительно ея къ нѣкоторымъ дополнительнымъ замѣчаніямъ. Время для обсужденія этой общераспространенной теоріи
282 еще не наступило п замѣчанія, которыя нынѣ можно сдѣ- лать, будутъ имѣть смыслъ обсужденія и выясненія отправ- ныхъ положеніи теоріи строенія. Основанная на четырехатомностп углерода, теорія строе- нія представляетъ напсовершеннѣйшее развитіе теоріи меха- ническихъ типовъ. Молекулярный типъ кладетъ отпечатокъ на всю теорію: отъ примѣненія его проистекаютъ какъ вы- годныя, такъ и невыгодныя стороны ея. Выгодныя стороны молекулярныхъ типовъ весьма многообразны: онѣ былп уже указаны выше и могутъ быть суммированы въ положеніе, что теорія строенія, разсматривая алгебраически возможныя пе- рестановленія и сочетанія атомовъ данной эквивалентности, можетъ съ легкостію вывести формулы и строеніе всѣхъ тео- ретпчески-возможныхъ органическихъ соединеній. Приведемъ, впрочемъ лишь въ качествѣ справки, что только въ еди- ничныхъ случаяхъ предвидѣнія теоріи не отвѣчаютъ опыту. Объясняя всѣ формы органическихъ соединеній четырех- атомностью углерода, теорія не указываетъ однако причины, почему углеродъ обладаетъ такою атомностію. Невыгодныя стороны молекулярныхъ типовъ наступаютъ при разъясненіи » химическихъ свойствъ, такъ какъ молекулярный типъ не даетъ никакихъ отправныхъ положеній для рѣшенія постав- леннаго вопроса. Начнемъ съ разсмотрѣнія вопроса: что такое химическое строеніе? Въ первое время развитія теоріи строенія отвѣ- чали на этотъ вопросъ до чрезвычайности разнообразно. При- ведемъ лишь нѣкоторыя изъ опредѣленіи, тогда высказанныхъ. По Гейнцу ‘) строеніе есть способность, которою обладаютъ химическія соединенія сцѣплять элементы съ различною си- лою, вслѣдствіе различнаго относительнаго удаленія ихъ ато- мовъ другъ отъ друга. По Эрленмейеру * 2) строеніе есть со- стояніе покоя составныхъ частей тѣла. По Бутлерову, опре- дѣленіе котораго, кажется, теперь общепринято, химиче- ское строеніе есть способъ химической связи элементарныхъ атомовъ въ частицѣ. Я бы могъ привести еще съ десятокъ опредѣленій 3), всѣ они были бы въ томъ смыслѣ одинаковы, *) Апп. СЬет РЬагт. 732, 2'2. ’) Віе АпГ^аЬе Дез сІіетізсЬеп ІІпіеггісЬіз, стр. 10. 3) Въ статьѣ Мойсп <Іег трдегпеп СЬетіе, Кольбе перечисляетъ ие
283 что въ нихъ неизвѣстное «химическое строеніе» опредѣлялось бы столь же неизвѣстными «взаимнымъ удаленіемъ атомовъ», «состояніемъ покоя» или «распредѣленіемъ химической связи». Повидимому, этп выраженія казались прежде, да и теперь ка- жутся, понятными, такъ какъ этого вопроса не только не обсуждаютъ, но считаютъ принципъ химическаго строенія или, какъ теперь говорятъ, законъ цѣпеобразнаго соединенія атомовъ, однимъ пзъ важнѣйшихъ законовъ химіи. Если прин- ципъ химическаго строенія покоится на атомности элемен- товъ, то, разсматривая что такое атомность элемента, слѣдо- вало бы имѣть возможность вывести представленіе о хими- ческой связи элементовъ въ сое синеніяхъ, равно какъ о прин- ципѣ химическаго строенія. Разбору понятія атомности по- священа слѣдующая глава, но уже теперь считаю необходи- мымъ указать, что мнѣ не удастся въ ней выяснить, что та- кое химическая связь. Какъ уже сказано точнаго опредѣле- нія что такое связь не находимъ и у послѣдователей теоріи строенія. Это обстоятельство потому невыгодно, что понятіе химическая связь, хотя остается неопредѣленнымъ, но при- мѣняется многообразно теоріей строенія для объясненія явле- ній, представляемыхъ химическими соединеніями. Первая невыгода отсутствія точнаго опредѣленія, что та- кое хпмпческая связь, будетъ состоять въ неизвѣстпостп того, что выражаютъ структурныя формулы. Въ отличіе отъ всѣхъ предшествующихъ химическихъ теорій, точно опредѣляющихъ смыслъ и значеніе примѣняемыхъ ими формулъ, относительно формулъ теоріи строенія легче указать чего онѣ не выра- жаютъ, чѣмъ то что онѣ выражаютъ. Основатели теоріи строенія указываютъ, что формулы строенія не представляютъ, ни расположенія атомовъ въ частицахъ, ни распредѣленіе атомовъ въ пространствѣ. Положительная сторона опредѣ- ленія дается труднѣе, вслѣдствіе неопредѣленности термина химическая связь; пменно эту связь между элементарными атомами, составляющими частицу, и выражаютъ формулы строенія, по мнѣнію послѣдователей этой теоріи. Впрочемъ, слѣдующая цитата позволяетъ судить, насколько п между по- менье десяти разныхъ опредѣленій для химическаго строенія (Д. ргасі. Сііеіпіе 6, 1871 года}.
284 слѣдователями теоріп строенія выясненъ взглядъ на то, что представляютъ формулы строенія. Лотаръ Мейеръ ’), въ своемъ извѣстномъ сочиненіи пишетъ, что для однихъ хи- миковъ формулы строенія представляютъ расположеніе ато- мовъ (Ба§егнн§ ойег ЙіеІІші" йег Аіоше), .для другихъ хи- миковъ— распредѣленіе атомовъ (Аногйпші^); третьи видятъ въ формулахъ распредѣленіе химическаго сродства, четвер- тые — химическую конституцію. .Іотаръ Мейеръ употребляетъ всѣ эти понятія какъ болѣе или менѣе тождественныя. Не вдаваясь въ обсужденіе этого мнѣнія, которое Л. Мейеръ примѣняетъ и для поясненія химическаго строенія, нельзя не указать, что, несмотря на кажущееся богатство опредѣ- леній, разсмотрѣніе вопроса о значеніи формулъ строенія не подвинулось, потому что всѣ опредѣленія представляются ря- домъ неизвѣстныхъ понятій. Посмотримъ не покажетъ-ли новѣйшее развитіе структурнаго ученія смысла формулъ строенія? Въ теоріяхъ Вант-Гофа -) и Лебеля * 3), структур- ныя формулы разсматриваются какъ представляющія распо- ложеніе атомовъ въ пространствѣ. Хотя указанныя теоріп дѣлаютъ не безъинтересные выводы, напр. объ оптической дѣятельности органическихъ соединеній, но первоначально теорія строенія основательно указывала, что она именно не имѣетъ въ виду выражать гипотезы о расположеніи атомовъ, какъ недоступныя опыту. Байеръ *) идетъ еще далѣе: излагая теорію кольцеобразной и двойной связи, онъ принимаетъ, что единицы сродства углероднаго атома равномѣрно рас- предѣлены въ пространствѣ, опредѣляетъ уголъ, который составляютъ направленія этихъ средствъ, и измѣненію этого угла приписываетъ настѵптеніе тѣхъ или другихъ явленіи. Я не въ состояніи, подобно Л. Мейеру, суммировать всѣ эти разнорѣчивыя опредѣленія и примѣненія структу'рныхъ формулъ и не въ состояніи выяснить ихъ значеніе въ смыслѣ теоріи строенія. Когда, въ слѣдующей главѣ, мы подверг- немъ выясненію представленіе о химической связи, неизбѣж- ность этого заключенія станетъ очевидною. ’) Ь. Меуег. ТЬеогіеп йег тойегпеп Сііетіе, 231. а) Ѵап’і НоН. Ѣа сЬітіе Дао 8 Геараее. 3) Впіі. все. сііітідпе Де Рагів 337. ‘1 Вегі. Вег 18, 2277.
285 Обращаемся къ разсмотрѣнію примѣненія теоріи химиче- скаго строенія для объясненія химическихъ явленіи. Хими- ческія соединенія характеризуются опредѣленностью хими- ческой связи: возможные случаи распредѣленія химической связи между даннымъ числомъ атомовъ обусловливаютъ чи- сло возможныхъ соединеній даннаго состава. Какъ легко, по- ст) иая алгебраически, дѣлать въ формулахъ перестановленія атомовъ извѣстной атомности, выводить возможные случаи сочетаній атомовъ, и какъ трудно представить себѣ эти опе- раціи съ химической стороны. Въ силу теоріи, различіе въ химической связи обусловливаетъ наступленіе явленій пзо- мерій. Примѣненіе молекулярнаго типа позволяетъ предви- дѣть возможность наступленія пзомеріи или вслѣдствіе раз- личія въ углеродномъ скелетѣ соединеній, или, при одина- ковомъ скелетѣ, изомерія можетъ наступить вслѣдствіи разли- чія относительнаго расположенія атомовъ или группъ атомовъ связанныхъ съ углеродными атомами скелета. Послѣдователи теоріи строенія находятъ эти положенія недостаточными для „объясненія всѣхъ случаевъ пзомеріи и въ послѣднее время къ метамеріи и изомеріи предлагаютъ прибавить аллоизо- мерію и таутомерію. АІихаэль ’) полагаетъ, что при одина- ковость структурной формулы вещества могутъ быть изо- мерны. Аллоизомерія именно есть такой видъ изомеріи, причемъ менѣе прочный изомеръ переходитъ при нагрѣваніи въ болѣе прочный аллоизомеръ; такъ напр. фумаровая ки- слота есть алломаленновая кислота. Таутомеріей называетъ Лааръ 2) тотъ видъ изомеріи, когда данному соединенію вслѣд- ствіи перемѣняющагося распредѣленія химической связи можно придать нѣсколько структурныхъ формулъ; такъ, напр, ціа- новая кислота представляетъ явленіе таутомеріи. Хотя при- нятіе положеній, т. е. возможности изомеріи при одинако- вости химической связи или допущеніе возможности въ од- номъ и томъ же соединеніи перемѣняющагося распредѣленія химической связи, по моему совершенно подрываетъ принципъ химическаго строенія, предоставляю послѣдователямъ теоріи строенія разсмотрѣть эти предложенія, я ихъ привожу ио- «) Вегі. Вег. 19, 1381. 9 Вегі. Вег. 18, 648.
286 тому, что въ ихъ появленіи усматриваю подтвержденіе ска- занному выше, что примѣненіе молекулярнаго типа недоста- точно дія Объясненія всѣхъ явленій изомеріи. Объясненіе изомеріи различіемъ химической связи является уже совсѣмъ неудовлетворительнымъ для объясненія, такъ называемыхъ молекулярныхъ перемѣщеніи, при которыхъ вмѣсто вещества съ ожидаемымъ строеніемъ получается вещество иного строе- нія т. е. иного распредѣленія химической связи. До сихъ поръ не удалось всѣ случаи молекулярныхъ перемѣщеній объяс- нить только условіями опыта т. е. вліяніемъ температуры, измѣняющей одно изъ веществъ или доказательствомъ ряда превращеній, при которыхъ происходитъ перемѣна въ рас- предѣленіи химической связи. Кромѣ указанныхъ, новсе не предвидятся теоріей случаи изомеризаціи, называемые не- яснымъ названіемъ кочеванія атомовъ (АІопвѵапЛегнпд) какъ напр. образованіе толуидина [СеН4(СН3)] Н2И изъ метилани- лина (СвН5)СНя.НХ. Сознаваемая даже послѣдователями тео- рія строенія недостаточность теоріи строенія видна и въ тѣхъ попыткахъ Байера1) отличать, для нѣкоторыхъ случаевъ химическаго строенія, устойчивыя и неустойчивыя формы соединеній (ІаЬіІе нші щаЫІе Гогтеп), не смотря на разли- чіе въ химической связи, способныя легко переходить одно въ друтое. Такова напр. будетъ устойчивая форма флоро- глюцина, сравнительно съ неустойчивой формой триметилен- трикетона, ей отвѣчающей. С.ОН НС^ІСН II I НО.С С.ОН со НаС/ХСН2 оі СО триметилентрикетонъ СН ФЛОрОГ-ІЮЦИНЪ Тщетно будемъ искать въ основахъ теоріи строенія исход- ныхъ положеній, нетолько для вывода, но для объясненія или даже обсужденія всѣхъ затронутыхъ здѣсь вопросовъ. Имѣя предметомъ исключительно случаи комбинацій атомовъ (СошЪіпаІіопзГоітпен йег Аіоше), теорія строенія, безъ вос- ’) Вегі. Вег. 18. 648.
287 принятія какихъ либо новыхъ основныхъ принциповъ, не вь состояніи будетъ дать отвѣтъ на предъявленные вопросы. Мы разсмотрѣли приложеніе представленія о различіи химической связи для объясненія явленій изомеріи, обра- тимся къ разсмотрѣнію обратнаго случая — обусловливаетъ- лп одіпіакпвая химическая связь одинаковость въ химиче- скихъ свойствахъ соединенія. Возьмемъ напр. фосгенъ и хло- ристый метиленъ, въ которыхъ оба атома хлора одинаково, а именно двумя средствами связаны съ углеродомъ. О = С - С1г ІІ2 = С = С12. Отчего же, не смотря на одинаковость способа связи хлора, свойства его такъ различны? Для объясненія этого явленія, нѣкоторые послѣдователи теоріп строенія, напр. Бутлеровъ *), сознавая недостаточность теоріи строенія, считаютъ нужнымъ допустить, кромѣ химической связи, этой первой неизвѣстной, еще множество новыхъ неизвЬстныхъ—это будутъ «вліянія дру- гой категоріи, обусловливаемыя взаимнымъ вліяніемъ атомовъ, непосредственно между собою не соединенныхъ». Если теорія строенія объясняетъ и опредѣляетъ свойства соединенія из- вѣстнымъ распредѣленіемъ химической связи, то этому про- тиворечитъ принять существованіе взаимнаго вліянія та- кихъ атомовъ, между которыми химической связи нѣтъ. А между тЬмъ фактическую наличность такихъ вліяній «дру- гой категоріи» можно доказать для каждаго органическаго соединенія. Въ сложныхъ соединеніяхъ пытаются дать этому объясненіе, допуская вліяніе «группъ атомовъ», «радика- ловъ» (хотя и не понятно, чему въ теоріи строенія отвѣ- чаетъ понятіе о радикалѣ). Признаніе радикаловъ требуетъ признанія нахожденія въ соединеніяхъ группъ атомовъ, хи- мически связанныхъ съ различною крѣпостью. Теорія моле- кулярнаго типа не можетъ дать никакихъ указаній на раз- личіе въ связи; связь качественно, при различіи связую- щихся элементовъ, можетъ быть различна, хотя остается еще узнать, что это выраженіе означаетъ. Допустивъ различную крѣпость въ связи атомовъ въ соединеніяхъ, пришлось бы, опять для объясненія фактовъ, различіе въ крѣпости связи признать даже среди углеродныхъ атомовъ углеродной цѣпи, ’} Ж. Р. X. О. Томъ XVI, приложеніе.
288 на что опять не можетъ быть указаній въ исходныхъ поло- женіяхъ теоріи, принимающей тождество четырехъ атомно- стей углероднаго атома. Законъ цѣпеобразнаго соединенія атомовъ, уничтоживъ понятіе объ унитарности химической частицы, оказывается недостаточнымъ для объясненія свойствъ соединеній, примѣняя представленіе химической связи. Теорія химическихъ типовъ Гергардта такъ ясно пред- видитъ для даннаго соединенія наступленіе извѣстныхъ ре- акцій, посмотримъ, сохранилась-лп таже возможность пред- видѣнія химическихъ превращеній, примѣняя структурныя формулы? Конечно для реакцій присоединенія, какъ непо- средственно предвидимыхъ молекулярными типами, теорія строенія даетъ прекрасныя объясненія, причемъ собственно можно не входить въ разсмотрѣніе и не примѣнять неясныхъ терминовъ двойная пли тройная связь, на которые мы вновь обратимъ вниманіе въ слѣдующей главѣ. Объясненіе наступ- ленія реакцій обмѣннаго разложенія пли распаденія лежитъ внѣ круга положеній, выводимыхъ пзъ молекулярныхъ типовъ. Объясняетъ-лп структурная формула напр. этиловаго спирта Н Н Н—С—С—О—Н I I н н что при дѣйствіи хлористаго водорода будетъ образоваться хлорпстып этилъ п выдѣляться вода? СН3 — СН, — ОН 4- НС1 = СН, - СН.С1 4- Н,о Могутъ отвѣтить, что наступленіе этой реакціи обусловли- вается кислородною связью. Если признать, что связь кисло- рода и углерода менѣ прочна, чѣмъ напр. водородная связь, то почему хлоръ, при дѣйствіи на тотъ же спиртъ, даетъ алдегидъ и хлористый водородъ, причемъ связь кислородная не только не нарушается, но кислородъ уже не одной но двумя связями соединяется съ углеродомъ, а нарушаются водородныя связи? СН3 — СН, — ОН -р С1, = СН3 — СОН 4- 2НСІ Полагаемъ возможнымъ ограничиться этимъ единственнымъ примѣромъ самыхъ обыкновенныхъ химическихъ реакцій —
•289 въ теоріи строенія мы имъ объясненія не найдемъ. Богатый химическій матеріалъ отъ теорій, предшествующихъ теоріи строенія, не воспринятъ настолько, чтобы дать основы на которыхъ можно было бы ей построить объясненіе хими- ческихъ свойствъ органическихъ соединеній. Необходимо од- нако напомнить, что современные химики-экспериментаторы такъ прекрасно разработали опытную сторону изслѣдованій, что, можно сказать, осуществляются на опытѣ всѣ возмож- ныя соединенія, предвидимыя самыми разнообразными пе- рестановленіями атомовъ въ молекулярныхъ типахъ. Для того чтобы вся эта масса химическихъ наблюденій вошла въ те- орію, необходимо ее дальнѣйшее развитіе, необходимо вве- деніе въ нее новыхъ отправныхъ положеній. Въ слѣдующей главѣ мы еще разъ разсмотримъ, могутъ-ли представленія объ атомности элементовъ и о химической связи служить для вы- роботкп такихъ положеній. Какія это будутъ положенія рѣ- шитъ будущее, оно же выскажетъ свой приговоръ и относи- теллно попытокъ расширить теорію строенія, которыя приве- дены былп выше. Отдѣльны^ мнѣнія касательно строенія органиче- скихъ соединеній. Теорія химическаго строенія раздѣляется огромнымъ боль- шинствомъ химиковъ; противъ теоріи слышатся лишь оди- ночныя мнѣнія. Въ впду выдающихся заслугъ, оказанныхъ наукѣ противниками теоріи строенія, необходимо заслу- шать эти отдѣльныя мнѣнія, которыя, безъ сомнѣнія, ос- вѣтятъ нѣкоторыя стороны предмета, остающіяся въ тѣни при господствующей теоріи. Въ качествѣ справки позволя- емъ себѣ здѣсь же изложить и свой взглядъ на строеніе органическихъ соединеній. Теорія Г. Кольбе. Мы оставили теорію Кольбе на моментѣ сліянія съ ней типической теоріи Дюма-Вплліамсона п пе- реходѣ послѣдней въ теорію строенія. О совершившемся слія- ніи говорили основатели теоріи строенія, но Кольбе энер- гично отрицалъ такое сліяніе, указывая, что только невѣр- ное пониманіе его воззрѣній могло дать поводъ думать о та- 19
290 комъ сліяніи 4). Въ этомъ отношеніи Кольбе вполнѣ правъ: его воззрѣнія совершенно отличны отъ теоріи строенія, про- тивъ которой онъ ратовалъ всю жизнь съ увлеченіемъ, кото- рое и можетъ служить смягчающимъ обстоятельствомъ при обсужденіи не всегда литературнаго тона его критики. Воспринявъ ученіе о частицѣ, новые атомные вѣса, равно какъ теорію атомности элементовъ, въ возникновеніи кото- рой онъ и самъ принималъ выдающееся участіе, Кольбе ос- тался при прежнемъ своемъ воззрѣніи иа строеніе органиче- скихъ соединеній. Важнѣйшая задача органической химіи, по его мнѣнію, состоитъ въ изслѣдованіи ближайшихъ со- ставныхъ частей органическихъ соединеній или, говоря об- щѣе, въ опредѣленіи ихъ раціональнаго состава. Онъ отри- цалъ возможность знать способъ связи атомовъ въ части- цахъ, порицалъ всѣ подобныя попытки и ясно видѣлъ недо- статочность механическаго воззрѣнія теоріи строенія для объ- ясненія химическихъ явленій. Употребляя понятіе атомно- сти въ смыслѣ эквивалентности, т. е. какъ опытное пред- ставленіе, свободное отъ тѣхъ теоретическихъ представленій, которыя съ атомностью связалп послѣдователи теоріи атом- ности элементовъ (см. слѣдующую главу), Кольбе въ послѣд- немъ своемъ краткомъ руководствѣ органической химіи 2) раз- сматриваетъ органическую химію съ точки зрѣнія химиче- скихъ типовъ. Бывшій противникъ Гергардта во многомъ теперь ему слѣдуетъ; его теорія исключительно построена на замѣщеніи и во многомъ напоминаетъ ниже разсмотрѣн- ную теорію замѣщенія. Воззрѣнія Д. Менделѣева. Мы уже имѣли случай ука- зать, что въ началѣ шестидесятыхъ годовъ Менделѣевъ былъ представителемъ теоріп химическихъ типовъ Гергардта во всей ея чистотѣ. Сознавая недостаточность послѣдней по от- ношенію къ непредѣльнымъ соединеніямъ, онъ, еще въ 1861 году, высказалъ теорію предѣловъ 3). Въ этой теоріп впер- вые было ясно формулировано, что органическія соединенія Мсйеп <1ег тобегпеп СЬетіе. Л. ргасГ. СЬетіе 1871. ’) Кигхев ЬеЬгЬисЬ йег огцапівсЬеп СЬетіе ѵоп В-г Негтапп КоІЬс 1879—1883. 3) Органическая химіи, Д. Менделѣева, 1-е изд. стр. 389.
291 раздѣляются на достигшія предѣла СпН2п+2 и на СпН^-™ (гдѣ и» измѣняется отъ нуля до неопредѣленно большихъ ве- личинъ), не достигшія предѣла, и прп реакціяхъ присоеди- ненія стремящихся достигнуть предѣла. Менделѣеву не слу- чилось впослѣдствіи трактовать органическія соединенія въ цѣлостности и дальнѣйшія его мнѣнія по этой причинѣ нѣ сколько отрывочны; они взяты частію изъ статьи о періоди- ческомъ законѣ *), частію пзъ послѣдняго изданія его «Ос- новы химіи» 2). Не раздѣляя теоріп строенія и теоріи атом- ности элементовъ (о чемъ далѣе), онъ кладетъ въ основу всѣхъ обобщеній относительно формъ соединеній элементовъ слѣдующіе 3 закона: 1) Періодическій законъ (съ которымъ намъ пред- стоитъ познакомиться далѣе), показывая, что высшій соедине- нія элементовъ съ водородомъ и кислородомъ опредѣляются атомнымъ вѣсомъ ихъ, ограничиваетъ разнообразіе возмож- ныхъ формъ. 2) Законъ замѣщеній гласитъ, что прп раздѣленіи час- тицы на двѣ части, эти послѣднія эквивалентны другъ другу; законъ обобщаетъ явленія замѣщенія, гомологіп и т. п. Законъ замѣщеній развитъ авторомъ примѣнительно къ углеводоро- дамъ. Допуская три рода замѣщеній въ болотномъ газѣ: ме- тилированіе = — Н —|— СН3, метиленированіе = — Н2 СН2 и ацетпленпрованіе =— Н8-|-СН, отъ перваго рода замѣще- нія ведетъ свое образованіе этанъ СН3 СН3, отъ втораго этиленъ СН2 СН2, отъ третьяго ацетиленъ СН СН. Производя въ полученныхъ углеводородахъ замѣщенія всѣхъ родовъ, можно образовать всѣ другіе углеводороды и объяснить пхъ и.зомерію. 3) Законъ предѣла обнимаетъ реакціи присоединенія, образованіе предѣльныхъ формъ, равно какъ формъ соеди- неній отстоящихъ отъ предѣльныхъ. Теорія зампяценія представляетъ приспособленіе теоріи химическихъ типовъ Гергардта къ современному состоянію химіи органическихъ соединеній. Теорія замѣщенія примѣ- няетъ для органическихъ соединеній не тѣ типы, которые *) Апп. Сііет. РЬагт. 8 ЗиррІеЬ., 222. 3) Основы, 394. 395.
292 предложены Гергардтомъ, а потому этой теоріи, для избѣ- жанія недоразумѣній, придано особое названіе. Воспринявъ основныя положенія унитарной системы: за- конъ частицы, двухъобъемныя формулы п предполагая невоз- можнымъ знать внутренній составъ веществъ, теорія замѣ- щенія выводитъ свои основныя положенія изъ разсмотрѣнія превращеній органическихъ соединеній. Химическія превра- щенія, въ пхъ цѣлостности, управляются двумя законами: закономъ замѣщеній и закономъ предѣла, указанныхъ Мен- делѣевымъ. Періодическій законъ опредѣляетъ составъ пре- дѣльнаго ряда органическихъ соединеній какъ СПН211-|5. Своеобразіе органическихъ соединеній, сказывающееся въ большемъ числѣ, сравнительно съ неорганическими соедине- ніями, характерныхъ для нихъ превращеній, вызываетъ не- обходимость яе ограничиваться для нихъ типами Гергардта. Присоединивъ къ типамъ Гергардта типъ СН4, остальные типы важнѣйшихъ функцій органическихъ соединеній выте- каютъ пзъ комбинацій этого типа съ типомъ воды, а для производныхъ этихъ функцій, изъ комбинацій съ другими, про- изводными типами Гергардта. Избранные тппы будутъ слѣ- дующіе: СН4 болотный газъ — тепъ углеводо родовъ. сн3.но иетиловыё спиртъ — ТЕПЪ спиртовъ. СН2О муравьиный ал- дегвдъ — тшп алдегядовъ и ме- топовъ. Н.СООН муравьиная ки- слота—типъ кар- боновыхъ ки- слотъ. Подобно тому, какъ въ теоріи химическихъ типовъ Гер- гардта, такъ и въ теоріи замѣщенія типы суть представи- тели химическихъ превращеній: въ типахъ воспроизводятся въ наиболѣе простой или наиболѣе полной формѣ тѣ пре- вращенія, которыя будутъ представлять соединенія, отнесен- ныя къ этому типу. Отнести нѣкоторое соединеніе къ типу значитъ указать всѣ его химическія превращенія, воспроиз- веденіе которыхъ находимъ въ веществѣ, избранномъ за типъ Для опредѣленія органическихъ функцій примѣняются правила, указанныя Гергардтомъ (см. стр. 207): опредѣленіе функціи совершается, указывая составъ ее относительно дру- гой функціи, напр. углеводородовъ, и приводя наиболѣе ха- рактерное свойство соединенія. Соединенія одной функціи
293 классифицируются по гомологическимъ рядамъ, соотвѣтствен- но ихъ составу (большему или меньшему удаленію отъ пре- дѣльнаго ряда) и въ порядки, соотвѣтственно изомеріи. Раз- смотримъ основы объясненія изомеріи, напр. углеводоро- довъ, согласно этой теоріи. Имѣя въ виду привести къ типу углеродистые водороды п дать имъ раціональный формулы въ смыслѣ теоріи Гер- гардта (см. стр. 235), руководствуясь его указаніями, при- мѣняемъ реакціи синтеза для изучаемаго соединенія, равно какъ реакціи распаденія его. Для углеводородовъ прихо- дится ограничиться лишь первыми за недостаточною из- вѣстностью вторыхъ. Изъ частныхъ реакцій синтеза, для каждаго углеводорода, составляютъ, такъ называемое, тппп ческое равенство, обнимающее и обобщающее всѣ частныя реакціи, раціональная формула представляетъ сокращенное типическое равенство. Приведемъ примѣръ типическаго ра- венства и раціональной формулы, напр. пропана С3НЧ. СЫ3.СН2.СН3=(СН— Н)+(СН4—Н2)НСН4—Н). Выведя такимъ же образомъ число возможныхъ типиче- скихъ равенствъ, для взаимодѣйствія нѣкотораго числа час- тицъ оолотнаго газа примѣняя метилированіе, выводимъ число возможныхъ изомерныхъ формъ для предѣльныхъ углеводо- родовъ, заключающихъ число углеродныхъ атомовъ, отвѣчаю- щее числу частицъ болотнаго газа. Прилагая другіе случаи взаимодѣйствія частицъ болотнаго газа, напр. метиленпро- ваніе, ацетиленированіе, получаемъ возможность вывести всѣ формы углеродистыхъ водородовъ какъ предѣльныхъ такъ и непредѣльныхъ и датъ число пзомеровъ каждой формы. Указавъ принципъ, относительно. подробностей отсылаемъ къ источникамъ ‘). Разсмотрѣніе возможныхъ взаимодѣйствій частицъ болот- наго газа замѣщеніемъ приводитъ къ выводу системы угле- родистыхъ водородовъ. Тѣ же основные пріемы дадутъ число изомерныхъ соединеній всякой другой функціи. Приведя ор- ’) Меншуткинъ, Изоиерін углеводородовъ по теоріи замѣщенія (Ж. Р. X. О. 77, 1, 303, 346). См. также статью Бутлерова: химиче- ское строеніе п теорія замѣщенія [Ж. Р. X. О. 77, приложеніе), равно какъ < Лекціи органической химіи > Н. Меншуткина.
294 ганическія соединенія къ типамъ, этпмъ предвидимъ и объ- ясняемъ ихъ химическія свойства. Для непредѣльныхъ сое- диненій производными тппамп служатъ такія же непредѣль- ныя соединенія: этиленъ, ацетиленъ, бензолъ будутъ напр. тппамп непредѣльныхъ углеводородовъ. Въ силу закона предѣла выводится необходимость и мѣра реакціямъ при- соединенія. Прилагая законъ унитарности частпцъ, не только въ смыслѣ нераздѣльности строенія ихъ частицъ, но и въ томъ, что всякій элементарный атомъ частицы вліяетъ на свойства соединенія — мы имѣемъ достаточное число основ- ныхъ положеній для объясненія химическихъ явленій, оста- ваясь на почвѣ унитарной теоріп Гергардта. Считаю невозможнымъ входить въ большія подробности относительно теоріи замѣщенія, быть можетъ даже въ ущербъ ясности, и отсылаю для дальнѣйшаго ознакомленія съ нею къ указаннымъ источникамъ. Воззрѣнія Бертело. Мы уже говорили, что по общимъ своимъ воззрѣніямъ Бертело стоитъ на почвѣ теоріи экви- валентовъ (см. стр. 87). Стремясь остаться въ свопхъ вы- водахъ на опытной почвѣ, Бертело раздѣляетъ воззрѣнія уни- тарнаго ученія относительно невозможности знать внутрен- нее строеніе веществъ и соотвѣтственно этому смотритъ на значеніе химическихъ формулъ. Въ послѣднемъ своемъ со- чиненіи *) Бертело примѣняетъ и частичныя и эквивалент- ныя формулы, указывая, что успѣхи наукп вовсе не обуслов- ливаются исключительнымъ употребленіемъ того или другаго способа выраженія химическихъ фактовъ. Успѣхъ наукъ обус- ловливается открытіемъ фактовъ общаго характера п зако- новъ, связывающихъ этп факты. Ученая дѣятельность Бер-’ тело въ томъ смыслѣ подтверждаетъ эти положенія, что онъ, не раздѣляя обычныхъ воззрѣній, обогатилъ органическую химію важнѣйшими изслѣдованіями. Первый десятокъ лѣтъ его ученой карьеры былъ посвященъ изслѣдованію синтеза органическихъ соединеніи, и мы уже указывали всю важ- ’) ВегіЬеІоі. Ьа зупіЬёзе сЪітпідие, Рагів, 1876. Указываемъ в на прежнія отдѣльныя сочивевія автора для ознакомленія съ его взгля- дами. Ье^опе виг Іез тёіііосіев дёпёгаіев де вунІЬёве еп сйітіе ог^а- пщие; Рагів, 1864. СЪішіе ог^апідие Гопйёе виг Іа бупіЬёее; Рагів 1860.
295 постъ разработки этого основнаго метода химическаго пзслѣ- іованія. Установивъ понятіе о многоатомномъ спиртѣ, онъ переходитъ къ изслѣдованію непредѣльныхъ углеводородовъ, напр. имъ открытаго ацетилена, и принимаетъ въ первой по- ловинѣ шестидесятыхъ годовъ участіе въ опытномъ установ- леніи и изслѣдованіи понятія о предѣльностп соединенія. За- тѣмъ онъ переходитъ къ изслѣдованію динамики химическихъ явленій, изслѣдуетъ образованіе и распаденіе эфпровъ, и даетъ первую теорію образованія этихъ соединеній; многолѣтнія заня- тія термохиміей, которыя не прерываются и нынѣ, чередуются съ пнтереснымп химическими изслѣдованіями по физіологіи растеній. Вотъ балансъ того, что сдѣлалъ Бертело для хи- міи: мнѣнія такого ученаго, хотя бы идущія въ разрѣзъ съ общепринятыми, являются безъ сомнѣнія важными и достой- ными изученія. Мнѣнія Бертело относительно строенія органическихъ со- едпненіп* выработаны имъ наиболѣе подробно въ' сочиненіи Бе^онз 8нг Іез гаёіЬоіІез цёпбгаіез бе зуніііёве еп сЫпііе огца- підне и въ его учебникѣ органической химіи (второе изда- ніе котораго издано при содѣйствіи Юнгфлепша). Исходя изъ простѣйшихъ углеродистыхъ водородовъ, Бертело для вывода формъ пользуется замѣщеніемъ, вводя въ формулу объемы замѣстителей равные съ объемами замѣщенныхъ элементовъ. Вотъ примѣры: СН4 СН2(СЩ) С2Н4(Н2О) С2Н4(С2Н4О2) СН^О^ Болотный Этанъ. Этиловый Уксусный Муравьиная газъ. спиртъ. ѲФиръ. кпслота. * Непредѣльность соединенія онъ указываетъ по числу объе- мовъ веществъ, способныхъ присоединиться. - С2Н4(—) С2Н,(—) (-) Этиленъ. Ацетиленъ. Эти краткія указанія пусть служатъ намёкомъ, какъ Бертело формулируетъ органическія соединенія. Послѣдняя глава этого сочиненія дастъ намъ случаи ближе обсудить нѣкоторыя изъ вышеприведенныхъ изслѣдованій Бертело. Воззрѣнія Бертело во Франціи имѣютъ еще глубокую почву: ихъ раздѣляетъ нетолько школа Бертело, но и школа Сенъ- Клеръ-Девилля.
ГЛАВА XV. Теорія атомности элементовъ. По мѣрѣ успѣшнаго приложенія къ органическимъ сое- диненіямъ теоріи строенія, основанной на четырехатомностп углерода, являются теоріи атомности элементовъ, обобщаю- щія положенія теоріи строенія на всѣ химическія соедине- нія. Сначала разсмотримъ опытныя приращенія химическихъ, знаній отдѣльно отъ тѣхъ гипотезъ, къ постановкѣ которыхъ эти опытныя обобщенія послужили матеріаломъ. Современные атомные вѣса элементовъ. Мы оставили изслѣдованіе атомныхъ вѣсовъ элементовъ на предложеніи Гергардта измѣнить атомные вѣса нѣкоторыхъ элементовъ. Реформа Гергардта была неполная и въ таблицѣ его эквивалентовъ соотношенія между атомными вѣсами мно- гихъ элементовъ неправильныя. Измѣнивъ атомвые вѣса ки- слорода, сѣры, углерода и приведя формулы органическихъ соединеній въ соотвѣтствіе съ требованіемъ двухобъемностп въ парообразномъ состояніи, Гергардтъ упустилъ сдѣлать удвоеніе атомныхъ вѣсовъ для всѣхъ металловъ, кромѣ ще- лочныхъ металловъ и серебра. Такая невѣрная постановка атомныхъ вѣсовъ не замедлила сказаться. Въ 1840 г. Реньо произвелъ опредѣленія теплоемкостей элементовъ въ твер- домъ состояніи; принимая законъ Дюлонга п Пти, оказались разногласія съ нпмъ эквивалентовъ Гергардта. Чтобы согла- совать эти данныя, Реньо предложилъ неудачный путь, а именно уменьшить на половину атомные вѣса щелочныхъ металловъ, серебра и писать формулы напр. хлористыхъ ме- талловъ К2С12, Ѵц2С12, Сн2С12, Н§пС1. и т. п. Термическіе
297 эквиваленты Реньо ие были примѣнены для исправленія атомныхъ вѣсовъ Гергардта. Подмѣчены были при употреб- леніи этихъ послѣднихъ случаи неудовлетворенія требованій изоморфизма: слѣдующія соединенія, будучи изоморфными прп употребленіи атомныхъ вѣсовъ Гергардта, представляли раз- личный атомный составъ. §К2О4 С1К04 Сг3К,О, Мп2КО4 МщК.О^ Заслуга указанія противорѣчій, представляемыхъ атом- ными вѣсами Гергардта, равно какъ путей для уничтоженія этихъ противорѣчій принадлежитъ Каннпцаро, тогда профес- сору Туринскаго ^университета. Канниццаро предполагаетъ, что при установленіи атомныхъ вѣсовъ Гергардтъ впалъ въ ошибку, потому что сдѣлалъ гипотезу, что атомный составъ всѣхъ сильныхъ .основаній долженъ выражаться формулой П2О. Канниццаро предложилъ удвоить атомные вѣса всѣхъ металловъ, кромѣ щелочныхъ и серебра, основываясь частью на данныхъ Реньо теплоемкостяхъ металловъ, частью на плотностяхъ пара, напр. металлорганическихъ соединеній ртути й цинка, частью иа химическихъ соображеніяхъ, напр. на отсутствіи для барін и магнія способности образовать кислыя соли. Данныя изоморфизма лишь въ малой степени встрѣтили примѣненіе для исправленія атомныхъ вѣсовъ. Но- вые атомные вѣса предложены были Канниццаро на съѣздѣ естествоиспытателей въ Карлсруэ въ сентябрѣ 1860 года, и въ большинствѣ случаевъ, остались безъ измѣненія и теперь. Приведемъ атомные вѣса, предложенные Канниццаро1') лишь для небольшаго числа элементовъ: Н — 1 Ка = 23 2п = 65 Ве= 13 М8 = 24 Аз = 75 Во= 11 А] — 27 Іи = 85 С = 12 81 = 28 Ак =108 К 1= 14 Р = 31 Ѵг =120 0 = 16 8 - 32 РЬ =207 V = 19 Са — 30 *) Канниццаро. Обзоръ развитія понятія объ атомѣ, частицѣ, экви- валентѣ и о различныхъ системахъ Формулъ. Переводъ П. Алексѣева, «Кіевскія Университетскія ІІзвѣстія> 1873 г.
298 Обратимся къ разсмотрѣнію вопроса, на сколько этп атом- ные вѣса отвѣчаютъ требованіямъ закона Дюлонга и Пти, закона Авогадро и требованіямъ изоморфизма. 1. Изслѣдованіе Реньо, затѣмъ обширныя изслѣдованія Коппа *) теплоемкостей твердыхъ элементовъ указали, что большинство ихъ слѣдуютъ закону Дюлонга и Пти. Приш- лось однако измѣнить изложеніе послѣдняго: атомныя теп- лоты (т. е. теплоемкости атомовъ) представляютъ не тожде- ственную, но близкую величину, колеблющуюся въ предѣ- лахъ отъ 5,2—6,8 для температуры не выше 100°. Исклю- ченія представляютъ лишь слѣдующіе элементы, для кото- рыхъ теплоемкости указываемъ по опредѣленіямъ Коппа (1864) для температуры отъ 0 до 100°. Тепло- Атомный Атомная емкость. БѢСЪ. теплота. Боръ, крвсталлпческій 0,230 10,9 2,51 Углеродъ, алмазъ 0,1469 12 1,76 Кремній, кристаллическій 0,165 28 4,62 Особенно для бора и углерода отклоненія отъ закона Дюлонга и Пти весьма значительны. Въ послѣднее время най- дено, что и бериллій принадлежитъ къ такимъ же элемен- тамъ: теплоемкость его при температурѣ 73° = 0,448, а атомная теплота = 4,08 2). Всѣ эти исключенія нынѣ уяс- нены. Веберъ •) показалъ, что каждый твердый элементъ слѣдуетъ закону Дюлонга и Пти только въ опредѣленномъ интервалѣ температуры, въ которомъ теплоемкость пред- ставляетъ малыя измѣненія съ температурой. Для большин- ства элементовъ это имѣетъ мѣсто уже при температурахъ не выше 100°. Для вышеназванныхъ элементовъ теплоем- кость значптельно увеличивается съ температурой и только при значительно высокихъ температурахъ измѣненія тепло- емкости дѣлаются малыми; при-нижеуказанныхъ температу- рахъ боръ, углеродъ, кремніи и бериллій слѣдуютъ закону Дюлонга и Пти. *) Корр. Апп. СЬет. РЬагт. 8іір1Ь<1. 3, 1. Въ втой стать1® чита- тель найдетъ исторію вопроса и всѣ литературный указаніи. 2) Иіівоп и. Реіегзоп. Вегі. Вег. 13, 1451. 3) Рощр Аппаіеп, 154, 367.
299 Теплоемкость. Атомнан теплота. Темпер. Воръ 233° Углеродъ, алмазъ 606° 985е Кремній, кр. 129° 232° Бериллій 257° 0,391 0,440 0,4589 0,1964 0,2029 0,5819 4,26 5,29 5,51 5,50 5,68 5,29 И такъ законъ Дюлонга и Птп прилагается ко всѣмъ элементамъ, стало быть и обратно атомные вѣса элементовъ являются вѣрно опредѣленными *)• 2. Обратимся теперь къ разсмотрѣнію соотношенія со- временныхъ атомныхъ вѣсовъ элементовъ по отношенію къ плотностямъ пара ихъ соединеній, равно какъ самихъ эле- ментовъ. Приложеніе этого метода для провѣрки атомныхъ вѣсовъ въ значительной степени расширилось послѣ откры- тія Фрапкландомъ летучихъ органическихъ соединеній для многихъ металловъ. Для огромнаго большинства изслѣдован- ныхъ химическихъ соединеній плотности пара являются нормальными и вычисляемые изъ нихъ атомные вѣса эле- ментовъ совпадаютъ съ приведёнными выше. На кажущихся исключеніяхъ противъ закона Авогадро требуется остано- виться. Исключенія могутъ быть двоякаго рода: плотность пара соединенія бываетъ болѣе теоретической, нормальной или же она меньше теоретической. Случаи уклоненій въ ту и другую сторону встрѣчаются какъ при элементахъ, такъ и при химическихъ соединеніяхъ. Большую плотность пара, противу теоретической, даютъ элементы: сѣра, фосфоръ, мышьякъ. Изъ соединеній сюда относятся<уксусная кислота, мышьяковистый ангидридъ, хло- ристый бериллій, хлористый галлій, можетъ быть также хло- ристый алюминій и хлорное желѣзо. Остановимся сначала на разсмотрѣніи случаевъ большей плотности пара при хи мическихъ соединеніяхъ. Уксусная кислота даетъ ненормаль- ную, а именно большую плотность пара до 250°; выше этой температуры плотность пара нормальна и отвѣчаетъ фор- мулѣ С2Н4О2, какъ показали опредѣленія Кагура. Въ по- слѣднемъ году, подобнымъ же образомъ, Нильсонъ и Петтер- сонъ показали, что плотность пара хлористаго бериллія выше *) Кромѣ индіи и урана, какъ увидимъ въ главѣ XVI.
300 680° дѣлается нормальной и отвѣчаетъ формулѣ ВеСІ,. Для трихлористаго галлія СгаС13 плотность пара, отвѣчающая этой формулѣ, достигается при 447°. По аналогіи вѣроятно и для хлористаго алюминія, плотность котораго отвѣчаетъ формулѣ АІ2С1в, придется принять половинную формулу, со- отвѣтственно плотности пара алюминійметила, отвѣчающей формулѣ А1(СН3)3. Для хлорнаго желѣза, плотность пара ко- тораго отвѣчаетъ Ге2С1г нѣтъ указаній на пониженіе плот- ности пара съ увеличеніемъ температуры; тоже замѣчаніе относится и до мышьяковистаго ангидрида, плотность пара котораго отвѣчаетъ формулѣ Аз406. Переходимъ къ разсмо- трѣнію плотности пара элементовъ. Плотность пара сѣры понижается съ возвышеніемъ температуры: при 500е плот- ность пара сѣры отвѣчаетъ 86, тогда какъ при 1000е она нормальна и отвѣчаетъ 82. Для фосфора и мышьяка нѣтъ указаній на уменьшеніе ихъ плотностей пара, отвѣчающихъ Р4 и Ав4 при температурахъ выше 1000е. Объясненіе большихъ, противу теоретическихъ, плотностей пара таково, что при переходѣ въ парообразное состояніе, не сразу имѣетъ мѣсто распаденіе физическихъ частицъ элементовъ или химическихъ соединеній на частицы химическія, что сполна наступаетъ лишь при температурахъ, прп которыхъ наблюдается нор- мальная плотность пара. Есть много вѣроятія, что и въ тѣхъ случаяхъ, гдѣ большая плотность пара еще не понижена до нормальной, не была приложена достаточно высокая темпе- ратура. Случаи меньшей противу теоретической плотности пара весьма многочисленны и въ былое время Гергардтъ от- чаивался подвести плотности пара всѣхъ химическихъ сое- диненій подъ правило. Меньшія плотности пара для хими- ческихъ соединеній наступаютъ «слѣдствіе разложенія пара соединеній при температурѣ опыта, какъ это предполагалъ еще Бпно, а за нпмъ Канниццаро и Коппъ. Наступленіе разложенія при переходѣ въ пары доказано для слѣдующихъ соединеній: для солей аммонія (С. Клеръ-Девилль, Таинъ), сѣрной кислоты (Мариньякъ), пятихлористаго фосфора (Вэн- клинъ), хлористаго пиросульфурила (Коноваловъ), для галои- доводородныхъ соединеній углеводородовъ этитеннаго рода (Вюрцъ, Меншуткинъ и Коноваловъ), для гидрата хлораля
301 (Вюрцъ, Троостъ) и др. Названныя соединенія даютъ прп опредѣленіи ихъ плотностей пара по два продукта распаде- нія, а потому если разложеніе полное, получаются половин- ныя, противу нормальныхъ, плотности пара. Еще весьма недавно плотности пара названныхъ соединеній предпола- гались не представляющими плотности пара продуктовъ ихъ разложенія, а потому неправильно приводились какъ противорѣчащія общности приложенія въ химіп закона Авога- дро *). Лишь постепенно выяснилось, что въ указанныхъ слу- чаяхъ вещества имѣются въ состояніи диссоціаціи. Законы этого явленія, которые мы разсмотримъ въ послѣдней главѣ этого сочиненій, указываютъ, что, оперируя въ присутствіи одного изъ продуктовъ диссоціаціи, при давленіи большемъ упругости диссоціаціи, можно задержать послѣднюю. Вюрцъ показалъ, что въ'присутствіи избытка пара трихлористаго фосфора плотность пара пятихлористаго фосфора получается близкая къ нормальной. И такъ опытъ оправдываетъ данное объясненіе, стало-быть меньшія плотности пара нѣкоторыхъ разлагающихся при этомъ соединеній никоимъ образомъ не стоятъ въ противорѣчіи съ принятыми атомными вѣсами. Въ началѣ 1880 года Викторъ Мейеръ2) началъ весьма интересные опыты надъ плотностями пара галоидовъ при весьма высокихъ температурахъ. Опыты эти были затѣмъ повторены Крафтсомъ я). Результатъ ихъ тотъ, что плотно- сти паровъ галоидовъ, которыя представляются нормальными для значительныхъ интерваловъ температуры, дѣлаются мень- шими по уѣрѣ возвышенія температуры, различно для раз- личныхъ галоидовъ. Температура. Плотн. пара хлора. Плотн. пара брома. Плот. пара іода. Ниже 440° 2,45 5,52 8,78 440° БОри. норы. 8,72 900° норы. нори. 8,11 .1200° 1400е—1500° норы. 2,02 4,5 3,5 6.07 5,31 *) Вновь обращаемъ вниманіе на пренія по вопросу общности за- кона Авпгадро среди Парижской Академіи въ 1877 году (Сотріев геп- <1ив, томы 83 и 84). ’) Ругоскетівсііе Цпіегвисіпіп^еп, ѵоп С Ьап^ег ппіі V. Меуег. 1885. 3) Вегі. Вег. 1880, 851.
302 Предполагая, что наблюдаемое уменьшеніе плотностей пара галоидовъ не зависитъ отъ значительнаго измѣненія въ коэффиціентѣ расширенія газовъ при указанныхъ темпе- ратурахъ, приведенныя данныя могутъ быть объяснены рас- паденіемъ частицъ галоидовъ на атомы; такое распаденіе на - ступаетъ наиболѣе трудно при хлорѣ, наиболѣе легко при іодѣ, но и тамъ при обыкновенномъ давленіи не достигаетъ половинной плотности пара, которая бы отвѣчала полному распаденію двухатомныхъ частицъ галоидовъ на атомы. Подъ значительно уменьшеннымъ давленіемъ, напр. при 0,3 атм. уже при 1500° плотность пара іода=4,6; при большемъ разря- женіи и при нѣсколько нисшей температурѣ получаются по- ловинныя плотности пара 4,4. остающіяся затѣмъ постоян- ными при дальнѣйшемъ нагрѣваніи '). Замѣчательно, что при нѣкоторыхъ металлахъ мы наблю- даемъ подобное явленіе распаденія двуэ томныхъ частицъ, идущее гораздо легче, чѣмъ для галоидовъ. Согласно плот- ности пара соединеній ртути, цинка, кадмія, ихъ теплоем- кости въ твердомъ состояніи и другимъ химическимъ при- знакамъ, названнымъ элементамъ мы придаемъ слѣдующіе атомные вѣса: для цинка = 65 » кадмія =442 » ртути = 200 Плотность пара этихъ элементовъ отвѣчаетъ только по- ловиннымъ числамъ: для ртутп имѣемъ плотность пара, отвѣ- чающую атомному вѣсу 400 уже при температурахъ около 400°. Плотность пара кадмія = 56; плотность пара цинка была недавно опредѣлена Викторомъ Мейеромъ при 1300° и найдена отвѣчающей атомному вѣсу 37,5. Строеніе ртут- наго пара какъ одноатомной матеріи Кундтъ и Варбургъ подтвердили изслѣдованіемъ теплоемкости ртутнаго пара при постоянномъ объемѣ и затѣмъ при постоянномъ давленіи, причемъ согласно теоріи получено отношеніе между тепло- емкостями — 1,67. И такъ, при указанныхъ элементахъ мы встрѣчаемся съ явленіемъ подобнымъ тому, которое представляютъ слож- Сгаііз еі Меуег. Сотріе® гегідив 92, 39.
303 ныя вещества. Еслп объясненіе и въ этомъ случаѣ дано правильное, то и эти факты не могутъ быть приводимы въ доказательство невѣрности современныхъ атомныхъ вѣ совъ. 3. О соотношеніи современныхъ атомныхъ вѣсовъ съ тре- бованіями изоморфизма мы скажемъ лишь то, что этотъ приз- накъ для опредѣленія атомныхъ вѣсовъ, далеко не имѣетъ того значенія, какъ предшествующія методы, частію по не- достаточности фактовъ, частію по имѣющимъ мѣсто еще не- выясненнымъ противорѣчіямъ ‘). Достаточно сказать, что ни одна изъ системъ атомныхъ вѣсовъ не удовлетворяла и тре- бованіямъ изоморфизма въ такой степени, какъ современная система. Примѣняя новые атомные вѣса, противорѣчія, ука- занныя на стр. 297, .исчезаютъ; изоморфныя соединенія въ большинствѣ случаевъ получаютъ одинаковый атомный со- ставъ. Одновременно съ Канниццаро, исходя исключительно изъ явленій изоморфизма, Мариньякъ вывелъ необходимость измѣненія атомныхъ вѣсовъ * 2). Вопросъ объ изоморфизмѣ въ послѣднее время представляется весьма сложнымъ и извѣст- ные минералоги Маларъ и Вырубовъ отрицаютъ возможность сохранить для изоморфныхъ соединеній, то опрѣделеніе ко- торое было придано имъ Митчерлихомъ 3). Мы разсмотрѣли основанія, на которыхъ покоится си- стема современныхъ атомныхъ вѣсовъ элементовъ 4). Обра- щаемся къ разсмотрѣнію формъ соединеній, образуемыхъ элементами. ( Постоянство формъ соединеній элементовъ. Въ 1649 году Франкландъ открылъ металлоорганическія соединенія цинка и затѣмъ въ послѣдующіе годы описалъ органическія соединенія другихъ металловъ. Этн работы Франклйнда 5) имѣютъ выдающееся значеніе. Мы ихъ упо- *) Менделѣевъ. Ж. Р. X. О. 5, 119. ’) Агсіііѵез <1. зсіепсез рЬуз. еі пайігеііез 1859. Т. 6, 105. я) Ж. Р. X. О. 1887, (II), 83. 4) Подробности о вопросахъ, изложенныхъ въ этомъ параграфѣ, чи- татель найдетъ въ слѣдующихъ сочивеніяхь: ЬоІЬаг Меуег, Діс іно- <3егпеп ТЬеогіео йег СЬеіпіе; А. ѴѴигіг, іііеогіе аіогоідие, 1879. ®) Апп. Сіісш.і РЬагго. Тоны 71, 74, 77, 85, 95, 99.
304 миналп, разсматривая теорію сложныхъ радикаловъ: полученіе этихъ сложныхъ радикаловъ (стр. 164) и было ближайшимъ поводомъ работы; затѣмъ упоминали объ этихъ работахъ, какъ послужившихъ для установленія теоріи Кольбе (стр. 254); го ворилн о нихъ но поводу опредѣленія современныхъ атом- ныхъ вѣсовъ. Теперь намъ придется указать наивысшее обоб- щеніе найденныхъ при изслѣдованіи фактовъ. Въ 1852 году, почти въ концѣ работы, Франкландъ заканчиваетъ одну изъ статей слѣдующими соображеніями. «Разсматривая формулы неорганическихъ соединеній, даже поверхностному наблюда- телю бросится въ глаза симметрія въ этихъ ‘формулахъ. Въ особенности соединенія азота, фосфора, сурьмы и мышьяка показываютъ стремленіе этихъ элементовъ образовать соеди- ненія, въ которыхъ находятся 3 или 5 эквивалентовъ дру- гихъ элементовъ; въ этихъ отношеніяхъ наилучше удовле- творяются сродства этихъ тѣлъ». Взявъ кислородныя, сѣр- нистыя или хлористыя соединенія металловъ за молекуляр- ные типы металлоорганическихъ соединеній, которыя можно изъ нихъ произвести замѣщеніемъ органическими радикалами эквивалента кислорода или хлора, получаемъ соединенія того же типа. Такимъ образомъ было доказано, что во всѣхъ сво- ихъ соединеніяхъ, неорганическихъ и органическихъ, эле- менты воспроизводятъ одни и тѣ же молекулярные типы сое- щненій. Эти положенія скоро, какъ увидимъ, лягутъ въ основу теоріи атомности элементовъ. Установивъ формы металлоорганическихъ соединеніи, въ концѣ пятиде ятыхъ годовъ на нихъ особенно рельефно было показано понятіе о предѣльности соединенія. Натуръ и Ришъ, при изслѣдованіи металлоорганическихъ соединеніи олова и мышьяка, придавъ имъ впервые четырехобъемныя формулы, ясно опредѣляютъ, что высшій предѣльный типъ оловянныхъ соединеніи будетъ 8пХ„ а мышьяковыхъ АзХ5. Соединенія этп могутъ переходить въ соединенія низшаго типа 8пХ2 или АзХ3 отнятіемъ показаннаго числа атомовъ; присоединяя ихъ вновь, эти соединенія даютъ соединеі я высшаго типа. Эти изслѣдованія значительно способствоэали уясненію предѣлъ ности органическихъ соединеніи (стр. 274), равно какъ воз- никновенію теоріи атомности элементовъ.
305 Теоріи атомности элементовъ. Опыты Франкланда, установившіе молекулярные типы сое- диненій многихъ элементовъ, не сразу повели къ установле- нію теоріи атомности элементовъ—требовались еще большія обобщенія. Начати говорить о многоатомныхъ элементахъ. Кольбе, первыми попытками разсматривать происхожденіе органическихъ соединеній отъ углекислоты (1857), много содѣйствовалъ уясненію мысли о четырехатомности углерода и о приложеніи этого представленія къ выводу формулъ орга- ническихъ соедик-зній. Теорія четырехатомности углерода была высказана Кекуле въ 1858 году, равно какъ законъ пѣпеобразнаго соединенія углеродныхъ атомовъ въ органи- ческихъ соединеніяхъ. Этотъ ученый себѣ приписываетъ вве- деніе въ науку понятія атомности элементовъ. Приведенные выше факты показываютъ, что это не вполнѣ точно: было-бы однако несправедливымъ отрицать огромное вліяніе, которое имѣли статья и учебникъ Кекуле на распространеніе поня- тія объ атомности элементовъ. Въ окончательномъ обобщеніи понятія участвовали многіе ученые, имена которыхъ тотчасъ будутъ приведены. Въ 1864 году на столько понятіе выясни- лось, что оказалось возможнымъ обсужденіе этого вопроса. Прп этомъ, можно сказать, единственномъ обсужденіи атом- ности элементовъ, оказалось значительное разнообразіе мнѣ- ніи: опредѣлилось ^ѣсколько теорій атомности элементовъ. Мы кратко выставимъ главнѣйшія положенія каждой изъ нихъ. Теорія Кекуле постоянной атомности. По мнѣнію этого ученаго, законъ кратныхъ отношеній недостаточенъ для объясненія причины, почему элементы предпочтительно даютъ соединенія лишь нѣкотораго опредѣленнаго атомнаго состава. Это свойство элементовъ должно объяснить особаго рода притя- женіе, представляющее основное свойство атома, постоянное и неизмѣнное, какъ и атомный вѣсъ, и названное атомностью элемента. Смотря по тому, обладаютъ-ли атомы однимъ илп нѣсколькими центрами притяженія, единицами сродства, эле- менты будутъ одноатомны или многоатомны. При соединеніи атомовъ, какъ различныхъ элементовъ, такъ и атомовъ одного и того же элемента, единицы сродства одного атома насы- щаются, отчасти или вполнѣ, одинаковымъ числомъ средствъ 20
306 одного или нѣсколькихъ атомовъ. Единицей для измѣренія атомности элементовъ избранъ водородъ и другіе одноатом- ные элементы. Разсматривая атомный составъ водородистыхъ или хлористыхъ соединеній, ошибочно было бы, согласно Ке- куле, для атомности элемента избирать всегда максимальную способность насыщенія атома. Между различными возмож- ными атомностями для многоатомнаго элемента должно из- брать такую атомность, которая бы наилучше, т. е. наибо- лѣе просто и наиболѣе полно объясняла всѣ соединенія этого элемента. Такъ напр., К, Р, Аз, 8Ъ, Ві должны считаться трехатомными, а О, 8, 8е, Те неизмѣнно двухатомными и т. д. Во всѣхъ своихъ соединеніяхъ, какъ предѣльныхъ, такъ и* непредѣльныхъ, элементы обладаютъ одною и тою же неиз- мѣнною атомностію; въ непредѣльныхъ соединеніяхъ прини- мается большее насыщеніе атома большимъ числомъ единицъ сродства. Для приложенія къ фактамъ, теорія постоянной атомности должна различать два рода соединеній: атомныя соединенія, въ которыхъ всѣ элементы сдерживаются сред- ствами атомовъ; молекулярныя соединенія, напр. ГШЖ.НС1 или РС13.С12, неспособныя существовать въ состояніи пара. Эти послѣднія соединенія, согласно теоріи, также .образуются притяженіемъ атомовъ, которое, соположивъ частицы, недоста- . точно сильно и неспособно вызвать дальнѣйшаго ихъ соедине- нія, какъ то бываетъ при образованіи атомныхъ соединеній. Таковы основныя положенія теоріи постоянной атомности элементовъ. Предоставляя себѣ далѣе разсмотрѣть какъ само понятіе атомности, такъ и методы, предлагаемые для опре- дѣленія атомности элементовъ, противъ изложенной теоріи постоянной атомности должно привести два вѣскихъ возра- женія. Первое возраженіе будетъ отсутствіе въ основныхъ положеніяхъ теоріи критерія для выбора одной атомности для многоатомнаго элемента предпочтительно передъ другою; вслѣдствіе допускаемаго произвола возможно избрать слиш- комъ низкую атомность для элементовъ, способныхъ дать нѣ- сколько рядовъ соединеній. Въ связи съ этимъ находится и второе возраженіе, которое относится въ большей или мень- шей степени ко всѣмъ теоріямъ атомности элементовъ,—это необходимость раздѣлить химическія соединенія на атомныя и молекулярныя соединенія. Удерживая такое раздѣленіе, ни
307 одна пзъ теорій атомности элементовъ не можетъ указать признаковъ для отличенія атомныхъ п молекулярныхъ сое- диненій *)- Неспособностію переходить въ паръ обладаютъ и нѣкоторыя несомнѣнно атомныя соединенія, напр. сѣрная кис- лота; съ другой стороны, соединенія, принимаемыя за моле- кулярныя, способны отчасти переходить въ паръ, какъ напр. соединеніе метиловаго эфира съ хлороводородомъ (СН3)2О. НС1 или же вполнѣ, какъ напр. пятифтористый фосфоръ РМ-. Другой принимаемы? признакъ молекулярныхъ соеди- неній—неспособность входить въ обмѣнныя разложеніи, также несостоятеленъ: вспомнимъ, напр. крвмнефтористоводородную кислоту 8іГ14, 2НЕ1 и многочисленные ея аналоги, способ- ные давать соли, т. е. именно показывать реакціи обмѣн- наго разложенія. Могутъ быть, напротивъ, случаи, что и атомныя соединенія не въ состояніи вступить въ обмѣнныя разложенія безъ измѣненія состава: такъ напр. плумбэтилъ РЪ(С2Н5)4 не способенъ показывать многихъ обмѣнныхъ раз- ложеній,' вслѣдствіе перехода изъ стадіи РЬХ4 въ стадію РЪХ2. Теорія Кекуле постоянной атомности элементовъ, наи- болѣе научно-строгая, почти не имѣетъ послѣдователей. Теорія перемѣнной атомности явилась въ видѣ нѣ- сколькихъ толковъ, поэтому и принципы этой теоріи колеб- лющіеся. Я остановлюсь, главнымъ образомъ, на теоріп Вюрца, какъ мнѣ кажется, наиболѣе важнаго представителя теоріи перемѣнной атомности. Согласно мнѣнію этого ученаго ®), атомность не столько потенціальная или абсолютная способность атома къ соеди- ненію, сколько дѣйствительная способность, проявляемая ато- момъ въ данномъ соединеніи. Атомность элементовъ, это экви- валентность атомовъ, это ихъ цѣнность (ѵаіенг) при соеди- неніи или замѣщеніи. Эта цѣнность можетъ измѣняться, смотря по различнымъ соединеніямъ, въ которыя вступаетъ-разсма- триваемый элементъ. Такъ напр. азотъ можетъ быть, смотря *) Вопросъ о молекулярныхъ и атомныхъ соединеніяхъ вызвалъ цѣ- лую литературу. Укавынаеиъ лишь на слѣдующее сочиненіе, въ кото- ромъ читатель найдетъ сводку работъ А. Каптапл: ііЬег Моіекйіѵег- Ьіпйип^еп пасЪ Гезіел ѴегЬйІіпівбСп. НеідеІЬег^ 1872. 9 Впіі. вос. сіііт. 2,247; также Іе^опя <1е рЬіІояоріііе сііітічие, 153. *
308 по разсматриваемымъ соединеніямъ, трехъ-или пятиатомнымъ; іодъ или одноатоменъ или трехатоменъ, подобно тому какъ сложный радикалъ аллилъ, С8Н5, представляется одно-или трехъатомнымъ. Въ приложеніи этихъ правилъ къ опредѣ- ленію атомности элементовъ скоро сказалась пхъ произволь- ность и представители теорій перемѣнной атомности расхо- дились въ опредѣленіи атомности наиболѣе распространенныхъ элементовъ, даже въ простѣйшихъихъ соединеніяхъ. Такъ напр., Вюрцъ принималъ, что сѣра всегда двухатомна *); Наке счи- таетъ сѣру четырехатомною; Бутлеровъ считаетъ возможнымъ считать ее въ сѣрной кислотѣ шестиатомною ®). Для Вюрца сѣрпый ангидридъ представляетъ строеніе О к>° О съ цѣпью кислородныхъ атомовъ взаимно-связанныхъ, какъ онъ это принимаетъ и для хлорной кислоты, считая хюръ одноатомнымъ. С1 — О — О — О — ОН Бутлеровъ, допуская іпестпатомность сѣры въ сѣрной кислотѣ, не допускаетъ семиатомности хлора въ хлорной кислотѣ. Эти примѣры приведены съ цѣлью показать, какъ трудно примѣ- нить теорію перемѣнной атомности, за полнымъ отсутствіемъ правилъ для опредѣленія атомности элементовъ Это подтверж- дается и тѣмъ, что соединеніи, не достигшій предѣла, раз- сматриваются согласно этой теоріп то принимая меньшую атомность для элемента, какъ напр. въ соединеніяхъ сѣры, то принимая, что атомность элемента не мѣняется, какъ напримѣръ въ органическихъ непредѣльныхъ соединеніяхъ. Теорія перемѣнной атомности, какую-бы ни придавать эле- ментамъ атомность, не можетъ обойдтпсь безъ раздѣленія химическихъ соединеній на атомныя и молекулярныя, ото- двинувъ лишь границу между этпмп соединеніями. При высшей атомности элементовъ, нѣкоторыя молекулярныя соеди- ненія предшествующей теоріп вошли въ число атомныхъ сое- ') Сѵпір. геиИ- ЗЬ, ЗЪІ. Введеніе къ изученію органической химіи, 659
309 дпненій; въ числѣ молекулярныхъ остались, напр., соли съ кристаллизаціонною водою, полпіодиды и хр. Теорія перемѣнной атомности не представляетъ существен- наго отличія отъ закона кратныхъ отношеніи: соотвѣтственно тому какъ согласно этому закону измѣняется эквивалентъ элемента, такъ мѣняется и атомность. Мы не будемъ оста- навливаться на дальнѣйшемъ обсужденіи этой теоріи, ука- жемъ лишь, что и послѣдователи новѣйшихъ воззрѣній на- ходятъ ее недостаточно-научною. «Толкованіе фактовъ, по- коющееся на произвольныхъ допущеніяхъ, не можетъ слу- жить опытомъ научнаго объясненія *)». Теоріей максимальной атомности называю я то видоизмѣненіе теоріи атомности элементовъ, которое, какъ мнѣ кажется, если не впервые, то наиболѣе отчетливо вы- сказано сначала Эрленмейеромъ и которое, повидимому, раз- дѣляется нынѣ большинствомъ послѣдователей теоріи атом- ности элементовъ. Изложеніе этого ученія я дамъ по книгѣ Лотара Мейера: ТЬеогіеп сіег шобегнен СЬетіе. Химическое значеніе, валентность пли способность насы- щенія ‘атома представляетъ отношеніе атомнаго вѣса эле- мента къ его эквиваленту. Эквивалентомъ зовется вѣсовое количество элемента равноцѣнное одному атому водорода. Способность насыщенія (Ваійрщп&эсарасіШ), или макси- мальная атомность атома элемента принимается постоянною; она опредѣляется максимальнымъ числомъ атомовъ, которое разсматриваемый аурмъ можетъ связать (Ъішіеп). Отъ способ- ности насыщенія, постоянной для каждаго атома, должно от- личать насыщеніе атома (йаПі^ппд) его въ каждомъ частномъ случаѣ, или то число его аффинивалентовъ (по Эрленмейеру), которое въ данномъ случаѣ истрачивается для образованія химическаго соединенія. Наступленіе акта соединенія, наступ- леніе насыщенія ненасыщенныхъ средствъ атома, находится въ зависимости отъ ннтензпвности притяженія, которая обу- словливается химической природой обоихъ соединяющихся атомовъ, равно какъ и условіями, имѣющими мѣсто прп сое- іпненіи. При полномъ насыщеніи всѣхъ сродствъ атомовъ ’) ЬоХЬаг Меует. ТЬеогіеп, 337
310 получаются предѣльныя соединенія. Въ непредѣльныхъ сое- диненіяхъ поэтому должны быть ненасыщенными, свободными, сродства атомовъ. Теорія не отрицаетъ однако возможности образованія непредѣльныхъ соединеній чрезъ самонасыще- ніе пли самосвязываніе (беІЪзіЪішіип^) атомовъ элемента. Ге = С12 Такъ напр., въ хлористомъ желѣзѣ | атомы желѣза Ге = С12 насыщаются взаимно; тоже имѣетъ мѣсто и въ непредѣль- ныхъ органическихъ соединеніяхъ. Число средствъ, потра- ченныхъ на самосвязываніе атомовъ, остается неопредѣлен- нымъ въ томъ случаѣ, если максимальная атомность элемента не опредѣлена окончательно. Сродства элементарныхъ ато- мовъ, по мнѣнію однихъ ученыхъ, могутъ быть различны; другіе принимаютъ, что даже если и принять сродства ато- мовъ одинаковыми, то первоначальнымъ насыщеніемъ части средствъ остальныя сродства могутъ быть ослаблены; третьи полагаютъ возможнымъ допустить, что атомы преимущест- венно удерживаются въ соединеніи лишь по нѣкоторымъ, ио не по всѣмъ направленіямъ дѣйствія силы притяженія. Съ установленіемъ періодическаго закона (см. слѣдующую главу) распространяется мнѣніе, что химическое значеніе или спо- собность насыщенія атомовъ представляетъ періодическую функцію атомнаго вѣса. Какого изъ приведенныхъ мнѣній относительно валентности атомовъ мы бы ни держались, со- гласно теоріи максимальной атомности, должно допустить раздѣленіе химическихъ соединеніи на атомныя и молеку- лярныя. Достигъ-ли я, въ этихъ немногихъ строкахъ, вѣрной пе- редачи современной теоріи атомности элементовъ—я не знаю; вслѣдствіе противорѣчій, которыя мнѣ кажутся допущенными въ отправныхъ положеніяхъ, я не могу провѣрить послѣдо- вательность и правильность выводовъ. Вмѣсто обсужденія предложу лишь одинъ вопросъ: можно ли установить то мак- симальное количество атомовъ, связываніе которыхъ опредѣ- ляетъ валентность атома, если это находится въ зависимо- сти отъ интензивности напряженія, обусловливаемой химиче- ской природой другаго тѣла? Нельзя говорить о валентно-
311 сти одного атома, нужно говорить о валентности пары ато- мовъ—тогда понятіе о валентности сводится на установив- шееся понятіе объ эквивалентности, какъ оно непосредственно вытекаетъ изъ закона кратныхъ отношеній. И дѣйствительно, приложеніе теоріи максимальной атомности къ частнымъ слу- чаямъ ни въ чемъ не отличается отъ приложенія теоріи перемѣнной атомности. * Таковы современныя теоріи атомности элементовъ. По- пробуемъ отдать отчетъ, что же такое атомность? Просматри- вая приведенныя теоріи, нельзя не видѣть, что это понятіе весьма сложное. Поставленное для объясненія закона крат- ныхъ отношеній, будто-бы недостаточнаго, понятіе атомности элемента заключаетъ въ себѣ объясненіе вѣсовыхъ отно- шеній соединяющихся элементовъ; объясненіе дается на осно- ваніи принимаемаго притяженія или силы сродства, по- требленіемъ единицъ которой объясняется наступленіе соеди- неніи. Понятіе атомности совмѣщаетъ еще третью категорію представленій: представленіе о связи атомовъ между собою, о соотношеніяхъ между ними въ веществѣ, образовавшемся чрезъ соединеніе. Во всѣхъ видоизмѣненіяхъ теоріи .атомно- сти элементовъ, приведенныхъ выше, эти три категоріи пред- ставленій не отличайгся, а потому примѣненіе понятія атом- ности должно приводить къ противорѣчіямъ. Нельзя не согласиться съ Ладенбургомъ, что «понятіе о валентности колеблющееся, а потому ненадежное; ни одна изъ теорій ва- лентности неспособна консеквентнымъ образомъ обнять всю область химическихъ явленій *)»• Попробуемъ разчленить сложное понятіе объ атомности элементовъ и разсмотримъ тѣ категоріи представленій, которое оно совмѣщаетъ. Оста- новимся сначала на разсмотрѣніи вѣсовыхъ отношеній сое- диняющихся і атомовъ, на методахъ опредѣленія валентно- сти атома. Наивысшими по научному значенію считаются теоріи постоянной и максимальной атомности. Посмотримъ, какъ эти теоріи опредѣляютъ атомность элементовъ. Сначала для опре- дѣленія атомности исключительно исходили изъ водороди- ) ЬайепЪиг^. ЕпітеіскеІип^в^евеЬісЬіе, 329.
312 стыхъ соединеніи элементовъ. Почти для всѣхъ элементовъ, съ которымъ онъ вступаетъ въ соединеніе, водородъ обра- зуетъ по одному соединенію; составъ такого соединенія опре- дѣляетъ атомность элемента въ теоріп постоянной атомности Кекуле. Въ виду того обстоятельства, что водородъ обра- зуетъ соединенія лишь съ небольшимъ числомъ элементовъ, стали примѣнять, для опредѣленія атомности, соединенія дру- гихъ одноатомныхъ элементовъ п остановились на первый разъ на хлористыхъ соединеніяхъ. Оказалось, что выводы, по- лучаемые пзъ хлористыхъ соединеній, относительно атомно- сти элементовъ нельзя совмѣстить съ тѣми выводами, кото- рые получаются изъ разсмотрѣнія водородистыхъ соединеніи: напр. по КЩС1 и РС15 азотъ и фосфоръ являются пятиатом- ными, а по КН3 и РН3 трехатомными. Отсутствіе достаточ- ныхъ объясненій этпхъ несовмѣстимыхъ выводовъ обусловило появленіе теоріп перемѣнной атомности злементовъ. Но вѣдь прп обсужденіи столь важнаго вопроса атомности элемента нельзя отранпчиться выборомъ небольшаго числа приведен- ныхъ соединеній, нужно привлечь ихъ всѣ, какъ справед- ливо указалъ Д. Менделѣевъ ’), такъ какъ для многихъ эле- ментовъ, среди весьма сложныхъ соединеній пхъ, являются особенно для нихъ характерныя. Въ Этпхъ условіяхъ, т. е. имѣя въ виду всѣ соединенія какого-нибудь элемента, опре- дѣленіе постоянной атомности, хотя бы максимальной, являет- ся невозможнымъ. Разъ допущено, что атомность мѣняется вслѣдствіе тѣхъ или другихъ причинъ, какъ было указано при разсмотрѣніи разныхъ теорій атомности — нѣтъ атомно- сти. Разсмотрѣніе вѣсовыхъ отношеній при соединеніи эле- ментовъ, методъ опредѣленія атомности, такимъ образомъ, приводитъ къ выводу, что понятіе объ атомности равнозначуще съ понятіемъ объ эквивалентности, какъ оно вытекаетъ пзъ приложенія закона кратныхъ отношеній. Перейдемъ теперь къ разсмотрѣнію силы сродства, вызы- вающей соединенія атомовъ, и такъ называемой связи соеди- ненныхъ атомовъ между собою. Въ современныхъ теоріяхъ эти представленія такъ переплетаются, что нѣтъ возможности ихъ ') Апп. СЬет. РЬагт. 8ирр1Ь<і. 8, 211. Статья заключаетъ превос- ходный разборъ теоріи атомности элементовъ.
313 разсмотрѣть отдѣльно. Послѣдователи теоріи атомности эле- ментовъ считаютъ законъ цѣпеобразнаго соединенія ато- мовъ (Сгезеіх йег Аіотѵегкеіішіц) или, что то же, принципъ химическаго строенія, однимъ изъ важнѣйшихъ дополненіи атомической теоріп. Законъ этотъ такъ формулированъ Ке- куле: атомы элементовъ, образующіе частицы соединеній^ не находятся въ соединеніи ни^всѣ со всѣми, ни всѣ съ ка- кимъ-нибудь однимъ атомомъ, но каждый атомъ держится (ЬаГіеі) лишь за одпнъ пли нѣсколько атомовъ. На принципѣ химическаго строенія, какъ мы видѣли, строится теорія хими- ческаго строенія; изъ возможности различнаго распредѣленія связи выводятъ число возможныхъ соединеній даннаго со- става, возможность и объясненіе изомерныхъ соединеній и при- лагаютъ понятіе о связи для объясненія химическихъ свойствъ. Что же такое связь? Разсмотримъ это представленіе примѣни- тельно къ углероду, для соединеній котораго разъясненіе, этого вопроса, съ одной стороны, представляетъ наибольшую важность, съ другой стороны, углеродистыя соединенія пред- ставляютъ наибольшее число фактовъ, которые можно при- мѣнить при разсмотрѣніи поставленнаго вопроса. Говоря, что углеродъ четырехъатоменъ, придаютъ этому термину нѣсколько значеній. Иногда этотъ терминъ значитъ, что атомъ углерода ^соединяется съ четырьмя одноатомными элементами—значеніе этого разобрано нѣсколько выше. Ос- тается разобрать какъ понимать, что углеродный атомъ имѣетъ четыре валентности, или четыре связи, или четыре единицы сродства *). 1. Этимъ терминамъ нельзя придать значенія, что сила сродства углероднаго атома, внутри атома, раздѣлена на че- тыре части, такъ какъ понятіе «силы» не имѣетъ смысла, если не приложено къ двумъ или большему числу взаимо- дѣйствующихъ уѣлъ. 2. Выраженіе—атомъ углерода обладаетъ четырьмя экви- валетностями или единицами сродства—не можетъ значить, ’) Слѣдую Паттиссову Мьюру (М. М. РаШезоп Миіг: а ігеаіізе оп іЬе ргіпсіріез <>Г сЬетізІгу, СатЬгій^е, 1884). Въ статьѣ Лоссена (Апп. СЬет. РЬагт. 204, 205) собравы и разобравы различныя значенія раз- бираемаго вопроса; съ большею осторожностью можно рекомендовать положительную часть статьи.
314 что четыре части углероднаго атома, четыре центра притя- женія, химически дѣятельны, а прочія части недѣятельны. Атомы представляютъ конечныя вѣсовыя количества, кото- рыя принимаютъ участіе въ химическомъ взаимодѣйствіи, а потому намъ нельзя говорить о частяхъ атома. 3. Разбираемое выраженіе не можетъ значить, что хими- ческая энергія углероднаго атома раздѣлена или всегда дѣ- лится на четыре части. Что же будетъ единицей химиче- ской работы? Неужели масса вещества, соединяющагося съ даннымъ атомомъ? Въ виду того, что съ углероднымъ ато- момъ соединяются различныя вѣсовыя массы атомовъ дру- гихъ элементовъ, этого нельзя допустить, не допуская раз- личія между единицами сродства углероднаго атома и измѣ- ненія единицъ сродства при соединеніи съ каждымъ другимъ атомомъ. 4. Можетъ ли четырехатомность углероднаго атома зна- чить, что атомъ проявляетъ нѣкоторую силу притяженія въ четырехъ направленіяхъ? Такъ называемая «единица срод- ства» будетъ въ этомъ случаѣ направленіе. Сила можетъ проявиться только при взаимномъ воздѣйствіи по крайней мѣрѣ двухъ атомовъ; углеродный атомъ отдѣльно не можетъ представлять единицъ сродства въ этомъ смыслѣ. 5. Если допустить, что четырехатомность углероднаго атома значитъ, что при внутричастичномъ вибраціонномъ дви- женіи имѣются четыре точки, въ которыхъ можетъ про- изойти взаимодѣйствіе между углероднымъ атомомъ и дру- гими атомами, то въ этомъ случаѣ двойная связь должна была представляться, такъ сказать, повтореніемъ простой связи: соединенія, обладающія двойною или тройною связью, должны были быть прочнѣе, чЬмъ соединенія, обладающія лишь простою связью. Эти оба вывода невѣрны, какъ пока- зываетъ слѣдующій параграфъ. 6. Разсматривая представленіе о связи, нельзя не обра- тить вниманія на непредѣльныя соединенія, разсматриваемыя какъ заключающія двойную или тройную связь. Разсмотрѣ- ніе химическихъ свойствъ этихъ соединеній приводитъ къ выводу, что онѣ менѣе прочны, чѣмъ соединенія, представ- ляющія лишь простыя связи: большая часть химическихъ превращеній (реакціи присоединенія, реакціи окисленія, ре-
315 акціи гидратаціи) направляется, какъ говорятъ, именно на углеродные атомы, связанные двойной или тройной связью. Разсмотрѣніе физическихъ свойствъ углеродистыхъ соеди- неній, попытки Томсена и Брюля представить термическія и рефракціонныя данныя для органическихъ соединеній съ точки зрѣнія теоріи строенія приводятъ къ выводу, что слож- ныя связи отличны отъ простыхъ связей и Лотаръ Мейеръ вѣрно указываетъ, что «то что называютъ двойной или тройной связью атомовъ, не состоитъ въ повтореніи процесса, кото- рый зовутъ простой связью» ’). Этотъ выводъ увеличиваетъ трудности пониманія, что представляетъ химическая связь. Разсмотрѣвъ значенія, придаваемыя понятію связи, при- ходимъ къ слѣдующимъ выводамъ. Теорія единицъ сродства, связей, на первый взглядъ какъ будто даетъ динамическое объясненіе строенія частицъ, но теорія забыла двусторон- ность атомическихъ взаимодѣйствій, участіе въ нихъ по мень- шей мѣрѣ двухъ атомовъ; на взглядъ теорія представляетъ какъ бы способъ измѣренія силъ, проявляющихся при взаимо- дѣйствіи атомовъ, но для этого теорія примѣняетъ единицу, опредѣленную только какъ нѣкоторая масса вещества, кото- рая однако измѣняется по произволу; теорія какъ будто бы упрощаетъ химическія формулы, но на дѣлѣ опа сдѣлала фор- мулы труднѣе понимаемыми, присоединивъ къ опредѣленному понятію химическаго атома, неопредѣленное и ненужное пред- ставленіе связи. Менделѣевъ указываетъ, что представленіе о связи уже потому нужно оставить, что его нельзя при- вести въ соотношеніе съ болѣе вѣроятными представленіями о строеніи вещества и законами притяженій. Атомы нахо- дятся въ частицахъ въ состояніи нѣкотораго подвижнаго равновѣсія; вся система сдерживается силами, присущими каждой части системы; нельзя себѣ представить, чтобы нѣко- торыя двѣ части систе'мы, были подвержены только вліянію третьей части и не оказывали вліянія другъ на друга. Нѣкоторые послѣдователи представленій объ атомности элементовъ, особенно въ виду кажущейся невозможности обойтись безъ этого представленія, для вывода формъ орга- ническихъ соединеній пытаются оставить представленія о *) Ь Меуег. Мойегпе ТЬеогіеп йег СЬегпіе, 433.
316 связи. По неразработанности такихъ теорій, мы должны отослать читателя къ источникамъ *). Таковы выводы, къ которымъ приводитъ разборъ глав- нѣшихъ пунктовъ теоріи атомности элементовъ. Читатель те- перь видитъ причину, почему въ предшествовавшей главѣ я не могъ дать объясненія, что такое химическая связь и отказался разобрать смыслъ структурныхъ формулъ. Въ свѣтѣ настоящаго изслѣдованія должны представляться и формулы строенія, даваемыя органическимъ соединеніямъ теоріею строе- нія. Мы не можемъ не сдѣлать окончательнаго вывода, что та часть сложнаго понятія объ атомности, которая имѣетъ предметомъ силу сродства, не даетъ данныхъ для опровер- женія уже высказаннаго положенія, что въ современной тео- ріи атомности элементовъ единственно реальная основа,—это эквивалентность атомовъ, какъ она выводится пзъ закона кратныхъ отношеній. Мы можемъ провѣрить вѣрность этого вывода расмотрѣ- ніемъ приложеній теоріи атомности элементовъ. Указываютъ, что эта теорія оказала вліяніе па разработку систематики не- ограпическихъ соединеній. Еще въ 1864 году Вилліамсонъ писалъ о классификаціи элементовъ на основаніи ихъ атом- ности. Этому же предмету много страницъ посвятилъ и Вюрцъ въ своей химической философіи. Отъ теоріп атом- ности ждали многаго. Оглядывая движеніе неорганической химіи за послѣдніе двадцать пять лѣтъ, приходимъ къ про- тивоположному выводу. «Нельзя утверждать, пишетъ Ладен- бургъ, чтобы теорія валентности (атомности) была весьма •плодотворной для неорганической химіи, такъ какъ, во-пер- выхъ, число работъ вызванное этою теоріею весьма не ве- лико, и во вторыхъ систематика, на ней основанная, оказа- лась невозможною для цѣлостнаго и послѣдовательнаго при- мѣненія». Ладенбургъ прибавляетъ, что, несмотря на все ска- занное, все таки теорія атомности п связанныя съ нею пред- ставленія образуютъ и нынѣ однѣ изъ важнѣйшихъ основъ научнаго зданія, и это поясняетъ тѣмъ, что, примѣняя эти основныя представленія, успѣхи органической химіи за по- 1) Указываемъ особенно на вышеприведенное сочиненіе Мьюра и на статью Лоссена, тоже уже приведенную.
317 слѣдніе десятки лѣтъ были удивительны. Бросимъ взглядъ чѣмъ обусловливаются и въ чемъ состоятъ эти успѣхи орга- нической химіи. Причины, почему теорія строенія такъ удобно прилагаетсякъ органическимъ соединеніямъ, заключаются въ томъ, что экви- валентность углерода одинакова относительно и водорода, п хлора, и кислорода (СН„ ССІ,, СО2) и что въ химіи органи- ческихъ соединеній не разсматриваются соединенія, которыя можно было бы назвать молекулярными (каковы напр. соеди- ненія эфира съ бромомъ 2С4Н10О-|~ЗВг, или метиловаго эфира съ хлороводородомъ С2НеО.НС1, или соединеніе уксусной кис- лоты съ бромоводородомъ и бромомъ 2С2Н4О2-}-Вг4-|-НВг, сое- диненія углеводородовъ съ кристаллическимъ бензоломъ и т. д.). Устранивъ эти послѣднія соединенія отъ разсмотрѣнія и припоминая, что углеродъ четырехатоменъ въ соединеніяхъ съ водородомъ и кислородомъ, нетрудно вывести всѣ углеро- дистыя соединенія пзъ молекулярнаго типа СХ4. Это можетъ быть достигнуто не только путемъ обыденнымъ, т. е. раз- сматривая соединенія углеродныхъ атомовъ съ атомами другихъ элементовъ, какъ то дѣлаетъ теорія строенія, но также яснымъ представленіемъ о замѣщеніяхъ, т. е. замѣ- няя* представленіе о соединеніяхъ лежду атомами разсмотрѣ- ніемъ образованія органическихъ соединеній при посредствѣ химическихъ превращеній, по преимуществу, обмѣннаго раз- ложенія. Великость открытій Кекуле, Вилліамсона, Кольбе, Вюрца, Бутлерова и др. химиковъ п состояла въ томъ, что они показали принадлежность всѣхъ органическихъ соедине- ній къ типу СХ4. Еслп причины успѣховъ органической химіи при посред- ствѣ теоріп четырехатомностп углерода ясны, то не менѣе яснымъ представляется неуспѣхъ теоріп атомности въ при- ложеніи къ соединеніямъ неорганическимъ. Формы неорга- ническихъ соединеній, постоянство пхъ типовъ, какъ мы ви- дѣли, были установлены до появленія теоріп четырехатом- ности углерода. Что новаго могла дать теорія атомности, проповѣдывая опредѣленность формъ соединеній, для тѣхъ элементовъ, для которыхъ именно эта опредѣленность формъ ихъ соединеній была раньше и безповоротно доказана опы томъ?
318 Общій выводъ, который можно вывести пзъ изслѣдованій разсмотрѣнныхъ въ этой главѣ будетъ таковъ: полное при- ложеніе правилъ унитарной системы дало современные атом- ные вѣса; постоянство формъ химическихъ соединеній даетъ въ выводѣ эквивалентность элементовъ, какъ она вытекаетъ изъ приложенія къ соединеніямъ ихъ закона кратныхъ отно- шеній’ для окончательнаго установленія статики химическихъ соединеній остается разсмотрѣть, чѣмъ регулируется прило- женіе закона кратныхъ отношеніи. Слѣдующая глава пока- жетъ, что регуляторомъ приложенія закона кратныхъ отно- шеній представляется масса атома.
* ГЛАВА XVI. Періодическій законъ. Свойства элементовъ, а также формы и свойства ихъ соединеній, находятся въ періодической зависимости отъ ве- личины атомнаго вѣса элементовъ. Таково изложеніе періоди- ческаго закона, едва-ли не самаго важнаго закона химіи вы- сказаннаго въ послѣдніе годы. Заслугу открытія этого закона раздѣляютъ Д. Менделѣевъ и Лотаръ Мейеръ, которымъ, за это открытіе, англійское Королевское общество, въ засѣданіи 18 ноября 1-885 года, присудило медаль Дэви ’). ’) Пріоритетъ по открытію періодическаго закона предъявляетъ и англійскій ученый Ньюлэндсъ (Кетѵіапйя). Въ Россіи было бы ивлишне указывать, что, по открытію и примѣненію періодическаго закона, какъ это и будетъ показано далѣе, почти все сдѣлалъ Д. Менделѣевъ. За границей, ввѣ Германіи, эти выдающіяся заслуги Менделѣева признаются довольно давно. Если позволительно судить по слѣдующему «акту, то, повидимому, и въ Германіи мнѣніе начинаетъ склоняться въ ту же сто- рону. Ладенбургь, по поводу періодическаго закона, пишетъ въ своей ЕпіѵсіскеІппрзревсЬісЬіе: «главнѣйшая заслуга принадлежитъ, безъ сомнѣнія, Менделѣеву, который первый далъ обобщеніе соотноше- ній свойстнъ элементовъ съ ихъ атомными вѣсами, и что особевно важно замѣтить, уяснилъ важныя слѣдствія такого воззрѣнія». Размѣры сочиненія не позволяютъ войдти въ разсмотрѣніе прев- нихъ попытокъ найдти соотношенія и правильности, представляемыя атомными вѣсами. По той же причинѣ изложеніе періодическаго закона будетъ весьма сжатое. Главными источниками будутъ «Основы химіи» Менделѣева и его многочисленныя статьн въ журналѣ Русскаго Хими- ческаго Общества (преимущественно за 1868, 1869, 1870 и 1871 годы), равно какъ его статья йіе регіойізсЬе ОенеШпйззідкеіІ йег сЬетівсЬеп Еіетепіе (Апп. СЬет. РЬагт. ЗпррІетепіЬапё 8, 133). Взгляды Ло- тара Мейера наиболѣе полно изложены въ его сочиненіи: ТЬеогіеп йег тобегпеп СЬетіе, 5 изд., 360—378. Далѣе будутъ указаны статьи дру- гихъ авторовъ, которыми воспользуемся.
320 Выводъ періодическаго закона и его повѣрку, какъ намъ кажется, наиболѣе удобно сдѣлать разсмотрѣніемъ періодиче- ской пли естественной системы элементовъ. Это будетъ въ то же время и первое приложеніе періодическаго закона. Группируя элементы по величинѣ ихъ атомнаго вѣса, замѣ- чаемъ чрезъ опредѣленные промежутки повтореніе въ свой- ствахъ элементовъ; получаются восемь группъ элементовъ сход- ственныхъ какъ по формамъ соединеній, ими образуемыхъ, такъ и по химическимъ свойствамъ этихъ соединеній *). Какъ по- казываетъ приведенная таблица, восемь вертик льныхъ группъ распредѣляются на двѣнадцать четныхъ и нечетныхъ рядовъ, образующихъ по два, шесть періодовъ. Элементы перваго періода, т. е. первыхъ двухъ горизонтальныхъ рядовъ, наз- ваны Менделѣевымъ типическими элементами. Приступимъ теперь къ разсмотрѣнію того, что дѣйстви- тельно физическія и химическія свойства элементовъ и ихъ соединеній находятся въ періодической зависимости отъ ихъ атомнаго вѣса. Начнемъ со свойствъ физическихъ и за не- возможностью полнаго перечисленія остановимся лишь на небольшомъ числѣ примѣровъ какъ для элементовъ, такъ и для ихъ соединеній. Изображая графически атомный объемъ элементовъ, отлагая его по осп ординатъ, а по оси абсциссъ отлагая атомные вѣса, получаемъ, какъ показалъ Лотаръ Мейеръ, характернаго вида кривую, какъ бы волнообразно поднимающуюся и опускающуюся. Высшія точки волнъ, пе- ріодовъ, отвѣчаютъ средпнѣ періодовъ. Такъ можно было бы представить п прочія физическія свойства элементовъ. За не- возможностью этого сдѣлать для всѣхъ періодовъ, ограни- чимся лишь однимъ періодомъ, указавъ измѣненія нѣкоторыхъ физическихъ свойствъ элементовъ составляющихъ періодъ. Ыа ме А1 8і Р 8 С] Ат. об. въ твердомъ состояніи........0,97 1,74 2,56 2,49 2,3 2,04 1,38 Теми, плавленія . . 95°,6 750° вэО9 — 44°,2 114°,5 75° Атом. лучепреломле- нія для луча А . . . 4.8 7,0 8,4 — 18,3 16.0 10,7 Какъ впдно, въ средпнѣ періода, всякое изъ указанныхъ свойствъ представляетъ нѣкоторый макспмумъ, по обѣ сто- '3 Періодическая система элементовъ помъщена на стр. 321.
321 Періодическая система элементовъ. 21
322 роны отъ котораго замѣчаемъ пониженіе; за пониженіями, въ слѣдующихъ періодахъ, опять слѣдуетъ подъемъ и т. д., явленіе повторяется періодически прп опредѣленныхъ интер- валахъ. Для сложныхъ соединеній графическое изображеніе пхъ физическихъ свойствъ дало бы намъ такую же волнообраз- ную кривую, какъ и для физическихъ свойствъ простыхъ тѣлъ. Не имѣя возможности отвести много мѣста указанію этихъ правильностей, для примѣра мы приведемъ лишь пе- ріодическія измѣненія въ физическихъ свойствахъ окисей и хлористыхъ соединеній элементовъ, того же періода, кото- рый выше разсмотрѣнъ. ЫааО мео А1а03 8ІО2 РА 8О3 Уд. вѣсъ 2,8 3,7 4,0 2.6 2,7 1,9 Уд. объемъ. . . . 22 22 25 45 55 82 ЫаСІ месі, А1С13 8іС14 РС1, 8С1, Темп. плавленія . 772° 708° — — — Темп. кипѣнія . . . — — 180° 57°,6 76° 60° Измѣненія физическихъ свойствъ соединеній таковы же, какъ и элементовъ *)• Переходя къ разсмотрѣнію химическихъ свойствъ эле- ментовъ и пхъ соединеній въ зависимости отъ атомнаго вѣса, сначала остановимся на формахъ химическихъ соединеній. Основныхъ формъ весьма немного: обозначая чрезъ К эле- ментъ, а чрезъ X одноэквивалентный элементъ съ нимъ соединенный, получаемъ слѣдующія восемь основныхъ атом- ныхъ формъ: ЕХ ВХ2 ВХ3 ЕХ, ВХЬ ВХе ВХ, ВХ8. Четыре нисшія формы встрѣчаются въ кислородныхъ, хло- ристыхъ и водородистыхъ соединеніяхъ элементовъ, четыре высшія формы являются преимущественно среди кислород- ’) Для желающихъ ближе прослѣдить заинсимость мизичесЕихъ свойствъ влемевтовъ и ихъ соединеній отъ атомнаго вѣса указываемъ, кромѣ Основъ химіи Менделѣева, соч. Лотара Мейера: ТЬеогіеп йег тойегпеп СЬетіе, стр. 138 —175, а также статьи Карнелля (Т. Саг- пеііеу) въ РЬіІоворЬісаІ Мадагіпе за послѣдніе годы, равно каиъ его отдѣльвое сочиневіе: РЬувісо-СЬетісаІ Сопвіапіз: теіііп^ апй Ьоіііп^ роіпс ІаЫез. Ьопйоп. 1885.
323 ныхъ соединеній. Такимъ образомъ, кислородныя соединенія представляютъ всѣ восемь формъ соединеній: К2О ВО В,03 ВО, В2О, ВО, В,О„ КО.. Водородистыя соединенія образуются типическими элемен- тами IV, V, VI и VII группъ: таковы СН4, ХН3, Н20, НС1: водородистыя соединенія образуются также нѣкоторыми эле- ментами нечетныхъ рядовъ (третьяго, пятаго? седьмаго). Наи- болѣе важными для характеристики элемента, представляются высшія формы его соединеній: поэтому не выгодно ограни- читься для характеристики одними водородными соединеніями, . необходимо привлечь кислородныя и другія соединенія. Лишь немногіе элементы даютъ соединенія четныхъ и нечетныхъ формъ: обозначивъ высшую форм^ чрезъ КХП обыкновенно ' существуютъ лишь нпсшія формы ХВП_2, ХВП_4, вообще отличающіяся на четное число X отъ ВХП. Переходя къ соотношеніямъ химическихъ "свойствъ эле- ментовъ /і соединеній ихъ мы скажемъ вообще, что напр. основный или кислотный характеръ высшихъ окисловъ оп- редѣляются: 1) формою окисла; 2) четнымъ или нечетнымъ рядомъ, въ которомъ находится элементъ; 3) величиною атома элемента. За невозможностью, по обширности вопроса, раз- смотрѣть его во всѣхъ отношеніяхъ мы остановимся преиму- щественно на третьемъ пунктѣ, на вліяніи, которое оказы- ваетъ атомный вѣсъ элемента на теченіе химической ре- акціи. Густавсонъ *) показалъ, что при достаточно высокой тем- пературѣ (около 150° — 200°) четырехбромистый углеродъ вступаетъ въ обмѣнное разложеніе со многими хлористыми соединеніями металлоидовъ (ВС13 8іС14, РС13, 8нС14 и др.), причемъ оказалось, что чфмъ болѣе атомный вѣсъ элемента соединеннаго съ хлоромъ, тѣмъ болѣе хлора въ хлористомъ соединеніи замѣщается бромомъ; при обратной реакціи, прп дѣйствій четыреххлористаго углерода на бромистыя соеди- ненія тѣхъ же элементовъ, брома замѣщается тѣмъ менѣе, чѣмъ болѣе атомный вѣсъ элемента, соединеннаго съ бро- момъ. Потылицынъ 2) представилъ цѣлый рядъ работъ на. ') Ж: Р. X. О. 5, 357. ’) Ж. Р. X. О. 4, 137 м послѣдующіе тоны журнала. О способахъ *
324 правленныхъ на изученіе вліянія атомнаго вѣса. Мы остано- вимся лишь на опытахъ вытѣсненія хлора пзъ хлористыхъ металловъ бромомъ при температурѣ около 400°. Въ слѣдую- щей таблицѣ даны проценты вытѣсненнаго хлора: ЫС1 1,84 СаСІ, 2,50 ВіСІ, 5,38 ВаСІ 5,56 8гС1я 5,21 8пС1, 1,49 КС1 9,78 ВаС1„ 7,78 Ре,С1в 0,72 А&С1 27,28 несі, 12,02 РЬСІ, 12,43 Проценты вытѣсненія хлора бромомъ, въ каждой группѣ періодической системы, пропорціональны атомнымъ вѣсамъ. Сравнивая проценты вытѣсненія для элементовъ по горизон- тальнымъ рядамъ, сильцс^ сказывается вліяніе эквивалентно- сти элемента. Чѣмъ выше эквивалентность элемента, тѣмъ процентъ вытѣсненія менѣе. Совокупность этпхъ отношеній, если обозначимъ чрезъ А атомный вѣсъ элемента, чрезъ В процентъ вытѣсненія, чрезъ Е эквивалентность элемента, вы- ражается слѣдующимъ равенствомъ. В^ = 4’34 Задолго до этихъ изслѣдованій, Н. Бекетовъ * *) обратилъ вниманіе на другое соотношеніе между атомными вѣсами элементовъ при ихъ соединеніи. Изслѣдованіе взаимнаго вы- тѣсненія элементовъ, привели автора къ выйрду замѣчатель- наго отношенія между указанной способностью п плотностью В. В = пр Физическая плотность есть произведеніе химической плот- ности т. е. относительнаго числа атомовъ п въ единицѣ объема на атомный вѣсъ р. Такъ какъ химическое взаимо- дѣйствіе обусловливается энергіею, эта послѣдняя находится въ соотношенія массъ или эквивалентовъ элементовъ всту- измѣренія химическаго средства, диссертація на степень магистра. Спб. 1880, стр 141. *) Изслѣдованія надъ явленіями вытѣсненія оцняхъ элементовъ другими (диссертація на степень доктора химіи). Харьковъ, 1865. См. также: КесЬегсЬея еиг Іа Гогтаііоп еі Іев ргоргіеіёе де Гохуде де водіит апкудге. Мётоігев де ГАсадетіе дез всіеисее де 8і.-РеІеге- Ьоигр. VII 8. Т. XXX, № 2.
325 пающпхъ во взаимодѣйствіе; въ наиболѣе прочныхъ соеди- неніяхъ это отношеніе стремится къ единицѣ, къ равенству массъ. • Періодическій законъ наложилъ печать на современныя работы по неорганической химіи. «Этотъ законъ такъ духовно проникъ химію, что изслѣдованія элементовъ и ихъ соеди- неній пріобрѣли новое значеніе; охватывая г всѣ элементы, этотъ законъ и каждому спеціальному изслѣдованію придаетъ прелесть работы, представляющей общій интересъ *)». Какія главнѣйшія вопросы поднялъ періодическій законъ мы тот- часъ укажемъ, предварительно остановившись на нѣкоторыхъ воззрѣніяхъ Менделѣева. Въ то время какъ заграницей и къ неорганическимъ сое- іиненіямъ прилагаютъ теорію атомности элементовъ и законъ цѣпеобразнаго соединенія ихъ, Менделѣевъ, не раздѣляя этого ученід, прилагаетъ и къ соединеніямъ прочихъ элемен- товъ тѣ же три закона: законъ замѣщеній, законъ предѣла и періодическій законъ, какъ то было указано (на стр. 291) при разсмотрѣніи органическихъ соединеній. Не предпола- гая этпмп законами дать законченную систему, авторъ ука- зываетъ, что общій законъ управляющій образованіемъ формъ соединеній элементовъ еще не найденъ. Способность элемен- товъ образовать различныя формы соединеній не исчерпы'- вается ихъ водородными и кислородными соединеніями; для этого нужно имѣть въ виду и двойныя и другія сложныя соединенія ихъ, равно какъ и тѣ соединенія, которыя зовутъ молекулярными. Молекулярнымъ соединеніямъ отводится та- кое мѣсто, какъ и атомнымъ соединеніямъ, такъ какъ моле- кулярныя соединенія представляютъ такое же постоянство формъ, какъ и остальныя срединенія, служатъ для характе- ристики элементовъ и во многихъ случаяхъ могутъ быть сведены къ тѣмъ же формамъ соединеній, которыя представ- ляютъ кислородныя соединенія. Всякій вновь открытый законъ природы влечетъ за собою рядъ слѣдствій, повѣрка которыхъ, въ случаѣ ихъ подтвер- жденія, подтверждаетъ и самый законъ. Періодическій за- конъ богатъ слѣдствіями, часто поразительно смѣлыми, по- ’) ЬаіІепЬиг^. ЕпІѵгіскеІип^е^свсЪісІііе, 334.
326 вѣрка которыхъ придала періодическому закону высокую сте- пень вѣроятія и раскрыла всю важность этого закона/ Раз- смотримъ нѣкоторыя изъ этихъ слѣдствій указанныхъ Д,. Мен- делѣевымъ. 1. Примѣненіе періодическаго закона къ систе- матикѣ элементовъ. Системы элементовъ бываютъ двухъ родовъ: искуственныя и естественный. Искусственныя системы строятся на какомъ нщіудь одномъ признакѣ: такова была электрохимическая система элементовъ, таково раздѣленіе ихъ на металлы и металлоиды или же современные системы элементовъ, построенныя на ихъ атомности. Естественныя системы распредѣляютъ элементы по группамъ соотвѣтственно аналогіи физическихъ и химическихъ' свойствъ, какъ са- михъ элементовъ, такъ и соединеній ихъ. Такія системы и прежде предлагались, ио до сихъ поръ страдали отрывоч- ностью и отсутствіемъ общаго начала связующаго отдѣль- ныя группы аналогическихъ элементовъ. Періодическій за- конъ въ атомномъ вѣсѣ имѣетъ прочную основу для есте- ственной классификаціи элементовъ. Атомный вѣсъ опредѣ- ляетъ для каждаго элемента неизмѣнное мѣсто, какъ въ группѣ, такъ и въ ряду, періодической системы. Положеніе элемента В опредѣляется ближайшими элементами X и У того же рнда и элементами В' и В" той же группы съ не- посредственно большимъ и меньшимъ атомнымъ вѣсомъ, чѣмъ 1і. Эти четыре элемента X, У, В', В", Менделѣевъ зоветъ атоманалогами В. Приведемъ атомананалоги напр. се- лена: пхъ атомные вѣса, физическія и химическія свойства опредѣляютъ атомный вѣсъ и свойства селена. Атомный вѣсъ. Плотность. Атомный объемъ 8 32 8 2,04 8 15,7 Ав 75 8е 78 Вг 80 Ав 5,67 8е 4,6 Вг 2,97 Ав 13,2 8с 17,2 Вг 26,9 Те 125 Те 6,25 Те 20,2 Какъ показываетъ этотъ примѣръ, атомный вѣсъ и свой- ства селена могли бы быть вычислены изъ атомнаго вѣса и свойства его атоманалоговъ. Разсмотрѣніе свойствъ атоманалоговъ можетъ имѣть мно- гообразное примѣненіе. Менделѣевъ его приложилъ для исправленія атомныхъ вѣсовъ нѣкоторыхъ элементовъ и атом-
327 наго состава ихъ соединеній. Приведемъ примѣры: они весьма поучительны. Открытому Винклеромъ индію придавали атом- ный вѣсъ 75,6 и соотвѣтственно атомный составъ окиси ІиО. По этому атомному ‘вѣсу пндій помѣщался между мышья- комъ и селеномъ, съ которыми не имѣетъ ничего общаго. Менделѣевъ (одновременно съ Мейеромъ) предложилъ измѣнить атомный вѣсъ индія въ 113 и соотвѣтственно дать окиси индіи составъ Іп208. Правильность такой постановки была доказана опредѣленіями теплоемкости индія совер- шенными г. Менделѣевымъ и Бунзеномъ. Также измѣнены атомные вѣса гадолинитовыхъ металловъ. Предложеніе Мен- делѣева удвоить атомный вѣсъ урана было принято; необхо- димость удвоенія была доказана изслѣдованіями Циммермана. Особенно поучительно исправленіе атомнаго вѣса бериллія. Противно общепринятому тогда мнѣнію, что атомный вѣсъ бе- риллія=13,6 при атомномъ составѣ окиси Ве2О3, Менделѣевъ, согласно прежнимъ опредѣленіямъ Авдѣева, для атомнаго вѣса бериллія принялъ 9 и для окиси составъ ВеО—только при та- комъ атомномъ вѣсѣ нашлось бериллію мѣсто въ періодической системѣ. Не смотря на то, что первые опыты опредѣленія теплоемкости бериллія, равно какъ опредѣленіе плотности пара хлористаго бериллія (смЛтр. 299, 300) говорили противъ предложенія Менделѣева, послѣдній поддерживалъ свое мнѣніе, указывая на недостаточность приводимыхъ эксперименталь- ныхъ данныхъ. И дѣйствительно, мы уже знаемъ, что и теплоемкость бериллія и плотность пара галоидныхъ его сое- диненій представляютъ аномаліи. Изслѣдованія Нильсона и Петерсона вполнѣ подтвердили правильность предложенія Менделѣева. 2. Примѣненіе періодическаго закона къ исправ- ленію величинъ атоыныхъ вѣсовъ элементовъ. Опре- дѣленія атомныхъ вѣсовъ для многихъ элементовъ весьма далеки отъ совершенства и нерѣдко представляютъ колеба- нія въ нѣсколько единицъ. Періодическій законъ можетъ указать иа выборъ атомнаго вѣса наиболѣе вѣроятнаго между нѣсколькими. Точнаго исправленія нельзя произвести потому, что во-первыхъ, неизвѣстна еще функція выражаю- щая численныя измѣненія атомныхъ вѣсовъ; во-вторыхъ, изъ
328 наилучшихъ опредѣленій атомныхъ вѣсовъ, сдѣланныхъ Ста- сомъ, несомнѣнно вытекаетъ, что въ группахъ аналогичес- кихъ элементовъ разности ихъ атомныхъ вѣсовъ не вполнѣ тождественны, но представляютъ индивидуальныя различія. Впрочемъ объ этомъ мы еще скажемъ далѣе, а теперь, указавъ тотъ смыслъ, который нужно придать характеру исправленій атомныхъ вѣсовъ, остановимся на исправленіяхъ атомныхъ вѣсовъ, предложенныхъ Менделѣевымъ. Атомный вѣсъ титана давался около 50, періодическій законъ требовалъ 48, что и было подтверждено недавними изслѣдованіями Торпе *). Равнымъ образомъ атомный вѣсъ теллура долженъ быть менѣе общепрпнятаго=127; онъ во- обще долженъ быть менѣе этого числа, отвѣчающаго іоду. Дѣйствительно опредѣленія Браунера 2) подтверждаютъ пред- ложеніе Менделѣева придать теллуру атомный вѣсъ 125. Разсмотрѣніе отношеній металловъ VIII группы дѣлаютъ вѣ- роятнымъ, что атомные вѣса элементовъ 10-го ряда будутъ Оз < Дг < Рі < Аи тогда какъ изслѣдованія давалп Оз > Лг = Рі > Ап. Изслѣдованіе Зейберта а) показали, что атомный вѣсъ иридія менѣе платины, а изслѣдованіе Крюсса 4) подтвер- дило, что атомный вѣсъ золота болѣе атомнаго вѣса пла- тины. Относительно нѣсколькихъ элементовъ остаются п те- перь еще сомнѣнія въ вѣрности принятой величины пхъ атом- наго вѣса. Какъ видно, періодическій законъ, указавъ цѣль, значи- тельно способствовалъ къ возбужденію интереса къ опредѣ- ленію атомныхъ вѣсовъ, равно какъ изслѣдованію правиль- ностей, представляемыхъ пмп. Для послѣдняго необходимо было имѣть наиболѣе вѣроятные атомные вѣса. Различные ученые принялись за болѣе точное расчлененіе прежнихъ опредѣленій атомныхъ вѣсовъ п опредѣленія ошибокъ пхъ. ') Д. СЬет. 8ос. 1885, I, 108. ’) Ж. Р. X. О. 15, 433. ’) Апп. СЬет. РЬагт. 207, 29. *) Апп. СЬет. РЬагт. 238, 241.
329 Приводимъ новѣйшіе атомные вѣса элементовъ по расчисле- нію Оствальда съ указаніемъ ошибокъ опредѣленій, причемъ Оствальдъ склоняется (на основаніи изслѣдованій Эрдмана и Маршана) принять отношеніе водорода къ кислороду какъ 1 : 16 вмѣсто 1 : 15,96, какъ считалось болѣе вѣроятнымъ ’). Это отношеніе соблюдено въ слѣдующей таблицѣ атомныхъ вѣсовъ: атомные вѣса даны съ одною десятичною болѣе, чѣмъ допускаетъ точность ихъ опредѣленія. * 1. Водородъ 1,00 27. Цинкъ .... 65,38 2. Литій 7,030 28. Галлій .... 69,9 3. Бериллій 9,10 29. Мышьякъ . . . 75,0 4. Боръ. 11,0 30. Селенъ .... 79,07 5. Углеродъ . . . . 12,000 31. Бромъ .... 79,963 6. Азотъ 14,041 32. Рубидій. . . . 85,44 7. Кислородъ 16,00 33. Стронцій . . . • . 87,52 8 ФторА 19,01 34 Иттрій .... 89,0 9. Натрій ...... 23,058 35. Цирконій . . . • 90,7 10. Магній 24,38 36. Ніобій .... 94,2 11. Алюминій 27 08 37. Молибденъ. . . 95,9 12. Кремній 28,06 38. Родій 103,05 13. Фосфоръ 31,03 39. Рутеній. . . . 103,8 14. Сѣра. • . . . . 32,063 40. Палладій . . . • 106 15. Хлоръ 35,453 41. Серебро. . 107,938 16. Калій 39,13^ 42. Кадмій .... • 112,08 17. Кальцій '. 40,00 43. Индій 113,7 18. Скандій 44,09 44. Олово . . . . 118,12 19. Титаиъ 48,12 45. Сурьма .... 120,29 20. Ванадій 51,21 46. Теллуръ. . . . 125,2 21. Хромъ .... 52,3 47. Іодъ 126,864 22. Марганецъ 55,02 48 Цезій .... 132,88 23. Желѣзо ...... 56,00 49. Барій 137,04 24. Никкель. .... 58,5 50. Лантанъ. . . . 138,5 25. Кобальтъ 59,1 51. Церій .... 141,5 26. Мѣдь 63,33 52. Дидимъ. . . . 145 *) XV. Овіуѵаід. АП^етеіпе СЬетіе, Вй. I. Подобныя же вычисленія сдѣланы Л. Мейеромъ и Зейбертомъ (ТЬеогіеп йег тойегп. СЬетіе, 140) и Кларкомъ (см. Ж. Р X. О. 14 [2] 193), принимая отношеніе водорода къ кислороду какъ 1 : 15,96. Вслѣдствіе этого въ таблицахъ приведенныхъ ученыхъ являются различіи отъ приведенной таблицы, тѣмъ большія, чѣмъ болѣе атомный вѣсъ сравниваемаго элемента. Напр. атомный вѣсъ свинца будетъ: по Мейеру и Зейберту...................... 206,39 > Кларку...................... 206,47 • Оствальду . ..... 206,911
330 53. Самарій. . . . . . 150,2 61. Золото. . . . . 196,7 54. Эрбій 166 62. Осмій . . . . . . 200 55. Деципій. . \ . . 171 63. Ртуть . . . 200,4 56. Иттербій . . . . . 173,2 64. Таллій. . . . . . 204,116 57. Танталъ . . . . . 182,8 65. Свинецъ . . . . 206,911 58. Вольфрамъ. . . . . 184,0 66. Висмутъ . . . . 208,01 59 Иридій .... . . 193,11 67. Торій . . . 233 60. Платина. . . . . . 194,83 68. Уранъ . . . . . 239 Зная возможно-тойно вычисленные атомные вѣса, мно- гіе изслѣдователи пытались найдти законъ, управляющій из- мѣненіемъ ихъ величины, стремились найдти функцію, ко- торая бы выражала измѣненія атомнаго вѣса элементовъ. Мы уже указывали, что этого не удалось найдти: изъ свойствъ этой функціи извѣстно лишь одно свойство,—ея періодичность. Изображеніи измѣненій, атомныхъ вѣсовъ элементовъ, сдѣ- ланныхъ графическимъ способомъ, было предложено весьма много ’). Не считаемъ возможнымъ входить въ большія по- дробности относительно этого предмета, обратимъ лишь внима- ніе, что въ самое послѣднее время изслѣдованія этого вопроса приняли другое направленіе. Отказавшись найдти правильно- сти измѣненія атомныхъ вѣсовъ элементовъ непосредственно, новѣйшіе изслѣдователи стремятся наидти правильности въ тѣхъ разностяхъ, которыя представляютъ атомные вѣса раз- личныхъ элементовъ. Указывая на статью Базарова * 2), мы нѣсколько остановимся на статьѣ Ридберга 3), появившейся ранѣе статьи Базарова. Приложеніе теоріи вѣроятностей къ атомнымъ вѣсамъ наилучше опредѣленныхъ элементовъ (съ малымъ атомнымъ вѣсомъ) показываетъ, что приближеніе атомныхъ вѣсовъ этихъ элементовъ къ цѣлымъ числамъ не случайное (вѣроят- ность 1 къ билліону случаевъ) и что атомные вѣса элемен- товъ дѣйствительно представляютъ УЦ-2, гдѣ У цѣлое число, а 8 въ сравненіи съ № весьма мало. Чтобы опредѣлить за- ') Дли ознакомленія съ постановкой вопроса и пріемами рѣшенія указываемъ на брошюру Баумгауера. Н. В^ишЬаиег: діе ВегіеЬип^еп г^ізсЬеп <1еш Аіот^еѵѵісіііе ипй Дег Маіи г йег сЬегаівсііеп Еіетепіе. 1870. ’) Ж. Р. X. О. 19, 61 (1887 г.). 3) Сіе бевеіге 4ег Аіот[;е\ѵісЬига1і1еп, ѵоп Л. КубЬег^ (ВіЪап^ іііі К. 8ѵепвка Ѵеі. Акай. НапДІіпррг, 11, Ді 13, 1886).
331 конъ измѣненія чиселъ К, авторъ разсматриваетъ разности, ими представляемыя. Оказывается, что для 22 слѣдующихъ за водородомъ элементовъ, атомные вѣса четно-атомныхъ элемен- товъ отвѣчаютъ формѣ 4и, тогда какъ нечетноатомные формѣ іп 3. Опредѣливъ согласно этимъ правиламъ величину Н для всѣхъ элементовъ, вычетомъ этото числа изъ атомнаго вѣса получается 8. Оказывается, что ати величины 6 всѣхъ элементовъ представляютъ періодическую'функцію чиселъ періодъ которыхъ=44, и каждый періодъ имѣетъ два макси- мума (изъ нихъ второй болѣе перваго) и два минимума. Ука- завъ на правильности, относительно дальнѣйшихъ выводовъ автора, отсылаемъ къ оригиналу. 3. Приложеніе періодическаго закона къ опредѣ- ленію свойствъ неоткрытыхъ элементовъ. Распре- дѣленіе элементовъ въ періодической системѣ по группамъ и рядамъ показываетъ, что не всѣ элементы извѣстны и что въ каждой группѣ есть еще не открытые элементы, атомный вѣсъ которыхъ система приблизительно указываетъ. Примѣ- няя свойства атоманалоговъ, Менделѣевъ въ 1871 году пред- сказалъ свойства трехъ элементовъ: одного 4-го ряда съ атомнымъ вѣсомъ 44, найѣаннаго пмъ экаборомъ, и двухъ пятаго ряда, экаалюминія съ атомнымъ вѣсомъ 68 и экаси- лиція съ атомнымъ вѣсомъ 72. Предсказаніе было сдѣлано весьма полно, какъ относительно физическихъ и химиче- скихъ свойствъ самихъ элементовъ, такъ и ихъ соединеній. Этимъ Менделѣевъ хотѣлъ дать «вполнѣ ясное, хотя лишь въ будущемъ возможное доказательство вѣрности періодиче- скаго закона». Указываемое будущее уже наступило: нынѣ эти предсказанія, для всѣхъ трехъ элементовъ, блистательно подтвердились. Въ 1876 году Лекокъ-де-Буабодранъ открылъ новый эле- ментъ, названный имъ галліемъ. При перйомъ извѣстіи объ этомъ открытіи, по немногимъ указаннымъ свойствамъ новаго элемента, Менделѣевъ узналъ въ немъ предсказанный имъ элементъ, названный экаалюминіемъ. Насколько совпадали свойства открытаго металла съ предсказаніями, не касаясь собственно химическихъ свойствъ и останавливаясь лишь на физическихъ свойствахъ, видно изъ того, что на первый разъ
332 въ удѣльномъ вѣсѣ, опредѣленномъ Лекокъ - де - Буабодра- номъ = 4,7 ^оказалось различіе отъ предсказанія, указывав- шаго, что удъльный вѣсъ экаалюминія будетъ=5.9. Получивъ галлій въ совершенно чистомъ состояніи, Лекокъ-де-Бтабо- дранъ нашелъ удѣльный вѣсъ=5,96, т. е. вполнѣ совпадаю- щимъ съ предсказаннымъ. Въ 1879 году Нильсонъ открылъ новый элементъ, скан- дій, которому придалъ атомный вѣсъ 170. Клеве тотчасъ указалъ, что скандій имѣетъ всѣ свойства, предсказанныя Менделѣевымъ для экабора, а потому и атомный вѣсъ его долженъ быть 44. Нильсонъ нѣсколько позже согласился съ указаніями Клеве; предсказанія Менделѣева относительно экабора (скандія) не пришлось ди въ чемъ пзмѣнпть. Въ 1886 г. состоялось открытіе третьяго изъ предсказан- ныхъ Менделѣевымъ элементовъ. Винклеръ въ открытомъ имъ германіѣ сначала думалъ видѣть аналогъ сурьмы (эка- сурьму), но по первымъ же извѣстіямъ, съ различныхъ сто- ронъ (Лотаромъ Мейеромъ, Менделѣевымъ и В. Рихтеромъ) ему указано было, что имъ открытъ экасилицій, что и под- твердилось опредѣленіемъ атомнаго вѣса, найденнаго=72. Этимп открытіями заполнены отъ 2-го до 7-го ряды пе- ріодической системы. Предсказанія Менделѣева новыхъ эле- ментовъ не лишено сходства съ предсказаніями й затѣмъ воспослѣдовавшемъ открытіи новыхъ планетъ нашей сол- нечной системы. Открытіе предсказанныхъ элементовъ пока- зываетъ значеніе этихъ труднѣйшихъ въ наукѣ задачъ, и, въ то же время, даетъ доказательство высокаго состопнія науки. Предшествующее изложеніе совершенно избавляетъ насъ отъ необходимости давать оцѣнку періодическаго за- кона, открытаго не по теоретическимъ соображеніямъ, но по смѣлому обобщенію научныхъ фактовъ. Открытіе періодиче- скаго закона можно уподобить съ предложеніемъ Гергардта употреблять двуобъемныя формулы для химическихъ соеди- неній. Какъ* послѣднее предложеніе привело къ закону час- тпцы, раскрывшему столь много важнаго и необходимаго для періодическаго закона, такъ и періодическій законъ долженъ будетъ привести къ нѣкоторымъ общимъ положеніямъ, пзъ которыхъ дедуктивно воспослѣдуютъ всѣ вышеприведенныя положенія, какъ выводы.
333 Оставляемъ фактическую почву, на которой стоитъ періо- дическій законъ Менделѣева и разсмотримъ вопросъ о слож- ности тѣхъ элементовъ правильностями, представляемыми которыми мы до сихъ поръ занимались. Гипотезы о сложности элементовъ. Въ 1857 году Кпрггофъ и Бунзенъ обогатили химію спо- собомъ изслѣдованія веществъ, давшимъ важные и обиль- ные результаты. Мы говоримъ о спектральномъ анализѣ. Из- слѣдованіе спектра летучихъ соединеній металловъ даетъ возможность, и при ничтожныхъ количествахъ, подмѣтить появленіе въ спектрѣ характерныхъ блестящихъ линій. При- мѣненія спектроскопа въ химической практикѣ многообразны и не могутъ быть здѣсь изложены въ полности. Кпрггофъ и Бунзенъ при помощи спектроскопа открыли аналоги щелоч- ныхъ металловъ—цезій и рубидій. Неоднократно и другимъ изслѣдователямъ спектроскопъ облегчалъ открытіе новыхъ элементовъ: примѣняя этотъ пріемъ, Круксъ открылъ таллій, Винклеръ—индій, Лекокъ-де-Буабодранъ — галлій. Спектро- скопъ, примѣненный къ изслѣдованію раскаленной атмосферы солнца и звѣздъ, издаюпйіхъ собственный свѣтъ, способенъ дать, на основаніи блестящихъ линій спектра, опредѣленныя указанія о ‘составѣ атмосферы какъ солнца, такъ п звѣздъ. Характеръ спектровъ находится въ зависимости отъ условій, въ которыхъ спектръ воспроизводится и преимущественно отъ температуры до которой нагрѣты раскаленные пары и газы. Конечно, въ томъ случаѣ, когда дѣйствію высокой температуры подвергается сложное тѣло, оно можетъ распа- даться и такимъ образомъ спектръ можетъ подлежать измѣ- неніямъ, въ зависимости отъ разложенія. Изучая весьма разнообразные спектры, представляемые небесными свѣти- лами, Локьеръ ') для ихъ объясненія былъ приведенъ къ изученію металлическихъ спектровъ, полученныхъ прп тем- пературѣ наиболѣе высокой, которой мы можемъ достигнуть, заставляя, металлы испаряться въ Вольтовой дугѣ. Изслѣ- дуя спектры титана и желѣза, его поразило совпаденіе мно- гихъ линій, которыя авторъ согласно опытамъ не счелъ воз- *) Маіиге 19, 197, 225.
334 можнымъ приписать примѣсямъ, находящимся въ металлахъ, но у него зародилась мысль о сложности элементовъ, дока- зываемой тождествомъ нѣкоторыхъ спектральныхъ линій для различныхъ элементовъ. Эту же мысль онъ думалъ подтвер- дить изслѣдованіемъ спектра хлористаго кальція прп различ- ныхъ температурахъ, прп чемъ нашелъ, что въ нѣкоторыхъ условіяхъ линейный спектръ металла кальція дѣлается по- лосатымъ, какъ спектръ сложнаго соединенія. Эти опыты не убѣдительны, да и новѣйшія изслѣдованія не подтвердили, во многихъ случаяхъ, указываемаго Локьеромъ совпаденія ли- ній. Позже, Локьеръ * *) иначе ставилъ вопросъ о сложности элементовъ: указывая, что наиболѣе горячія звѣзды заклю- чаютъ огромное количество водорода, другіе же элементы появляются въ болѣе холодныхъ звѣздахъ, Локьеръ сдѣлалъ выводъ, что,водородъ и есть вещество, дающее различнымъ своимъ уплотненіемъ начало всѣмъ элементамъ 2). Такимъ образомъ поставленъ былъ вновь вопросъ о сложности эле- ментовъ и даже въ исторически сложившейся формѣ, въ формѣ гипотезы,Проута; этою гипотезой опять приходится заняться. Мы оставили изложеніе исторіи гипотезы Проута на топ стадіи ея развитія, когда въ началѣ шестидесятыхъ годовъ спеціальными опытными изслѣдованіями надъ опредѣленіемъ атомныхъ вѣсовъ, Дюма призналъ существованіе закона Проута, а Стасъ, доказательствами, которыя намъ кажутся болѣе вѣскими, чѣмъ аргументы Дюма, опровергнулъ ее (см. стр. 77). Гипотезу Проута не могутъ спасти отъ паденія остроумныя указанія Мариньяка, что такъ какъ большая часть атомныхъ вѣсовъ элементовъ приближается къ цѣлымъ числамъ, приложеніе теоріп вѣроятностей указываетъ на вѣ- роятность существованія закона Проута. Подобныя же со- ображенія въ послѣднее время высказалъ Маллетъ и особенно подробно разсматривалъ Клеркъ ’), также Ридбергъ, какъ было указано. Дѣйствительно, изъ 69 элементовъ 28 имѣютъ атомные вѣса, или выражаемые цѣлыми числами или отли- Сошр. гепсі. 1874 г. *) Равборъ мнѣній Локьера, си. Ж. Р. X. О. 17, 147: о химиче- скомъ составѣ небесныхъ тѣлъ; I. Л. Клейбера. ’) Сопвіапіз оГ паіпге, см. также Ж. Р. X. О. 14 [2] 193.
335 чаются отъ цатахъ чиселъ на 0,1 (при 0=16). Соображенія и другаго рода говорятъ не въ пользу происхожденія всѣхъ элементовъ пзъ водорода плп даже вообще пзъ котораго нп- будь другаго нынѣ извѣстнаго элемента. Бертело *) указы- ваетъ, что существующіе элементы представляютъ однород- ную по сложностп группу веществъ; при нпхъ, въ отличіе отъ того, что имѣемъ прп сложныхъ веществахъ, теплоем- кость уменьшается съ увеличеніемъ атомнаго вѣса. Н. Бе- кетовъ 2) обращаетъ вниманіе на то обстоятельство, что за- пасъ энергіи въ нашихъ элементахъ весьма великъ; перво- начальная матерія, изъ которой они могли бы произойдтп, должна находиться въ такомъ динамическомъ состояніи, что для «разрушенія элементарныхъ атомовъ потребовались бы физическіе дѣятели такой интенсивности, которые врядъ-лп могутъ быть осуществимы». Открытіе періодическаго закона конечно заставило обра- тить вниманіе на возможныя его причины. Если свойства элементовъ представляютъ функцію атомнаго вѣса, то воз- можно предположить, что и причину свойствъ элементовъ нужно искать въ атомныхъ вѣсахъ, причемъ невольно возни- каетъ представленіе о примордіальной матеріи, дающей раз- личнымъ уплотненіемъ Извѣстные намъ элементы. Въ такомъ направленіи ведутъ современные изслѣдователи этотъ вопросъ далѣе и съ взглядами двухъ англійскихъ ученыхъ мы вкратцѣ познакомимъ читателя. Дюма 3) и Гладстонъ 4) уже давно указали на то, что въ группахъ сходныхъ элементовъ атомные вѣса варіируютъ по тому же закону, какъ частичные вѣса въ рядахъ гомоло- говъ, и могутъ быть выражены ариѳметической прогрессіей а-\-хй, въ котороД а первый членъ, а й общая разность. Такъ приблизительно выражаются измѣненія атомныхъ вѣсовъ элементовъ группы бериллія: Ве Са 8г Ва а=8 8 24 40 88 136 й=16 а а-}-й аЧ-2й а-|-5й а-|-8<? ’) Сотр. гена. 77, 1352, 1399. ’) Ж. Р. X. О. 7. 13. ’) Сотр. геп<1. 45, 709, 731; 46, 951; 47, 1026. 4) РЬіІ. Ма^агіпе (4) 5, 313.
336 Въ другихъ группахъ элементовъ измѣненіе атомныхъ вѣсовъ выражается болѣе- СЛОЖНОЮ формулой, ПОЛОЖИМЪ а -|- хд, -|- хд'. а =19 Напр.: Р С1 Вг д А =16,5 19 35,5 80 127 «Г=28 а а+<і а-і-га+а’ 20-1-234-2^’ Дюма изъ такихъ сопоставленій выводилъ теоретическую необходимость существованія закона Проута. Мысль Дюма въ послѣднее время подробно была развита Карнеллп ’), ко- торый прп этомъ исходилъ изъ другой исходной точки — а именно изъ аналогіи элементовъ съ такъ называемыми, алко- гольными радикалами: СН3 метиломъ, СаН5 этиломъ и т. д. Аналогіи эти Карнелли проводитъ на основаніи аналогіи со- отношеній, имѣющихъ мѣсто между физическими свойствами и частичными вѣсами, какъ для неорганическихъ соединеній, такъ и для членовъ гомологическихъ рядовъ. х = С1 Вг. С„Н. Я э Т. плав. Т. плав. Т. кип. Кв X, 1045 981 х, 981 971 А1 Х( 340 366 497 8і Х4 205 260 425 Р X, 200 252 401 8 Х3 199 240 364 С1 X. 198 229 285 Температуры плавленія" и кипѣнія (въ градусахъ считая отъ абсолютнаго нуля), какъ видно, одинаково измѣняются какъ въ рядахъ хлористыхъ, бромистыхъ, такъ и въ ряду этильныхъ соединеній элементовъ третьяго ряда равно какъ въ ряду соединеній углеводородныхъ радикаловъ, приведен- ныхъ въ слѣдующей таблицѣ. Въ этой таблицѣ температуры обозначаются отъ абсолютнаго нуля. Х = С1 Т. КПП. Вг Т. кип. сн3 Т. кип. (Са)Х, (СаН)Х, 360 435 309 (С,Н2)Х, 411 488 325 (^аН3)Х3 367 462 293 (СЯН4)Х, 345 393 265 (С3Н5)Х, 285 312 245 Сагпеііеу. СЬет. 53. 157.
337 Изъ многихъ такихъ сопоставленій Карнелли дѣлаетъ выводъ, что элементы аналогичны углеводороднымъ радика- ламъ по строенію в функціи п подтверждаетъ эту аналогію сопоставленіемъ періодической системы элементовъ съ клас- сификаціей углеводородныхъ радикаловъ, которую онъ нахо- дитъ также періодическою, причемъ періоды состоятъ изъ V членовъ и т. д. Считая доказаннымъ, что элементй аналогичны углеводороднымъ радикаламъ, Карнелли дѣлаетъ выводъ, что элементы представляютъ сложные радикалы, составленные, по меныпей мѣрѣ, изъ двухъ простѣйшихъ элементовъ А и ѣ п строитъ систему теоретическихъ элементовъ, такъ чтобы наступило явленіе періодичности и чтобы удовлетворены были прочія условія, имѣющія мѣсто при элементахъ. Не излагая системы Карнелли (только въ 27 случаяхъ дающей для атом- ныхъ вѣсовъ элементовъ числа, совпадающія съ нынѣ прини- маемыми), мы дадимъ лишь слѣдующее окончательное замѣ- чаніе автора. «Такъ какъ углеводороды составлены изъ угле- рода и водорода, то ихъ аналоги, химическіе элементы бу- дутъ представлять соединенія углерода съ эфиромъ (атом- ный вѣсъ эфира = — 2) и оба класса веществъ образуются изъ соотвѣтствующихъ элементарныхъ веществъ по анало- гичному процессу., Такимъ образомъ первоначальныхъ эле- ментовъ три: углеродъ, водородъ и эфиръ» *). *} Мы не имѣемъ мѣста подробно разсматривать мнѣнія Карнелли, но не можемъ не сдѣлать нѣсколькихъ замѣчаній. Авторъ исходитъ изъ сравненія разностей между свойствами неорганическихъ соединеній напр. КХ3 и органическихъ соединеній напр. (СаН)Х3, причемъ при- ложеніемъ правила модулей находитъ одинаковыя измѣненія модулей, нзъ чего онъ и заключаетъ объ аналогіи между элементомъ К и угле- водороднымъ радикаломъ СаН—выводъ, сдѣлать который правило мо- дулей не даетъ пряна. Разсматривая органическіе радикалы, именно семь члеионъ въ періодѣ, только и будутъ у соединеній съ тремя ато- мами углерода. Это будутъ слѣдующіе радикалы и ихъ соединенія: (С3Н)Х СС3На)Ха (С3НЭ)Х8 (С3Н3)Х4 (С3Н5)Х3 (С3Н4)Х, (С3Н,)Х Органическія соединенія, заключающія менѣе тремъ атомовъ углерода будутъ давать иеиѣе членовъ, а соединевія, Заключающія болѣе трехъ атомовъ углерода, будутъ давать значительно болѣе 7 членовъ. Много замѣчаній можно было бы сдѣлать и относительно принимаемаго Кар- нелли измѣненія эквивалентности радикаловъ, равно какъ многихъ Дру- гихъ сопоставленій. Аналогію элементовъ съ углеводородными радика- 22
338 Познакомимъ читателя еще со взглядами на сложность эле- ментовъ Крукса. Этому ученому наука обязана введеніемъ изслѣдованія, такъ называемыхъ, фосфорическихъ спектровъ, получаемыхъ, подвергая вещества индуктивнымъ разрядамъ въ трубкѣ съ весьма разрѣженнымъ газомъ. Нѣкоторыя изъ веществъ пріобрѣтаютъ способность свѣтиться изслѣдован- ный спектрально свѣтъ этотъ даетъ фосфорическіе спектры. Эти спектры весьма сложны и измѣнчивы. Изслѣдуя спектръ окиси иттрія, которую Круксъ считалъ совершенно чистою, при повторномъ фракціонированномъ осажденіи ее изъ солей, наступили измѣненія въ спектрахъ, причемъ однако спектры оставались по общему расположенію полосъ сходственными. Для объясненія этого явленія Круксъ ставитъ гипотезу, что иттрій сложенъ, нѣкоторые атомы его даютъ однѣ, другіе атомы—дру- гія линій составнаго спектра иттрія; атомы такого сложнаго элемента вѣроятно разнятся по вѣсу и *навѣрное по внутрен- нему движенію. Обобщая наблюденіе и гипотезу, Круксъ *) принимаетъ, что современные элементы образовались изъ при- мордіальной матеріи, протила, находившейся нагрѣтой до наивысочайшей температуры. При охлажденіи протилъ обра- зуетъ матерію намъ извѣстную, атомную матерію, одаренную различными формами энергіи. Быть можетъ, простѣйшимъ элементомъ былъ гелій, то вещество, присутствіе котораго подозрѣвается въ такъ называемой солнечной коронѣ. Можетъ быть, первымъ элементомъ былъ водородъ. «Между образова- ніемъ водорода и слѣдующаго элемента протекло значитель- ное время, къ концу котораго элементъ, ближайшій къ во- дороду по своей простотѣ, началъ медленно приближаться къ точкѣ зарожденія. Въ теченіи этого періода, тотъ процессъ развитія, которому вскорѣ предстояло породить новый эле- лами, т. е различными углеводородами, требуется оказать иными дока- зательствами, чѣмъ тѣ, которыя находимъ у Карнелли. *) В. Круксъ. О происхожденіи химическихъ элементовъ. Переводъ подъ редакціею А. Столѣтова.—Пользуясь случаемъ, считаемъ необхо- димымъ прибавить, что Лекокъ-де-Буабодранъ при изслѣдованіи Фосфори- ческихъ спектровъ приписываетъ ихъ измѣненіе постороннимъ при- мѣсямъ, которын, какъ показали его опыты, въ ничтожныхъ количе- ствахъ значительно измѣняютъ и оттѣнокъ Фосфорическаго свѣта, равно какъ и спектръ этого свѣта (Сопзр. гепд. за 1886 годъ—цѣлый рядъ статей; изслѣдованіе продолжается).
339 ментъ, опредѣлилъ и Чіго атомный вѣсъ, и его сродства и хи- мическое положеніе. Въ первоначальномъ генезисѣ элемен- товъ, чѣмъ дольше былъ промежутокъ времени, употреблен- ный на ту часть процесса охлажденія, въ теченіи которой протилъ- сплачивался въ атомы, тѣмъ рѣзче отдѣлялись другъ отъ друга проистекавшіе элементы». Повторяющіяся близкія условія образованія даютъ группы тождественныхъ элемен- товъ. Постепенно образовались всѣ элементы и мало на- дежды, что найдутся элементы съ большимъ атомнымъ вѣ- сомъ, чѣмъ уранъ. Когда протилъ охладился до точки обра- зованія урана, при дальнѣйшемъ пониженіи температуры, начали образоваться соединенія между элементами. Такія же явленія представляютъ и звѣздные міры. «Элементы произошли путемъ эволюціи, подобно тому, какъ произошли члены нашей солнечной системы согласно теоріи Лапласа, и какъ произошли растенія и животныя нашей планеты—по Ламарку, Дарвину п Уоллесу». Мы считали необходимымъ* познакомить читателя съ но- вѣйшими гипотезами о происхожденіи элементовъ. «Смѣлыя гипотезы имѣютъ нѣчто притягательное для нашего ума, иногда даже обусловливаютъ временный прогрессъ; но еще чаще ведутъ онѣ къ невѣрнымъ выводамъ, и предаются забвенію, особенно если онѣ не основаны на научныхъ за- конахъ. Открытіе такихъ законовъ должно быть ближайшей задачей научнаго стремленія» ’). ’) Менделѣевъ. Апп. СЬет. Рііагт 8 <5іір1Ьд., 227. * 1
ГЛАВА XVII. Приложеніе Физическихъ методовъ къ рѣшенію нѣкоторыхъ вопросовъ химической статики. Послѣдніе годы, въ исторіи химіи, отмѣчены особымъ интересомъ къ изученію физическихъ свойствъ химическихъ соединеній. Большое число спеціальныхъ изслѣдованій за- трудняетъ ихъ изложеніе; въ этой глайѣ, согласно плану со- чиненія, придется коснуться самыхъ общихъ сторонъ пхъ и остановиться на выводахъ, представляющихъ наибольшую общность Удѣльные вѣса, удѣльные объемы. Названныя свойства были изъ первыхъ, которыя были изслѣдованы въ ряду физическихъ свойствъ химическихъ соединеній. Для твердыхъ неорганическихъ соединеній выводы при этомъ полученные были уже включены въ изложеніе періодическаго закона. Изслѣдованіе удѣльныхъ вѣсовъ твердыхъ органиче- скихъ соединеній не дало, до сихъ поръ, общихъ выводовъ; для жидкихъ органическихъ соединеній труды Германа Коппа *) положили основы, на которыхъ, почти сорокъ лѣтъ, покоилось изслѣдованіе удѣльныхъ объемовъ органическихъ соединеній. Особый интересъ изслѣдованія удѣльныхъ вѣсовъ жид- кихъ органическихъ соединеній состоялъ въ возможности, примѣняя прилично выбранныя соединенія, указать на измѣ- ненія изучаемаго свойства въ зависимости отъ измѣненія въ составѣ органическаго соединенія. Для вывода правильностей Коппу не удалось примѣнить непосредственно удѣльные вѣса: онъ прибѣгнулъ къ удѣльнымъ объемамъ, къ объемамъ зани- маемымъ частицами химическихъ соединеній, и избралъ, для лучшаго выраженія правильностей, удѣльные объемы при *) Корр. Апп. СЬет. РЬагт. Томы 64, 94, 95, 97, 98.
341 ♦ ------------ температурахъ кипѣнія соединеній. Коппъ призналъ (см. стр. 209), что гомологической разности состава СН2 всегда отвѣчаетъ, при температурѣ кипѣнія, измѣненіе удѣльнаго объема на 22, какъ среднее изъ разностей всѣхъ тогда из- слѣдованныхъ гомологическихъ рядовъ. Эта разность, говоря вообще, должна слагаться изъ 'удѣльныхъ объемовъ атома углерода и двухъ атомовъ водорода. Какъ же опредѣлить удѣльные объемы этихъ элементовъ? Коппъ это вывелъ срав- неніемъ состава органическихъ соединеній и измѣненій удѣльныхъ объемовъ ихъ, сдѣлавъ прп эуомъ допущеніе, что при температурѣ кипѣнія удѣльные- объемы того или дру- гаго элемента остаются неизмѣнными во всѣхъ соединеніяхъ. Сравнивая удѣльные объемы органическихъ соединеній, от- личающихся на два атома водорода, при одинаковомъ коли- чествѣ атомовъ другихъ элементовъ, или же отличающихся на одинъ атомъ углерода, Коппъ замѣтилъ одинаковое из- мѣненіе удѣльныхъ объемовъ, откуда и сдѣлалъ выводъ, что уд. об. С = уд. об. двухъ атомовъ Н. Если гомологическая разность удѣльныхъ объемовъ = 22, то, стало быть, уд. об. С=11, а атомный объемъ водорода = 4^- т. е. 5,5. Зная удѣльный объемъ водорода, при вышеуказанныхъ допуще- ніяхъ, ие трудно было изъ удѣльнаго объема воды 18,8 прп температурѣ кипѣнія найдтн удѣльный объемъ кислорода, вычитая удѣльные объемы атомовъ водорода. Удѣльный объ- емъ кислорода оказывается равнымъ 7,8. Такимъ же обра- зомъ были вычислены удѣльные объемы и другихъ элемен- товъ. Обобщая эти частные выводы, Коппъ сдѣлалъ весьма важный общій выводъ, что удѣльные объемы жидкихъ орга- ническихъ соединеній равны суммѣ удѣльныхъ объемовъ эле- ментовъ, въ нихъ заключающихся. Дервыя приложенія этихъ выводовъ къ вычисленію удѣль- ныхъ объемовъ, а слѣдовательно и удѣльныхъ вѣсовъ орга- ническихъ соединеній, дали результаты весьма близкіе къ опытнымъ. Скоро однако пришлось ввести поправки и онѣ на первое время коснулись удѣльнаго объема кислорода. Для того, чтобы согласить вычисляемые удѣльные объемы съ опытными, Коппъ вскорѣ принялъ, что удѣльный объемъ ки- слорода въ органическихъ соединеніяхъ можетъ мѣняться въ
342 зависимости отъ того, будетъ ли кислородъ (выражаясь со- временнымъ языкомъ) связанъ съ углеродомъ однимъ или двумя средствами: въ первомъ случаѣ, удѣльный объемъ кисло- рода былъ прежній, равный 7,8; во второмъ случаѣ, объемъ кислорода найденъ=12,2. Съ этою поправкою, въ продолже- ніи долгаго времени, правильности указанныя Коппомъ счита- лись точнымъ выраженіемъ правильностей представляемыхъ удѣльными объемами органическихъ соединеній. Теперь, при возросшемъ опытномъ матеріалѣ, вновь оказывается невозмож- нымъ согласить опытъ съ теоретическими правилами Коппа. Обширныя изслѣдованія Р. Шиффа *), Лоссена и учени- ковъ послѣдняго * 2) показали, что, примѣняя удѣльные объ- емы элементовъ, данные Коппомъ, въ особенности при не- предѣльныхъ органическихъ соединеніяхъ, опытные удѣльные объемы соединеній значительно больше (иногда до 10°/о) вы- числяемыхъ; что самый* способъ вычисленія удѣльныхъ объ- емовъ элементовъ, какъ то предложилъ Коппъ, даетъ для элементовъ различные числа. Даже для одноатомныхъ эле- ментовъ, для которыхъ измѣненіе удѣльнаго объема нельзя приписать измѣненію способа связи, получаются различныя величины; напр. различіе въ удѣльныхъ объемахъ хлористаго этилена СН2С1.СНгС1 и хлористаго этилидена СН3.СНСІ2 обусловливаетъ полученіе различныхъ атомныхъ удѣльныхъ объемовъ для хлора при вычисленіи. Самъ Коппъ э) при- зналъ, что правильности удѣльныхъ объемовъ жидкихъ орга- ническихъ соединеній наблюдаются лишь въ общемъ направ- леніи явленія, а въ частностяхъ могутъ показывать значи- тельныя уклоненія. Такое положеніе дѣла заставляетъ Лоссена предложить, при разсмотрѣніи удѣльныхъ объемовъ 'соедине- ній, не относить ихъ къ удѣльнымъ объемамъ элементовъ. Присматриваясь къ способу вывода удѣльнаго объема эле- ментовъ, видно, что это лишь извѣстный способъ разсчета опытныхъ результатовъ. Попытки доказазать, что въ жид- кихъ соединеніяхъ элементы жидкіе при обыкновенной тем- пературѣ, напр. бромъ, имѣютъ одинаковые удѣльные объемы, ') Апп. СЬет. РЬагт. 220, 71, 278. ’) Апп. СЬет. РЬагт. 214, 81; 253, 316; указываемъ также на работы Шредера а Торпе. э) Вегі. Еег. 16, 2458.
343 каръ и въ свободному состояніи (Торпе), едва ли заслужи- ваетъ дальнѣйшаго прослѣжнванія, такъ какъ извѣстно, что элементы, вступая въ соединенія претерпѣваютъ сжатіе. Съ измѣненіемъ взглядовъ на правильности, представляе- мыя удѣльными объемами, измѣнились взгляды и на методы ихъ опредѣленія. Нѣсколько десятковъ лѣтъ опредѣляли при температурѣ кипѣнія, нынѣ Горстманъ *) на многихъ примѣ- рахъ демонстрируетъ, что тѣже правильности выводятся изъ разсмотрѣнія удѣльныхъ объемовъ жидкихъ соединеній при обыкновенной температурѣ. Горстманъ не подозрѣваетъ, что эти замѣчанія, уже тридцать лѣтъ назадъ, при появленіи еще первыхъ изслѣдованій Коппа, были сдѣланы Д. Менде- лѣевымъ 2). Какъ мы указывали, къ примѣненію удѣльныхъ объемовъ соединеній прибѣгли потому, что полагали въ измѣненіяхъ ихъ видѣть болѣе правильностей, чѣмъ въ удѣльныхъ вѣсахъ непосредственно. Новѣйшія изслѣдованія Менделѣева напро- тивъ того указываютъ, что достаточно и, быть можетъ пра- вильнѣе, пользоваться удѣльными вѣсами. Таковъ его законъ расширенія жидкихъ соединеній 3). То же свойство, удѣль- ный вѣсъ, жидкостей и растворовъ изучаетъ Менделѣевъ въ печатаемомъ имъ теперь сочиненіи; выводы, насколько они появились въ печати, будутъ указаны далѣе. Оптическія свойства въ особенности хорошо изу- чены для жидкихъ органическихъ соединеній или для раст- воровъ твердыхъ тѣлъ. Въ этомъ случаѣ, вращеніе плоскости поляризаціи и лучепреломленіе, два наилучше изученныя оптическія свойства, ^находятся въ непосредственной зависи- мости отъ химическаго состава соединенія. Съ этой точки зрѣнія мы исключительно разсмотримъ добытыя обобщенія. Явленія круговой поляризаціи производимой жидкими ве- ществами или растворами нѣкоторыхъ соединеній были от- крыты Біо, который и положилъ основы физическаго изслѣ- дованія этого явленія и указалъ на приложенія. Въ отноше- ’) Вегі. Вег. 19, 1579. ’) «Горный Журналъ» 1855 г. Объ удѣльныхъ объемахъ: диссер- таціа на степень магистра химіи. ч Ж. Р. X. О. 1.
344 ніи къ вопросамъ о зависимости этого свойства съ составомъ соединенія мы сначала должны отвести мѣсто классическимъ изслѣдованіямъ Пастера *). Изслѣдуя виноградную кислоту, вещество оптически недѣятельное, Пастеру удалось при кри- сталлизаціи амміачно-натріевои соли разложить виноградную кислоту на двѣ винныхъ кислоты, того же состава какъ и виноградная кислота и тождественныхъ между собою по хи- мическимъ свойствамъ, но вращающихъ въ растворахъ плос- кость поляризаціи одна вправо, другая, влѣво, причемъ углы вращенія одинаковы. Соединяясь, эти кислоты вновь даютъ оптическп - недѣятельное вещество — виноградную кислоту. Такія же отношенія найдены и при другихъ соединеніяхъ (яблочная и камфарная кислоты, терпены, основанія пири- диноваго ряда), которыя оптически, не дѣятельны вслѣдствіи компенсаціи и могутъ быть разложены на вещества опти- чески дѣятельныя. Всѣ описанныя оптическія явленія про- исходятъ въ растворахъ. Пастеру удалось однако подмѣтить и характерныя бсобенности кристалловъ оптически-дѣйству- ющихъ винныхъ кислотъ: кристаллы ихъ обладаютъ геміэд- рическими площадками, находящимися на правой или на лѣвой сторонѣ кристалла (при правильной его постановкѣ), кри- сталлы виноградной кислоты геміэдрическихъ площадокъ не представляютъ. Такимъ образомъ кристаллы оптически-дѣя- тельныхъ вёществъ показываютъ дисимметрію. Пастеръ обоб- щилъ это наблюденіе, перенеся его на физическія частицы оптически-дѣятельныхъ веществъ въ растворахъ; физическая дисимметрія частицъ этихъ соединеній и есть причина ихъ оптической дѣятельности. Вант-Гоффъ* 2 3) и Лебедь8), независимо другъ отъ друта, связали гипотезу Пастера съ составомъ оптически дѣятель- ныхъ веществъ и тѣмъ придали ей опредѣленность. Пред- ставимъ себѣ, что углеродный атомъ четырехатоменъ и ока- зываетъ притяженіе къ другимъ элементамъ по четыремъ направленіямъ. Если по всѣмъ четыремъ направленіямъ при- тягиваются тождественные атомы, они будутъ притянуты на одинаковыя разстоянія. Представимъ себѣ, что углеродный Равіеиг. ДаИіевЬегісЬіе 1847, 1848,1849, 1850, 1851, 1852. ’) Д. ѴапЧ Ной. СЬітіе 4апв 1’еврасе. 3) Ѣе Веі. Впі. вос. сЬіш. 1874, 22, 337.
345 атомъ занимаетъ центрафную точку тетраэдра, а притяженія направляются къ угламъ тетраэдра,въ случаѣ притяженія четы- рехъ тождественныхъ атомовъ получимъ правильный тетра- эдръ. Если соединенц съ углероднымъ атомомъ атомы разно- родные, удерживаемые углероднымъ атомомъ на различныхъ разстояніяхъ, то пользуясь, вышеприведеннымъ примѣромъ, получимъ неправильный тетраэдръ, не имѣющій плоскости симметріи. Такіе тетраэдры существуютъ въ двухъ энантіо- морфныхъ формахъ, которыя отличаются тѣмъ, что если представить себѣ ось, проходящую чрезъ тождественныя ребра этихъ тетраэдровъ, то углы ихъ будутъ расположены по вин- тообразной линіи* причемъ въ одномъ изъ энантіоморфныхъ тетраэдровъ ходъ вйнта будетъ вправо, а въ другомъ—влѣво. Этимъ указывается возможность существованія для одного и того же вещества праваго и лѣваго оптическп-дѣятельнаго видоизмѣненія. Оставляя въ сторонѣ гипотезу о расположе- ніи атомовъ въ пространствѣ, въ теоріи Вант-Гоффа и Ле- бедя дается важное указаніе на присутствіе въ составѣ оп- тически-дѣятельнаго вещества'хотя бы одного атома несим- метрическаго углерода, т. е. соединеннаго съ 4 различными элементами или остатками. Это правило оправдывается на оптически-дѣятельныхъ веществахъ нынѣ извѣстныхъ *). *) Въ послѣднее время, теорія Вантъ-ГоФФа и Лебедя получила зна- чительное расширеніе, хотя, по моему, при этомъ также измѣнилась. I. Вислиценусъ (АЫіапбІипреп б. шаіЬет. рЬув. Сіаеве б. К. 8аеЬ- вівсЪеп СгевеІІвсЬай б. ХѴІБВспвсЬаГСеп, Вб. 14, № 1) сталъ прилагать ее, правда слѣдуя примѣру авторовъ теоріи, не только иъ объясненію явленій оптической, или общѣе, Физической изомерік, но и къ осо- бому внду химической изомеріи, названной «геометрической нзомеріей». Этотъ видъ изомеріи наступаетъ преимущественно для непредѣльныхъ веществъ, иоторыя по развиваеиому представленію представляютъ те- траэдры соединенные ребромъ (прп двойной связи) или плоскостью (при тройной связи). Можно себѣ представить, что въ первомъ случаѣ атомы, находящіеся по угламъ тетраэдровъ, будутъ расположены сим- метрнчно или относительно общей оси тетраэдровъ, или относительно плосности перпендикулярной оси. Тождественныя по теоріи строенія соединенія а С Ь а С Ь II II а С і> Ь С а геометрически изомерны. Ограничиваясь этимъ краткимъ уиазаніемъ основной мыслн теоріи Вислиценуса, считаю нужнымъ замѣтить, что
346 Оптически-дѣятельныя вещества могутъ терять это свой- ство яри многообразныхъ случаяхъ: напр. при нагрѣваніи до достаточно высокой температуры, въ особенности въ присут- ствіи кпслотъ. Возбужденіе оптической дѣятельности наблю- далось при единственномъ случаѣ: Юнгфлейшъ нагрѣваніемъ недѣятельной винной Кпслоты съ водою до 180° обратилъ ее въ виноградную кислоту, способную давать оптически-дѣя- тельныя винныя кислоты. Во всѣхъ вообще органическихъ соединеніяхъ (не только въ такихъ, которыя заключаютъ ассиметрическій углеродъ) явленіе вращенія плоскости по- ляризаціи наступаетъ при помѣщеніи между полюсами силь- наго электромагнита. Перкинъ старшій ‘) нашелъ при этомъ правильныя соотношенія къ составу соединеній и предлагаетъ этотъ методъ для опредѣленія пхъ строенія. Лучепреломленіе жидкихъ органическихъ соедине- ній, равно какъ растворовъ вызвало много интересныхъ из- слѣдованій за послѣдніе годы. Сначала изложимъ то, что сдѣлано по органическимъ соединеніямъ и начнемъ съ из- слѣдованій Ландольта 2). Рефракціоннымъ эквивалентомъ соединенія называется произведеніе частичнаго вѣса на независимую отъ темпера- п—1 туры постоянную —въ которой п есть показатель пре- ломленія для нѣкотораго луча, а й плотность вещества. Опредѣливъ рефракціонные эквиваленты многихъ (исключи- тельно предѣльныхъ) соединеній, Ландольтъ, по^примѣру Коппа, выразилъ правильности ими представляемыя, опре- дѣленіемъ атомнаго лучепреломленія элементовъ и выставилъ правило, что рефракціонный эквивалентъ соединенія равенъ суммѣ атомныхъ лучепреломленій элементовъ, входящихъ въ составъ соединенія. Такъ указаны атомныя лучепреломленія для водороднаго луча а: С = 5,0 Н = 1,3 0 = 3,4. □ознакомился съ ней уже послѣ отпечатанія листа, въ которомъ изложена теорія строенія, что и воспрепятствовало тамъ сдѣлать о ней упоми- новеніе. ’) ѴѴ. Регкіп. Д.сЬет. 8ос. 1884, 421 и 3. рг. СЬет. Ы. Р. 31,481. *) Ьапдоіі. Р055. Апп. 125, 595.
347 Для предѣльныхъ соединеній вычисленные при помощп этихъ чиселъ эквиваленты рефракціи оказались вполнѣ совпадаю- щими съ находимыми на опытѣ. Ландольтъ нашелъ, что изо- мерія предѣльнаго соединенія не оказываетъ вліянія на эк- вивалентъ рефракціи: изомеры представляютъ одинаковые эквиваленты рефракціи. Первая попытка изученія рефракціонныхъ эквивалентовъ непредѣльныхъ органическихъ соединеній, сдѣланная Глад- стономъ *), показала, что получаемые опытные эквиваленты рефракціи болѣе вычисленныхъ по правиламъ Ландольта. Брюль 2) подвелъ и эти случаи подъ теорію. Слѣдуя при- мѣру Конна, онъ принялъ, что атомныя лучепреломленія мно- гоатомныхъ элементовъ могутъ измѣняться въ зависимости отъ числа связей, которыми связываются многоатомные эле- менты. Такъ напр. для луча а, углеродъ, смотря по числу связей, представляетъ слѣдующія’ атомныя преломленія: С' = 5,0 С" = 6,15 С" = 5,95. Также указаны лучепреломленія и другихъ многоатомныхъ элементовъ напр. для кислорода. Весь избытокъ опытнаго эквивалента рефракціи непредѣльнаго соединенія, противу вычисляемаго, примѣняя атомныя лучепреломленія Ландольта, приписывался углероду. Этотъ избытокъ для двойной связи опредѣленъ равнымъ 2,4 для водороднаго луча а: увеличеніе числа атомовъ углерода связанныхъ двойною связью увели- чивало избытокъ рефракціоннаго эквивалента на кратное отъ 2,4. Такъ напр. бензолъ представляя избытокъ равный 3X2,4, поэтому считался какъ несомнѣнно заключающій трп двой- ныхъ связи. Изслѣдуя тѣла непредѣльныя, представляющія значительную дисперсію, Брюль справедливо находитъ необ- ходимымъ употреблять «истинные» рефракціонные эквива- ленты, т. е. освобожденные отъ вліянія дисперсіи. Онъ этого достигаетъ'употребленіемъ дисперсіонной формулы Коши Д | В , ” = +.............................. ’) Многочисленныя изслѣдованія Гладстона помѣщены въ различныхъ англійскихъ журналахъ: органическія соединенія трактованы въ Л. СЬет. 8ос. 8, 101, 147. ’) ВгііЫ. Апп. СЬет. РЬагт. 200, 139, 205, 1.
348 и вычисляя, изъ наблюденій, показатель преломленія для луча А безконечной длины волны, свободный отъ вліянія дисперсіи. Обширныя изслѣдованіе Брюля произвели значительное впечатлѣніе: казалось всегда теорія шла рука объ руку съ опытомъ. Были небольшія разногласія, исключительно при весьма сложныхъ ароматическихъ соединеніяхъ (напр. при мезитиленѣ), но онѣ объяснялись огромною дисперсіею та- кихъ соединеній. Опредѣленіе эквивалента рефракціи стали считать точнымъ методомъ опредѣленія строеній органиче- скихъ соединеніи. И. Канонниковъ *), воспринявшій всѣ воз- зрѣнія Брюля, приложилъ его методы къ изслѣдованію раст- воровъ твердыхъ органическихъ соединеній и опредѣленію строенія послѣднихъ. Приложеніе этихъ методъ было впро- чемъ не безъ натяжекъ—признакъ несоотвѣтствія опыта съ теоріей. Нѣкоторыя подобныя указанія были сдѣланы Глэд- стономъ * 2); критика же какъ экспериментальныхъ пріемовъ Брюля такъ и его теоретическихъ выводовъ была сдѣлана Назини 3). Существо критики Назинп ясно будетъ видно изъ тѣхъ измѣненій, которыя Брюль въ многочисленныхъ болѣе п*—1 (а’4-2)й" лучшее важно, новыхъ статьяхъ 4) счелъ нужнымъ ввести въ свои перво- начальныя изслѣдованія. Что касается до экспериментальной „ а—1 части, то, откинувъ постоянную онъ теперь принимаетъ для вычисленій постоянную братьевъ Чоренцовъ которая, вопреки показаніямъ Ландольта 5), даетъ соотвѣтствіе съ опытомъ; наконецъ, что особенно доказана непримѣнимость дисперсіонной формулы Коши и невозможность вычисленія показателей для луча безконечной длины волны, а, стало быть, невозможность удовлетворить прежде поставленному требованію, имѣть «истинные», т. е. *) И. Канонниковъ. Ученыя записки Казанскаго университета за 1880 г. Ж Р. X. О. 18, 454. Сы. также: о свѣтопреломляющей спо- собности органическихъ соединеній (диссертація иа степень магистра). Казань, 1884. См. также диссертацію ва степень доктора химіи. 8) Сгіайвіове. Лопгп. СЬет. 8ос. 1884. Лпіу. а) Кааіпі. СагеЦа сЬітіса 13, 59, 105; особенно 16 (1887) 1. 4) ВгііЫ. Апп. СЬет. РЬагт. *258, 1; 256, 233; см. также 2еіі- всЬгііі Г. рЬувікаІіесЬе'СЪетіе 1 (1887) 307. ь) Вегі. Вег. 1В, 1031.
349 освобожденные отъ дисперсіи, эквиваленты рефракціи. На этихъ послѣднихъ указанныя перемѣны отразились слѣдую- щимъ образомъ: примѣненіемъ постоянной братьевъ Лорен- цовъ эквиваленты рефракціи сдѣлались почти на половину меньшими, а слѣдовательно и атомныя лучепреломленія, равно какъ и всѣ тѣ разности, которыя характеризовали различные способы связи углеродныхъ атомовъ между собою стали также вдвое меньше. При абсолютномъ уменьшеніи величинъ стало труднѣе и опредѣленіе пхъ, да къ тому же получаемыя данныя не могу/ъ быть освобождены отъ вліянія дисперсіи. Брюль со- знаетъ меньшую доказательность новыхъ данныхъ: онъ ставить т еперь положеніе что различнымъ родамъ связи атомовъ отвѣ- чаютъ не постоянныя, но приблизительно постоянныя измѣненія въ эквивалентѣ рефракціи. Несмотря на введенныя ограниченія, Брюль все-таки поддерживаетъ свои прежнія вы- воды, которые однако теперь едва-ли могутъ быть защищаемы столь легко какъ прежде. Назини даже приходитъ къ противо- положному выводу: по его мнѣнію, частичное лучепреломленіе органическихъ соединеній возрастаетъ по мѣрѣ того какъ соединеніе дѣлается болѣе и болѣе богатымъ углеродомъ, но численныя величины этого возрастанія не стоятъ въ про- стомъ отношеніи со структурными формулами соединеній. Попытку такото разсмотрѣнія, внѣ структурныхъ формулъ, впрочемъ весьма неполную, сдѣлалъ Томсенъ ’). Для растворовъ неорганическихъ соединеній эквиваленты рефракціи найдены весьма правильными. Вычисленный атом- ныя лучепреломленія металловъ, согласно наблюденіямъ Глад- стона, подтвержденнымъ де-Геномъ 2) и Канонниковымъ 3), находятся въ полномъ соотвѣтствіи съ періодическимъ зако- номъ (см. стр. 320). Теплоты образованія химическихъ соеди- неній представляютъ важныя константы для химическихъ соединеній. Опредѣленіе этихъ константъ составляетъ часть термохиміи, обоснованной Гессомъ (бывшимъ членомъ Пе- *) 3. ТЬотзеи. Вегі. Вег. 19, 2837. а) <1е-Нееп. РНуві^ие сотрагёе, 151. Канонниковъ. О свѣтопре.'іоиляющеі'і способвости химическихъ соединеній. 83.
350 тербургской Академіи Наукъ) и Фавромъ и Зильберманомъ. Въ послѣднія два дѣсятилѣтія термохимія преимущественно разработывалась Бертело и Ю. Томсеномъ. Изъ числа уче- никовъ Бертело укажемъ на В. Лугинина *). Термохимія изучаетъ теплотныя явленія, обусловливаемыя химическими процессами. Въ основѣ термохимическихъ опре- дѣленій лежатъ два правила. Первое правило представляетъ первый законъ механической теоріи тепла, гласящій, что выдѣленное или поглощенное тепло измѣряетъ произведен- ную внутреннюю или внѣшнюю работу. Второе правило вы- текаетъ изъ перваго: въ виду того, что при термохимиче- скихъ изслѣдованіяхъ внѣшняя работа не имѣетъ мѣста, то выдѣленное или поглощенное тепло равно разности цржду энергіей первоначальнаго и конечнаго состоянія системы. Не имѣя возможности входить въ подробности относительно термохимическихъ изслѣдованій въ ихъ общности, сообщаемъ лишь свѣдѣнія, необходимыя для разсмотрѣнія теплотъ об- разованія химическихъ соединеній. Образованіе химическихъ соединеній сопровождается или выдѣленіемъ тепла, для соединеній экзотермическихъ, или же поглощеніемъ тепла, для соединеній эндотермическихъ. Принципіальнаго, такъ сказать, различія между названными соединеніями нѣтъ: по сложности химическихъ процессовъ, нерѣдко реакція, дающая начало эндотермическому соедине- нію, составляетъ лишь одну въ ряду другихъ, въ суммѣ выдѣляющихъ тепло. Изслѣдованіе теплотъ образованія неорганическихъ сое- диненій не привели еще къ выводамъ значительной общности. Разсматривая соединенія, образованныя двумя элементами, наибольшее количество тепла выдѣляется при образованіи кислородныхъ соединеній, за которыми слѣдуютъ хлористыя соединенія. Изъ соединеній трехъ элементовъ особенно хо- рошо изучено образованіе солей, изъ кислотъ- и основаній ’) Наиважнѣйшія пособія для изученія термохиміи: 3. ТЬошвев, ТЬегтосЬешівсЬе СпіегвисЬип^еп, 4 тома (1882—1886). М. ВегіЬеІос, свваі йе тёсапідпа сЬітідпе Гопбёе впг Іа НіегшосЫтіе (Рагів 1879). Руководства: А. Каотапп, НвпсІЪпеЬ, <і. ТЬегтосЬсшіе 1882; Даііп, Огопёваіже йег ТЬегтосЬетіе 1683; Овічѵаій, АП^етеіпе СЬешіе, 2-й тоиъ, 1886.
351 въ весьма слабыхъ водныхъ растворахъ. Сливаніе водныхъ растворовъ среднихъ солей, вообще говоря, не вызываетъ теплотныхъ эффектовъ. Это, впрочемъ не вполнѣ точный, законъ термонейтральности, 'высказанный Гессомъ. Одноос- новныя кислоты (ІІС1, НВг, Ш, ШЮг, НС1О4, НВгО4) вы- дѣляютъ прп нейтрализовати частицей ХаНО около 13,7 К'}. Предѣльныя одноосновныя органическія кислоты даютъ нѣ- сколько меньшія теплоты, а именно около 13,4 К. Двуос- новныя кислоты выдѣляютъ сравнительно болѣе тепла: ней- трализ ованіе частицы сѣрной кислоты двумя частицами ѣдкаго натра выдѣляетъ 31,38 К. Слабыя кислоты (С02, Н.28, НЯВО3), соли которыхъ въ условіяхъ опыта разлагаются водою, даютъ малыя теплоты нейтрализованія. Вліяніе природы основаній весьма мало и нейтрализованія ѣдкими щелочами, баритомъ, известью выдѣляетъ близкія между собою количества тепла около 13,7 К, нейтрализованіе амміакомъ (вслѣдствіе нѣко- торой разлагаемости амміачныхъ солей водою) нѣсколько меньшія, около 12,2 К. На теплотахъ образованія органическихъ соединеній мы остановимся далѣе, такъ какъ были сдѣланы попытки при- вести теплоты образованія органическихъ соединеній въ со- отношеніи съ составомъ. Опредѣленіе теплотъ образованія органическихъ соеди- неніи совершается изъ теплотъ горѣнія ихъ. Сжигая въ угле- кислоту и воду и опредѣляя развиваемую при этомъ тепло- ту, съ одной стороны нѣкоторый вѣсъ органическаго соеди- ненія, съ другой стороны, вѣсъ углерода и водорода равный съ тѣмъ, который находился въ органическомъ соединеніи получаемъ теплоты горѣнія органическаго соединенія и рав- наго вѣса углерода и водорода. Разность этихъ теплотъ пока- зываетъ, какое количество тепла выдѣляется или поглощается при образованіи взятаго количества органическаго соединенія пзъ элементовъ. Опредѣливъ тепловой эффектъ . образованія 1 гр. органическаго вещества, помноженіемъ полученнаго чи- сла калорій на частичный вѣсъ получаютъ частичную теплоту образованія соединенія. Бертело ведетъ разсчеты, исходя изъ _ - *) К большая калорія, количество тепла способное нагрѣть 1000 гр. воды на 1°.
352 теплоты горѣнія алмаза (12 гр. котораго выдѣляютъ 94 К при горѣніи), Томсенъ для той же цѣли исходитъ изъ аморф- наго угля (12 гр. выдѣляютъ 97 К при горѣніи). При та- комъ расчисленіи, непредѣльные углеводороды (кромѣ аро- матическихъ) оказываются образующимися прп значитель- номъ поглощеніи тепла; такъ напр. теплота образованія ацетилена С2Н2=—64 К, т. е. онъ происходитъ изъ алмаза и водорода при поглощеніи 64 К. Мы уже указывали, что собственно и здѣсь происходитъ при соединеніи углерода съ водородомъ выдѣленіе тепла, но незначительное; указаніе иа поглощеніе тепла проистекаетъ вслѣдствіе принятаго спо- соба разсчета. Менделѣевъ ') справедливо упрекаетъ выше- приведенный способъ разсчета теплотъ образованія органи- ческихъ соединеній, какъ примѣняющій фиктивныя реакціи. Алмазъ и уголь представляютъ значительно полимеризован- ныя частицы углерода, образованіе которыхъ происходитъ при выдѣленіи тепла, а распаденіе на углеродные атомы должно сопровождаться значительнымъ поглощеніемъ тепла. •Это количество тепла не можетъ быть доступно опыту: при допущеніи нѣкоторыхъ гипотетическихъ предположеній оно оказывается около 40 К на каждый атомъ углерода. Оче- видно, если можно было бы ввести этотъ факторъ въ вычи- сленія, всѣ теплоты образованія органическихъ соединеній оказались бы положительными. Вычисляя теплоты образова- нія нѣкоторыхъ эндотермическихъ органическихъ соединеній не изъ элементовъ, но напр. изъ окиси углерода и въ газо- образномъ состояніи, получаются положительныя числа для геплотъ образованія эндотермическихъ соединеніи. Не только въ способѣ вычисленія теплотъ образованія органическихъ соединеній, но и въ числахъ выражающихъ непосредственно теплоты горѣнія, между Бертело и Томсеномъ нѣтъ полнаго согласія. Теплоты горѣнія данныя Томсеномъ нерѣдко отличаются на 2 процента отъ данныхъ Бертело. Въ теплотахъ образованія, на которыхъ концентрируются всѣ ошибки опытовъ, эти различія становятся на столько боль- шими, что могутъ въ иныхъ случаяхъ быть достаточными для перемѣны знака теплоты образованія. ') Ж. Р. X. О. 14, іі), 230.
353 Не смотря на указанныя невыгодныя стороны опытнаго матеріала, Томсенъ ’) сдѣлалъ попытку представить соотно- шенія между теплотами образованія и строеніемъ углеводо- родовъ, разсматривая теплоту образованія соединенія какъ сумму теплоты соединенія даннаго числа атомовъ углерода съ водородомъ и теплоты соединенія углеродныхъ атомовъ между собою нѣкоторымъ числомъ средствъ. Въ IV томѣ своихъ термохимическихъ изслѣдованій, Томсенъ отказа юя отъ многихъ положеній своей первоначальной теоріи. Въ но- вой теоріи теплртный эффектъ связи между углеродными атомами принимается всегда одинаковымъ, т. е. связи при- нимаются всегда простыми. Теорія Томсена относительно строенія нѣкоторыхъ, сравнительно простыхъ соединеній, при- водитъ къ выводамъ противорѣчащимъ точно установлен- нымъ взглядамъ. Для характеристики ея, достаточно указать, что напр. для столь хорошо изслѣдованнаго вещества, каковъ уксусный эфиръ, на основаніи теплоты горѣнія, Томсенъ даетъ строеніе Н3С—СН—С—СН3 1 II он о. • Это строеніе не уксуснаго эфира, а кетсщоспирта. На раз- смотрѣніи этой теоріи мы долѣе не остановимся 2). Термохимическія данныя приводятъ Бертело къ поста- новкѣ болѣе широкаго правила, а именно правила наиболь- шей работы. Согласно этому правилу всякое химическое измѣненіе, совершенное безъ посредства посторонней энергіи, стремится,воспроизвести тѣло или систему тѣлъ, которое или которая выдѣляетъ наиболѣе тепла. Это правило сводитъ всѣ явленія такъ называемаго химическаго сродства къ тер- мохимическимъ даннымъ. Оно сильно оспаривается; къ его разсмотрѣнію мы вернемся въ послѣдней главѣ. Электропроводность. Въ послѣднее время между электрическими и химическими свойствами соединеній от- *) Л, ТЪотвеп. Динамическая теорія изомеріи углеводородовъ, Вегі. Вег, 13, 1321. Разборы этой теоріи: Мевшуткинъ Ж. Р. X. О. 15 (2) 109; Менделѣевъ, Ж. Р. X. О. 14 (1) 230. ’) См. Вгйііі. рг. СЬет. К. К. 1886 г. 23
354 крыты новыя точки сближенія, заслуживающія вниманія. Основываясь на выводахъ Гитторфа, что способность веществъ вступать во взаимодѣйствіе находится въ тѣсной связи съ электролитической проводимостью ихъ, С. Арреніусъ *) по- строилъ новую электрохимическую теорію сродства, во мно- гомъ сходную съ теоріею 'Гульдберга и Вааге, которую мы разсмотримъ далѣе. Экспериментальныя изслѣдованія Ост- вальда 2) дали необходимый для теоріи опытный матеріалъ. Измѣреніе электропроводности кислотъ и основаній въ вод- ныхъ растворахъ позволили Оствальду сдѣлать выводъ о пропорціональности электропроводимости кислотъ и ихъ спо- собности вступать въ реакціи, выражаемую константами скоростей этихъ реакцій. Замѣтивъ, что измѣненіе электро- проводности при возрастающемъ разжиженіи допускаетъ от- личить одноосновныя кислоты. отъ многоосновныхъ, слабыя отъ сильныхъ, Оствальдъ приложилъ эти данныя къ опре- дѣленію строенія и основности многихъ кислотъ. Въ по- слѣднихъ своихъ статьяхъ, Оствальдъ 3) вводитъ впрочемъ нѣкоторыя ограниченія и указываетъ случаи неполнаго со- отвѣтствія электропроводности съ химическими свойствами. Коэффиціен-ты сочетанія. Строеніе органиче- скихъ соединеній не только вліяетъ на правильныя измѣ- ненія приведенныхъ выше физическихъ свойствъ соединеній, но также правильно измѣняетъ нѣкоторыя химическія свой- ства ихъ. Изслѣдованіе взаимодѣйствія кислотъ и спиртовъ въ частичныхъ количествахъ, впервые сдѣланное Бертело и Пеанъ де С. Жилемъ, привело Меншуткина ’) къ опредѣле- нію строенія спиртовъ и органическихъ кислотъ при помощи ихъ этерифпкаціонныхъ данныхъ: предѣла этерификаціи и скорости съ которою она протекаетъ. Изомерія вліяетъ какъ на предѣлъ, такъ и на скорость этерификаціи — въ особен- ности на послѣднюю. Первичные спирты при дѣйствіи ук- сусной кислоты представляютъ наивысшіе предѣлы и наи- *) 8. АггЬепіиз Ві|Ьап^ Іііік. бѵепак. Ѵаі. Ак. Напгі. 1884, № 13 и № 14 (на Французскомъ языкѣ). а) Сводку работъ Оствальда ск. АП^ешеіпе СЬешіе И, 821. э) 2еНесЬгіГі Г. рііуя. СЬешіе, I, 74. Ж. Р. X. О. 15, 299.
355 большія скорости; меньшія этерификаціонныя данныя харак- теризуютъ вторичные спирты; третичные спирты и фенолы имѣютъ наименьшіе предѣлы и скорости. Для примѣра при- водимъ слѣдующія коэффиціенты сочетанія, т. е. предѣлы и скорости этерификаціи (прп 155°), отнесенные къ таковымъ метиловаго спирта. Еоэффиц. сочетанія. Предѣлы. Скорости Метиловый спиртъ СНа.НО 100 100 Первичн. спиртъ: втиловый спиртъ СН3.СНа.Н0 - 95,6 84,1 Вторичн. спиртъ: диметилкарбинолъ (СН3)аСН.Н0. 86,9 47,7 Третичный спиртъ: неводъ СеН5.НО. .... 12,4 2,5. • Составъ спирта, удаленіе отъ предѣльн аго ряда очень уменьшаютъ скорости и предѣлы этерификаціи. При органическихъ кислотахъ изомерія вліяетъ не столько на предѣлъ, сколько на скорость этерификаціи: причемъ первичныя кислоты напр. пропіоновая кислота СН3.СН2.СООН имѣютъ наибольшія скорости, тогда какъ третичныя кислоты напр.’ бензойная кислота С6Н5.СООН представляютъ наимень- шія скорости. Мы изложили примѣненіе главнѣйшихъ физическихъ ме- тодъ къ рѣшенію вопросовъ химической статики. Пока вы- воды являются еще отрывочными, но уже достигнутые резуль- таты позволяютъ надѣятьсн, что со временемъ удастся вы- вести тѣ законы, которые управляютъ измѣненіемъ физиче- скихъ и химическихъ свойствъ соединеній въ зависимости отъ ихъ состава.
ГЛАВА XVIII. Растворы. Новѣйшія изслѣдованія выдвинули на очередь вопросъ о растворахъ, вопросъ поднятый болѣе столѣтія тому назадъ, но полное рѣшеніе котораго и теперь еще не достигнуто. Напомнимъ, что сообщено въ различныхъ частяхъ этого со- чиненія касательно вопроса подлежащаго обсужденію. Съ зарожденія научнаго изученія химіи въ прошломъ столѣтіи, растворы и химическія соединенія считались ре- зультатомъ одной и той же силы химическаго сродства. Скажемъ болѣе, нерѣдко растворы отождествлялись съ хи- мическими соединеніями, такъ какъ послѣднія представля- лись смѣшеніями болѣе простыхъ по составу веществъ. Бертолле; подъ сплой растворенія разумѣлъ особое видоиз- мѣненіе силы химическаго сродства и противопоставлялъ силу растворенія силѣ сцѣпленія. Припоминая мнѣніе Бертолле относительно возможности неограниченнаго соединенія между элементами, растворы, сплавы представлялись ему какъ хи- мическія 'соединенія неопредѣленнаго состава. Неопредѣлен- ность и измѣнчивость состава растворовъ не позволили къ этимъ веществамъ приложить правилъ атомической теоріи. Въ- этой послѣдней теоріи растворамъ не только не оказа- лось мѣста, но она, впервые и весьма рѣзко, по указанному признаку, неопредѣленности состава, отдѣлила химическія соединенія отъ растворовъ и способствуя быстрому развитію нашихъ знаній относительно первыхъ, не дала никакой путе- водной нити для изслѣдованія вторыхъ. Электрохимическая теорія Берцеліуса, во всемъ сопровождая атомическую гипо- тезу, прибавила еще признаки для отдѣленія растворовъ отъ химическихъ соединеній, представляя эти два класса веществъ
357 различными по существу. Впрочемъ Берцеліусъ не считалъ раствореніе простымъ физическимъ актомъ, но приписывалъ наступленіе этого явленія проявленію особой силы, видоиз- мѣненію силы химическаго сродства. Продолжительное го- сподство электрохимической теоріи, прив іекшей всѣ научныя силы къ изслѣдованію химическихъ соединеніи, прошло без- слѣдно для пониманія растворовъ. Постоянная работа химиковъ съ растворами, важная роль послѣднихъ въ природѣ, требованія техники—все это заста- вило, правда безъ системы, приняться за ислѣдованіе раст- воровъ и напр. физическія свойства ихъ нынѣ являются, во многихъ случаяхъ, превосходно изслѣдованными. Мы не мо- жемъ останавливаться на этихъ опытныхъ изслѣдованіяхъ, касающихся растворовъ, имъ не достаетъ свѣта охватывающей ихъ общей мысли. Новѣйшія теоріи химіи, теорія атомности элементовъ, равно какъ истекающая изъ нея теорія химиче- скаго строенія, игнорируютъ растворы. Послѣдователи но- вѣйшихъ теорій рѣдко занимаются этимъ вопросомъ, а по- тому и попытки къ рѣшенію его встрѣчаемъ у тѣхъ хими- ковъ, которые не слѣдуютъ этимъ теоріямъ. Въ «Основахъ химіи», Д. Менделѣевъ воспроизводитъ взгляды Бертолле, распредѣляя химическія соединенія на опредѣленныя и неопредѣленныя соединенія и разумѣя подъ послѣдними растворы, сплавы, изоморфныя смѣси, равно какъ нѣкоторыя кремнеземистыя соединенія. Разсматривая опредѣленныя соединенія лишь какъ частный случай хими- ческихъ соединеній, онъ по слѣдующимъ признакамъ отличаетъ неопредѣленныя соединенія отъ опредѣленныхъ. Къ неопре- дѣленному химическому соединенію, напр. къ раствору, можно прибавлять въ большомъ количествѣ, не нарушая однород- ности, по крайней мѣрѣ, одну изъ составныхъ частей, иногда даже обѣ; неопредѣленныя соединенія нерѣдко образуются съ поглощеніемъ тепла; при образованіи неопредѣленныхъ сое- диненій характеръ одного изъ соединяющихся тѣлъ сохра- няется ясно, общій видъ и вся совокупность свойствъ про- межуточны между свойствами составныхъ частей; неопредѣ- ленныя соединенія раздѣляются (разлагаются) способами какъ напр. диффузія, просачиваніе, раствореніе твердыхъ неопредѣленныхъ соединеній и т. п. Растворы, въ частности,
358 какъ и настоящія химическія соединенія, обусловливаются хи- мическою энергіею веществъ, свойственною растворяющемуся тѣлу и растворителю. Въ нѣкоторыхъ случаяхъ, растворы представляютъ соединенія растворителя съ растворяемымъ веществомъ въ опредѣленныхъ отношеніяхъ. Таковы, если такъ можно выразиться, первыя мысли Менделѣева каса- тельно растворовъ; нѣсколько ниже, мы еще разъ будемъ имѣть случай вернуться къ воззрѣніямъ этого ученаго на растворы. Идя послѣдовательно во времени относительно взглядовъ на растворы, мы должны указать на мнѣнія Бертело. Цити- руемъ почти дословно изъ втораго тома его опыта химиче- ской механики "). «Растворъ представляетъ смѣшеніе рас- творителя съ соединеніемъ въ опредѣленныхъ отношеніяхъ растворителя съ раствореннымъ тѣломъ. Иногда такое сое- диненіе образуется нацѣло, напр. въ случаяхъ соединенія сильныхъ кпслотъ (хлористоводородной, сѣрной) съ водою. Иногда, на оборотъ, такое соединеніе образуется лишь отчасти, растворъ представляетъ систему въ состояніи дис- соціаціи, въ которой безводное вещество, гидратъ и вода находятся въ равновѣсіи; таковы случаи растворовъ многихъ солей. Растворенное тѣло можетъ образовать нѣсколько ги- дратовъ, изъ коихъ одни могутъ быть прочными, другіе дис- соціированными и въ такомъ состояніи они могутъ нахо- диться въ растворѣ.-Онѣ образуютъ тогда равновѣсную сис- тему, въ которой относительныя количества всякаго гидрата измѣняются съ количествомъ воды, температурой, равно какъ отъ присутствія напр. кислотъ или основаній, способныхъ, въ свою очередь, соединяться или съ водою, или съ веще- ствомъ первоначально раствореннымъ. Коэффиціентъ раство- римости вещества можетъ измѣняться вслѣдствіе диссоціаціи, которую въ различной мѣрѣ претерпѣваютъ гидраты въ за- висимости отъ измѣненія температуры>. Этой выписки достаточно для ознакомленія съ воззрѣні- ями Бертело. Существованіе такихъ гидратовъ въ отдѣль- ности, способныхъ кристаллизоваться или перегоняться безъ измѣненія состава, доказано для многихъ соединеній. Для *) Евяаі де шёсапідпе сЬітідие Гопдее виг Іа іЬегтосЬітіе П, 161.
359 доказательства существованія игъ растворахъ гидратовъ, не бладающпхъ этими признаками, Бертело указываетъ на из- слѣдованія упругости пара, на теплотныя явленія, имѣющія мѣсто при актѣ растворенія, на измѣненіе теплоемкости и т. д. Въ особенности Бертело указываетъ на существо- ваніе гидратовъ, какъ объясняющихъ различное теченіе нѣ- которыхъ реакцій въ зависимости отъ образованія такихъ гидратовъ, напр. раствореніе сѣрнистой сурьмы при дѣй- ствіи дымящей хлористоводородной кислоты и осажденіе сѣрнистой сурьмы сѣроводородомъ въ присутствіи слабой соляной кислоты. Предшествующими воззрѣніями уже намѣчается путь раз- смотрѣнія растворовъ, какъ составленныхъ опредѣленными химическими соединеніями; какъ мы увидимъ, этотъ путь при-’ водитъ къ хорошимъ результатамъ. Образованіе гидратовъ въ растворахъ казалось окончательно должно было быть при- знано открытіемъ Гутри соединеній, названныхъ имъ кріо- гидратами. Д. Менделѣевъ первый сдѣлалъ наблюденіе, что растворъ поваренной соли въ 10,5 частицахъ воды сплошь кристаллизуется при—23°. Гутрй * *) независимо отъ Менде- лѣева, обобщилъ это наблюденіе, онъ принимаетъ, что каждая растворимая въ водѣ соль можетъ образовать ниже 0° кріо- гидратъ, заключающій опредѣленное количество воды, пред- ставляющій опредѣленную кристаллическую форму и постоян- ную точку плавленія. Такъ напр. КаВг4-8,1 Н20 плавится при—24°, 8г(ХО3)24- 33,5 Н2О при—6°, КС1О34-222 Н2О прп— О", 5. Къ сожалѣнію, дальнѣйшія изслѣдованія самого Гутри показали трудность получить кріогидратъ свободнымъ отъ льда или кристалловъ безводной соли. Болѣе позднія изслѣ- дованія Оффера 2) сдѣлали несомнѣннымъ, что кріогидраты не образуютъ опредѣленной формы кристалловъ, что теплота растворенія Кріогидратовъ равна с}ммѣ теплотъ растворенія соли и льда, что удѣльный вѣсъ ихъ равенъ среднему удѣль- ному вѣсу, вычисляемому изъ ихъ состава Всѣ эти данныя приводятъ къ выводу, что кріогидраты не представляютъ хи- мическихъ соединеній. Такъ какъ растворимость солей въ ЛаЬгеэЬ. 1874, 1875, 1876. *) ХѴіеп. Ак. Вег. 1880 г. 18, II, 1058.
360 водѣ въ большинствѣ случаевъ падаетъ съ пониженіемъ температуры, то для каждой солп долженъ существовать растворъ насыщенный при температурѣ остыванія его; изъ такого раствора соль и ледъ выдѣляются въ тѣхъ отнопр- ніяхъ, въ какихъ былъ растворъ, п температура будетъ оставаться постоянною. Для объясненія этихъ явленій, какъ видно, нѣтъ нужды прибѣгать къ допущенію, что кріо- гидраты суть химическія соединенія. Значительный шагъ впередъ въ познаніи растворовъ сдѣ- лали новѣйшія изслѣдованія Д. Менделѣева. Къ сожалѣнію, мы не можемъ пхъ привести въ должной мѣрѣ, такъ какъ изслѣдованіе Менделѣева еще печатается. Приходится огра- ничиться почти дословнымъ приведеніемъ небольшаго сооб- щенія, сдѣланнаго Менделѣевымъ на митингѣ Британской ассоціаціи въ Манчестерѣ *). «Растворы могутъ быть разсматриваемы какъ опредѣлен- ныя, атомическія соединенія, находящіяся при температурахъ выше температуры диссоціаціи ихъ. Какъ и простѣйшія хи- мическія соединенія, растворы могутъ образоваться или раз- лагаться прп обыкновенной температурѣ. Равновѣсіе между количествомъ опредѣленнаго соединенія и продуктами его диссоціаціи управляется законами, исходящими пзъ равен- ства объемовъ и соотношенія съ массой дѣйствующихъ ве- ществъ. По этой причинѣ, растворы должны быть сравни- ваемы при равныхъ объемахъ. Удѣльные вѣса и представ- ляютъ вѣса равныхъ объемовъ и находятся въ зависимости отъ количества образующихся дѣйствующихъ веществъ. По этой причинѣ выраженіе удѣльнаго вѣса к, какъ функціи процентнаго состава р, должно представлять параболу вто- раго порядка, х 8 = _Лт(р±а)(100—р+а) , которая можетъ быть также выражена уравненіемъ 8= С-}-Ар-[-Вр2, , Между двумя опредѣленными химическими соединеніями, находящимися въ растворѣ, мы должны ожидать, что диф- ’) «Гоигпаі оГ іііе СЬет. 8осіеі,у, ОсіоЬег 1887. Си. также ТіеііасЬгіСг Спг рІіувікаІіесЬе. СЬешіе, 1887, 273.
361 ференціальныи коэффиціентъ будетъ представлять пря- молинейную функцію отъ процентнаго состава р: ~ = А + 2ѣр (1р 1 Это слѣдствіе вполнѣ провѣрено на опытѣ для раство- ровъ сотни различныхъ солей, для растворовъ сѣрной кис- лоты, спирта, хлористаго водорода, амміака и подобныхъ веществъ. Вообще не встрѣчено ни одного исключенія пря- молинейности указанной функціи. При графическомъ изобра- женіи получаемъ рядъ прямыхъ линіи, представляющихъ разрывы. Этп разрывы, перемѣны направленія линій, отвѣча- ютъ тѣмъ опредѣленнымъ соединеніямъ, которыя находятся въ растворѣ. Такъ для раствора спирта въ водѣ этотъ прі- емъ указываетъ на существованіе слѣдующихъ соединеній въ растворѣ: С2Н6О-|- 12Н2О = 17,56% алкоголя С2НВО+ 2Н,0 — 46,90° 0 » ’ЗС2Н6О+ Н2О = 88,46% » Для сѣрной кислоты этимъ путемъ указываются соеди- ненія Н,8О4, Н28О4Д-Н2О, Н28О4+2Н2О, Н28О4-]-бН2О, и ближе не опредѣленный, наиболѣе водный гидратъ, отвѣча- ющій 3,5°/О ангидрида. Менделѣевъ заключаетъ свою статью слѣдующими словами: <я не считаю свои изслѣдованія за- конченными; онѣ представляютъ лишь нѣсколько шаговъ по дорогѣ къ уясненію теоріи растворовъ въ свѣтѣ ученія Даль- тона, прп помощи современныхъ взглядовъ относительно дис- соціаціи и динамическаго равновѣсія частицъ, которое я позволяю себѣ назвать «ассоціаціей». Познакомившись съ химическими воззрѣніями, касающи- мися растворовъ, для полноты освѣщенія нѣкоторыхъ сто- ронъ предмета, нужно познакомиться и съ тѣми воззрѣніями, которыя были приложены къ растворамъ исходя изъ новѣй- шихъ физическихъ ученій. Доссіосъ ’), обобщая положенія кинетической теоріи га- зовъ на жидкости и твердыя тѣла, опредѣляетъ первыя какъ аггрегатъ однородныхъ частицъ, живая сила которыхъ пре- *) ДаІігебЬегісІіі 4. СЬешіе, 1867, 92.
362 возмогая притяженіе двухъ сосѣднихъ частицъ, а потому обусловливая нѣкоторое движеніе частицы, недостаточна чтобы превозмочь общее притяженіе всѣхъ частицъ. Это же положеніе прилагается и къ растворамъ, хотя послѣдніе со- ставлены изъ разнородныхъ частицъ—раствореннаго вещества и растворителя. Раствореніе жидкостей въ жидкостяхъ, ихъ смѣшеніе, обусловливается тѣмъ обстоятельствомъ, что при- тяженіе разнородныхъ частицъ пересиливаетъ притяженіе однородныхъ частицъ. Противоположный случаи будетъ имѣть слѣдствіемъ нераствореніе жидкостей одна въ другой. Если притяженія однородныхъ и разнородныхъ частицъ двухъ жид- костей незначительно различаются, жидкости образуютъ два слоя. Въ этомъ случаѣ живая сила частицъ пріобщаясь къ притяженію разнородныхъ частицъ, заставляетъ частицы про- никать изъ одного слоя въ другой; при повтореніи процесса наступитъ состояніе равновѣсія, неполная растворимость, опредѣляемая тѣмъ, что въ единицу времени поступаетъ неизмѣняющееся число частицъ той и другой жидкости въ каждый изъ слоевъ. Въ твердыхъ тѣлахъ общее 'притяженіе частицъ превозмогаетъ живую силу отдѣльно взятой частицы, поэтому раствореніе во всѣхъ отношеніяхъ, смѣшеніе твер- даго тѣла съ жидкостью, не можетъ имѣть мѣста. Въ силу только что высказанныхъ положеній наступитъ неполное рас- твореніе, насыщеніе жидкости; температура, увеличивая жи- вую силу частичнаго движенія, способствуетъ растворенію твердыхъ тѣлъ. Для растворовъ газовъ — при послѣднихъ живая сила частицъ пересиливаетъ общее притяженіе час- тицъ — важнымъ факторомъ будетъ давленіе, облегчающее проникновеніе частицъ газа въ жидкость. Если же газъ хи- мически соединяется съ водою, то получаетъ значеніе и при- тяженіе частицъ жидкости къ частицамъ газа. Таковы общія положенія теоріи, которую Доссіосъ приложилъ и къ част- нымъ случаямъ, касающимся различныхъ видовъ растворенія. Въ теоріи Доссіоса, кромѣ живой силы поступательнаго движенія частицъ, примѣняются особаго рода притяженія, имѣющія мѣсто не только между однородными частицами, но и между частицами разнородными. Эти допущенія были необходимы для приложеніи къ жидкостямъ кинетической теоріи газовъ. Со времени появленія теоріи Доссіоса, опытъ
363 прказалъ на большую сумму аналогій между газами и рас- хрорами. Въ слѣдующей главѣ мы увидимъ, что положенія термодинамики, управляющія равновѣсіями между газообраз- ными веществами прп переходѣ ихъ въ жидкость и обратно, могутъ быть примѣнены и для выраженія равновѣсій, имѣю- щихъ мѣсто въ растворахъ. Вант-Гоффъ, на этихъ началахъ, даетъ общіе законы химическихъ равновѣсій для растворовъ; законы илп тождественные съ тѣми, которые имѣютъ мѣсто для газовъ, илп же слегка видоизмѣненные *). Сначала Вант-Гоффъ доказываетъ, что для слабыхъ рас- творовъ имѣютъ приложенія законы Боиля-Маріотта для со- отношенія объема • растворовъ съ давленіемъ, равно какъ законъ Гэ-Люссака для соотношенія объема растворовъ съ температурой. Термины объемъ, давленіе въ этомъ случаѣ должно понимать нѣсколько иначе чѣмъ для газовъ. Пфеф- феръ сдѣлалъ открытіе, что пористый глиняный сосудъ, въ стѣнкѣ котораго отложенъ осадокъ желѣзистосинеродистоп мѣди, остается проницаемымъ для воды, но непроницаемъ для многихъ растворенныхъ въ водѣ веществъ напр. для солей, для сахара и т. п. Если такой сосудъ съ «полупроницаемой» стѣнкой наполнить однопроцентнымъ растворомъ сахара и Поставить въ другой сосудъ наполненный водою, то послѣд- няя можетъ проникнуть чрезъ полупроницаемую стѣнку во внѣшній сосудъ, сахаръ же изъ внутренняго сосуда выидти но можетъ. Диффузіонный токъ воды чрезъ полупроницаемую стѣнку во внутренній сосудъ можетъ быть удержанъ въ рав- новѣсіи столбикомъ ртути, равнымъ 53,5 сантиметровъ для сахарнаго раствора указанной концентраціи. Сравнивая это давленіе, названное осмотическимъ давленіемъ, съ обыден- нымъ давленіемъ газа нельзя не видѣть въ описанномъ опытѣ аналогіи съ такимъ опытомъ, въ которомъ нѣкото- рый газъ удерживается въ цилиндрическомъ сосудѣ порш- немъ. Возвращаясь къ опыту Пфеффера, видимъ, что подъ давленіемъ ртутнаго столба вся система находится въ со- стояніи равновѣсія; если увеличить столбъ ртути, то часть Еіікіее де дупатпідие сЪітічие, 180. Полнѣе -изложенъ вопросъ въ статьѣ: Ьоів де ГёдиіІіЬге сЬітідие дапн Гёіаі дііиё, ^агеих ои дін- воив. Коп^І. Вѵепвка Ѵеіепзкарв-Акадетіепв Наидііп^аг В. 21, № 17. См. также Хеіів. Г, рііув. СЬешіе I, 481.
364 воды сахарнаго раствора выйдетъ изъ пористаго сосуда во внѣшній сосудъ и оставшійся въ пористомъ сосудѣ сахар-* ный растворъ, болѣе крѣпкій чѣмъ первоначально взятый, будетъ занимать меньшій объемъ; при уменьшеніи ртутнаго давленія вода изъ внѣшняго сосуда проникаетъ въ пори- стый сосудъ, увеличивая объемъ находящагося тамъ рас- твора. Пфефферъ нашелъ, что осмотическое давленіе возро- стаетъ приблизительно пропорціонально концентраціи сахар- наго раствора, соотвѣтственно тому, какъ при газахъ законъ Бойля-Маріотта выражаетъ пропорціональность между дав- леніемъ и плотностью газа. Опыты Пфеффера указываютъ и на приложеніе закона Гэ-Люссака, при описанномъ приспособленіи, къ слабымъ растворамъ. Дѣйствительно осмотическое давленіе возра- стаетъ приблизительно пропорціонально возростанію абсо- лютной температуры. Прибавимъ, впрочемъ, что согласіе пока весьма приблизительное, такъ какъ для коэффиціента расширенія раствора на одинъ градусъ получается величина ’/247 значительно разнящаяся отъ величины */2,3. Основное термодинамическое уравненіе приложенное къ газамъ РѴ=РТ (гдѣ Р давленіе, V объемъ, Т абсолютная температура, а Р нѣкоторый коэффиціентъ, одинаковый для всѣхъ газовъ взятыхъ въ частичныхъ количествахъ), не прилагается непо- средственно къ слабымъ растворамъ. Растворы, заключающіе количества веществъ, выражаемыя ихъ частичными вѣсами, не представляютъ (при прочихъ необходимыхъ условіяхъ) равенства осмотическихъ давленій; въ растворахъ Р' = іР, т. е. въ уравненіе нужно ввести еще нѣкоторый коэффи- ціентъ і, и основное уравненіе для растворовъ принимаетъ видъ: РѴ = гРТ При і = 1 это уравненіе дѣлается тождественнымъ съ та- ковымъ для газовъ. Для опредѣленія величины г, Вант-Гоффъ примѣняетъ четыре метода, которые указываемъ лишь кратко. і опредѣляется: 1) исходя изъ закона растворимости газовъ; 2) пзъ упругостей пара; 3) непосредственнымъ опредѣленіемъ
365 осмотическаго давленія; 1) по пониженію точкп плавленія раствора. Такимъ образомъ получаютъ для і достаточно со- гласныя между собою численныя значенія. Для различныхъ растворовъ величина і колеблется между 0,83 и 4,45. Въ другой статьѣ ’) Вант-Гоффъ показываетъ, что и за- конъ Авогадро прилагается къ слабымъ растворамъ. Онъ формулируетъ этотъ законъ слѣдующимъ образомъ: если при- нять, что объемъ газа и раствора, при нѣкоторой темпера- турѣ, заключаетъ одинаковое число частицъ, то давленіе, производимое газомъ, равно осмотическому давленію большей части тѣлъ въ какихъ бы то ни было растворителяхъ, при прочихъ равныхъ условіяхъ. Для раствора частичнаго вѣса вещества (въ граммахъ) въ 1 литрѣ растворителя осмоти- ческое давленіе = 22,4 атмосферы. Изложенную теорію Вант-Гоффъ примѣняетъ съ одной стороны къ вычисленію нѣкоторыхъ физическихъ константъ химическихъ соединеній, какова напр. скрытая теплота осты- ванія; съ другой стороны, изъ законовъ Бойля и Гэ-Люс- сака выводятся различные случаи химическихъ равновѣсій въ растворахъ. Эта теорія приводитъ насъ къ разсмотрѣнію вопросовъ' химической динамики, изложенію современнаго состоянія которыхъ посвящена слѣдующая глава этого со- чиненія. *) ІІпе ргоргіеіё ^ёпёгаіе йе шаііёге йіііиёе. Послѣдній изъ ука- занныхъ источниковъ стр. 42.
ГЛАВА XIX. Химическая кинетика. іченіе о химическомъ сродствѣ. Теорія химическаго сродства Бертолле, какъ мы указы- зывали ранѣе (стр. 106), не была въ полной мѣрѣ воспри- нята современниками его. Мысли, высказанныя въ «Опытѣ химической статики», стали основой для экспериментальныхъ работъ лишь нѣсколько десятковъ лѣтъ послѣ появленія этого труда. Таковы были напр. изслѣдованія Г. Розе надъ дѣйствіемъ растворовъ углекислыхъ солей щелочныхъ метал- ловъ на сѣрнобаріевую соль, пли изслѣдованія Малагуіти надъ взаимодѣйствіемъ растворимыхъ солей въ однородной средѣ. Послѣдній вопросъ пытался рѣшить и Глэдстонъ, при- мѣняя болѣе точные пріемы для опредѣленія степени обмѣна солей, чѣмъ Малагуттп. Въ 1862 и 1863 годахъ появилось изслѣдованіе Бертело и Пеанъ де С. Жиля надъ образовані- емъ и разложеніемъ сложныхъ эфпровъ, изслѣдованіе впер- вые давшее значительный точно опредѣленный количественно- опытный матеріалъ, на которомъ можно было бы строить какую-либо теорію. Приблизительно въ эти же годы сдѣлано С. Клеръ-Девиллемъ одно изъ важнѣйшихъ открытій но- ваго времени—открытіе явленій диссоціаціи. Всѣ приведен- ныя работы выставили на видъ характерный случаи хими- ческаго взаимодѣйствія, названный химическимъ равновѣсіемъ, при которомъ теченіе одной или нѣсколькихъ реакцій урав- новѣшивается другою или другими реакціями. Пониманію и изслѣдованію случаевъ химическаго равно- вѣсія значительно содѣйствовало приложеніе къ химіи поло- женій кинетической теоріи газовъ. Принятіе интрамолеку- лярныхъ движеній атомовъ въ частицахъ, впервые указанное Вилліамсономъ, дозволило Клаузіусу объяснить явленія элек- тролиза, а Пфаундлеръ вышеуказанное положеніе приложилъ
367 къ явленіямъ химическаго равновѣсія, къ объясненію дис- соціаціи химическихъ соединеній. Согласно закону Максвелля, не всѣ частицы газа нри данной температурѣ находятся въ тождественномъ состояніи и представляютъ равную скорость прямолинейнаго поступа- тельнаго движенія, но нѣкоторыя частицы газа представля- ютъ то# большія, то меньшія скорости противу средней ско- рости газовыхъ частицъ. Для измѣненія химическихъ частицъ подъ вліяніемъ возвышенія температуры, Пфаундлеръ вы- сказываетъ подобное же положеніе. Диссоціація начинается прп топ температурѣ, при которой небольшое число частицъ соединенія, обладавшихъ наибольшею скоростью интрамоле- кулярнаго движенія уже начинаетъ разлагаться; съ повыше- ніемъ температуры число такихъ могущихъ разложиться частицъ все возростаетъ п наконецъ, если температура все еще возростаетъ, наступитъ полное разложеніе. Если же температура, будучи выше температуры начала диссоціаціи, остается постоянной, то наступаетъ подвижное равновѣсіе, когда въ единицу времени разлагается такое число частицъ, какое вновь образуется пзъ продуктовъ распада соединенія. Положеніе, что химическія частицы не находятся въ тожде- ственныхъ состояніяхъ интрамолекулярнаго движенія, объ- ясняетъ, почему напр. возможно теченіе противоположныхъ реакцій при одной и той же температурѣ, слѣдствіемъ ко- торыхъ будетъ также наступленіе равновѣсія. Такъ какъ состояніе равновѣсія находится въ зависимости отъ числа частицъ, вступающихъ въ прямую и обратную реакцію, то очевидно, что оно зависитъ и отъ относительныхъ количествъ взаимодѣйствующихъ веществъ, такимъ образомъ дается объ- ясненіе вліянію химической массы вещества. Приложеніе этихъ общихъ положеній къ изслѣдованію теченія химическихъ реакцій сдѣлали впервые Гульдбергъ и Вааге *). Онп за исходную точку приняли гипотезу, сначала высказанную Бертело, что при взаимодѣйствіи двухъ тѣлъ дѣйствіе ихъ, въ каждый моментъ реакціи, пропорціонально дѣйствующему количеству каждаго изъ нихъ. Это положеніе ') С. биІйЬег^ еЬ Р ѴѴаа^е. Еіпйее виг Іев аНіпНёв сЬішіфіее. СІігівііаніа 1867
368 зовутъ закономъ дѣйствующихъ массъ. Интензивность вза- имодѣйствія опредѣляется произведеніемъ дѣйствующихъ ко- личествъ, напр. двухъ веществъ р и ([, на нѣкоторый ко- эффиціентъ й, находящійся въ зависимости отъ природы взаимодѣйствующихъ веществъ и условій, при которыхъ имѣетъ мѣсто это взаимодѣйствіе. По Гульдбергу и Вааге, произведеніе рцк измѣряетъ «силу» химическаго взаимодѣй- ствія. При обратныхъ реакціяхъ если рдк выражаетъ «силу» прямой реакціи, то р'д'к' будетъ, на основаніи сказаннаго, изображать «силу» обратной реакціи. Равновѣсіе наступитъ, когда эти «силы» уравновѣсятся и будутъ рдІС = р'д'к' Изслѣдованіемъ этого равенства мы займемся далѣе. Не- ясное представленіе о «силѣ» взаимодѣйствія можетъ быть за- мѣнено, какъ первый показалъ Вантъ-Гоффъ, точно опредѣлен нымъ понятіемъ «скорости реакціи». Измѣняя основное положе- ніе, данное выше, такимъ образомъ, что принимая, что скорость реакціи, въ каждый моментъ ея, пропорціональна дѣйствую- щимъ количествамъ взаимодѣйствующихъ веществъ выводимъ тоже равенство, какъ и данное Гульдбергомъ и Вааге. Ос- новы химической динамики были положены; въ разработкѣ этихъ основъ видное участіе приняли Вантъ-Гоффъ и Ост- вальдъ *). Подобно тому, какъ число частицъ вступающихъ во взаи- модѣйствіе и при немъ происходящихъ, опредѣляетъ харак- теръ химическаго взаимодѣйствія какъ реакціи соединенія, реакція разложенія или реакція обмѣннаго разложенія, точно также число частицъ, вступающихъ въ реакцію и происхо- дящихъ при ней, опредѣляетъ распредѣленіе скорости реакціи, управляетъ ея теченіемъ. Въ механикѣ скорость опредѣляется какъ отношеніе пройденнаго пути ко времени, въ теченіи котораго путь былъ пройденъ. Въ приложеніи къ химическимъ реакціямъ мы *) Эта глава составлена по слѣдующимъ источникамъ: О. Ьешоіпе, Еіпдев виг Іев ёдпіІіЬгев сінтідоев (Епсусіоредіе сЪітідие раг М. Ггёту, Т. I) 1882. Д. Н. ѵап’і НоЯ: ёіидев де дупатідие сЬітічие 1884. ѴѴ. Овіѵѵаід: аіі^ешеіпе Сііетіе, Вд. II, 1886.
369 опредѣляемъ скорость реакціи какъ отношеніе количества вещества, претерпѣвающаго нѣкоторое превращеніе, ко вре- мени, въ теченіи котораго это превращеніе совершилось. Скорость есть первая производная отъ функціи, Пред- ставляющей количество превращенія х вещества во время і. Какъ мы уже говорили, для всѣхъ нынѣ изученныхъ видовъ химическихъ превращеній оказалось справедливымъ поло- женіе Бертело (указанное и ранѣе Вильгельми, но незамѣ- ченное), что, прп неизмѣняющихся условіяхъ опыта, коли- чество веществъ превращающихся въ элементъ времени во все время реакціи пропорціонально остающемуся количеству его, способному вступить въ реакцію. Приложеніе этого пра- вила или закона дѣйствующихъ массъ къ изученію различу ныхъ реакцій сдѣлано въ слѣдующихъ строкахъ. Реакціи перваго порядка (по Оствальду) или одночастичныя превращенія (по Вантъ-Гоффу) будутъ та- кими, при которыхъ превращенію подлежитъ одно вещество, распадаясь на нѣсколько другихъ. Пусть А будетъ количе- ство вещества подвергающееся распаденію, х количество распавшагося вещества во время і, то соотвѣтственно вы- шеприведенному правилу: ^=(Л^ Въ уравненіи встрѣчаемъ к, нѣкоторую постоянную, кон- станту скорости, которая обусловливается химической при- родой реагирующихъ веществъ и условіями опыта. Быть можетъ излишне прибавлять, что не будь этой постоянной въ дифференціальномъ уравненіи скорости, это послѣднее требовало бы, чтобы всѣ вещества подвергались превращенію со скоростью, которая въ этомъ случаѣ зависѣла бы только отъ массы. По этой причинѣ, константа скорости является величиною, характеризующею химическія превращенія. Инте- грируя уравненіе скорости, при условіи, что количество пре- вращеннаго вещества - = 0 при і — 0, получаемъ Іод. —--—кі & А—х Это равенство позволяетъ опредѣлить изъ найденнаго коли- чества превращеннаго вещества х, константу скорости для 24
370 всякаго времени і и прослѣдить, происходить ли распаденіе правильно, согласно этому закону, названному логариѳмиче- скимъ закономъ. Для примѣра реакціи, скорость которой вы- ражается логариѳмическимъ закономъ, приведемъ изслѣдова- ніе Вантъ-Гоффа надъ распаденіемъ двубромоянтарной кис- лоты на бромистый водородъ и бромомалеиновую кислоту, при нагрѣваніи воднаго раствора ея до 100°, по равенству: СДІ4Вг2О4 = ІІВг + С ДІ3ВгО4 Первый столбецъ таблицы даетъ времена въ минутахъ, вто- рой количество распаденія, третіи константу, вычисляемую изъ каждаго! опыта. і X к 10' 1,34 0,0132 30 3,09 0,0135 00 4,31 0,0135 90 4,82 0,0138 По принятому въ таблицѣ обозначенію для ж, все количе- ство вещества, подлежащее распаденію, =5,11. Опытъ стало быть доведенъ до распаденія почти 95*7О вещества и распа- деніе протекаетъ, слѣдуя логариѳмическому закону, такъ какъ константа скорости представляетъ малыя уклоненія, завися- щія отъ неудовлетворенія требованія полнаго тождества ус- ловій опыта. Согласно логариѳмическому закону протекаютъ не только реакціи распаденія (напр. инверсія тростниковаго сахара въ присутствіи слабыхъ водныхъ кислотъ), но и такія болѣе сложныя превращенія нѣсколькихъ веществъ, при кото- рыхъ разслѣдуется измѣненіе только одного изъ нихъ. Къ послѣднему случаю принадлежитъ распаденіе уксуснаго эфира на уксусную кислоту и спиртъ подъ вліяніемъ слабыхъ вод- ныхъ кислотъ. Эта реакція идетъ по логариѳмическому за- кону, а не по тѣмъ правиламъ, которыя будутъ выведены для обмѣнныхъ разложеніи. Это послѣднее обстоятельство и заставило Оствальда предпочесть названію Вантъ-Гоффа одно- частичныхъ превращеній, терминъ реакціи перваго порядка. До сихъ поръ, мы имѣли въ виду, что .при превраще- ніи однородность системы не нарушается; но и при распа- деніи въ неоднородной системѣ, напр. при распаденіи твер- даго тѣла на жидкія или газообразныя, логарифмическій
371 законъ прилагается, если соблюдены слѣдующія условія. Дѣй- ствующее количество твердаго тѣла опредѣляется не всѣмъ его количествомъ, присутствующемъ при взаимодѣйствіи, но оно пропорціонально поверхности его, на которой и про- исходитъ взаимодѣйствіе. Вводя въ дифференціальное урав- неніе скорости поверхность «>, имѣемъ ‘ І = М — Прп интегрированіи, соблюдая условія вышеуказанныя, получаемъ 109 = кігѵ При неизмѣняющемся дѣйствующемъ количествѣ твердаго вещества при его распаденіи также прилагается логарпфми- ческій законъ. Химическія превращенія втораго порядка, это та- кія превращенія, при которыхъ измѣненію подвергаются два вещества. Обозначимъ вещества буквами А и В, сохраняя затѣмъ прежнія обозначенія и прилагая правило прЛюрціо- нальности скорости превращенія и дѣйствующихъ массъ каж- даго вещества — функція, выражающая скорость реакціи, опредѣляется произведеніемъ дѣйствующихъ массъ и кон- стантой к. ^- = (А-х)(В-х)к Если оба вещества взаимодѣйствуютъ въ частичныхъ ко- личествахъ, то А = В, и уравненіе принимаетъ видъ ^ = (А-х)Ч Интегрируя прп условіи, что х — 0, при і = 0 имѣемъ --- = Аік А—х Примѣровъ взаимодѣйствія, слѣдующихъ этому правилу, можно привести довольно много. Приведу изъ своихъ изслѣ- дованій случай взаимодѣйствія уксуснаго ангидрида на ме- тиловый спиртъ въ частичныхъ количествахъ при 100° въ бензольномъ растворѣ (15 объемовъ), по равенству: СН.О + (СаНаО)2О = С2Н3(СНя)02 + С2Н402
372 Въ таблицѣ, і представляетъ минуты, х проценты спирта (илп ангидрида), перешедшаго въ уксуснометильнып эфиръ: і X Ак 10' 49,6 0,105 20 65,0 0,102 30 73,2 0,103 40 78,1 0,104 60 83.7 0,106 Константа н здѣсь колеблется лишь въ предѣлахъ по- грѣшностей опыта. Считаемъ приведенныхъ примѣровъ достаточными, чтобы указать, какъ ведется изученіе теченія реакцій перваго п втораго порядковъ. Основная гипотеза, законъ дѣйствующихъ массъ, оказывается также примѣнимой для реакцій еще болѣе высокихъ порядковъ, равно какъ и въ томъ случаѣ, когда взаимодѣйствіе происходитъ между не одинаковымъ числомъ частицъ веществъ. Химическія равновѣсія. Обсуждая вышеуказанные случаи теченія химическихъ реакцій, мы принимали, что хи- мическое превращеніе протекаетъ безъ всякихъ побочныхъ реакцій и привели тому примѣры. Нерѣдко однако при взаи- модѣйствіи нѣкоторыхъ веществъ одновременно протекаютъ нѣсколько реакцій. Каковы-бы, по величинѣ превращенія, , ни были эти побочныя реакціи, мы принимаемъ, что теченіе каждой изъ нихъ происходитъ независимо отъ другихъ. Прин- ципъ сосуществованія Химическихъ превращеній можно формулировать въ уравненіи скорости, какъ сумму всѣхъ частныхъ превращеній, имѣющихъ мѣсто ^ = ^к(А±хПВ±х)............ Лучшее доказательство вѣрности этой аксіомы даютъ тѣ химическія превращенія, которыя мы зовемъ Обратными ре- акціями, при которыхъ, продукты, при реакціи образующіеся, могутъ вновь образовать первоначальныя вещества. Общая скорость реакціи представляетъ въ началѣ разность скоростей обѣихъ противоположныхъ реакцій, затѣмъ наступитъ равен- ство скоростей и будетъ имѣть мѣсто химическое равновѣсіе. Общее всѣмъ химическимъ равновѣсіямъ условіе это будетъ
373 равенство скоростей противоположныхъ реакцій, когда общая скорость реакціи сдѣлалась равною нуліх *** = О ат Химическія равновѣсія представляютъ нѣсколько поряд- ковъ, опредѣляемыхъ числомъ веществъ, обусловливающихъ это явленіе; равновѣсія могутъ имѣть мѣсто какъ въ одно- родныхъ, такъ и въ неоднородныхъ системахъ. Равновѣсіе перваго порядка имѣетъ мѣсто, когда вещество при реакціи даетъ другое вещество, способное при обратной реакціи перейти вновь въ исходное вещество. На- зовемъ это вещество р, а то, которое изъ него образуется, пусть будетъ р'. Отдѣльно взятыя, и прямая реакція и об- ратная, протекаютъ такъ, что къ нимъ прилагаются правила разсмотрѣнныя на предшествующихъ страницахъ, а потому къ обратнымъ реакціямъ прилагаются уравненія скорости, выведенвыя выше. Употребляя прежнее обозначеніе, имѣемъ 5- = какъ уравненіе скорости прямой реакціи. Слѣдующее будетъ уравненіе скорости обратной реакціи Такъ какъ х = — х1, а йя = — йя;', то уравненію ско- рости обратной реакціи можно придать видъ ~=~(р' + х)к' Общая скорость реакціи будетъ представлять сумму скоростей = (р — х)Ъ — (р'+х)Ъ' Такъ какъ при равновѣсіи скорости противоположныхъ реакцій равны, то (р — х)1с = (р'-]-х)7с’ к р' -|- х V р— х И такъ при равновѣсіяхъ перваго порядка количества веществъ, обусловливающія химическое равновѣіе отно-
374 сятся какъ константы скоростей этихъ реакцій. Прп опыт- ныхъ изслѣдованіяхъ этого рода можно опредѣлить, стало- быть, только отношеніе константъ скорости, но не сами константы противоположныхъ реакцій. Это отношеніе можно назвать константой равновѣсія (Вант-Гоффъ). Химическія равновѣсія перваго порядка нынѣ извѣстныя, въ большинствѣ случаевъ, йротекаютъ въ неоднородной средѣ, чему тотчасъ приведемъ примѣры. Неоднородность среды, на- примѣръ присутствіе твердаго тѣла, собственно говоря, упро- щаетъ ходъ явленія, при условіи, что дѣйствующая масса твердаго тѣла остается постоянною. Возьмемъ для примѣра превращеніе ціановой кпслоты въ ціануровую и обратно: не смотря на взятое количество твердой ціануровой кислоты, каждой температурѣ отвѣчаетъ превращеніе въ ціановую кислоту лишь опредѣленнаго количества ціануровой кпслоты, измѣряемое нѣкоторымъ постояннымъ давленіемъ пара ціа- новой кислоты, давленіемъ превращенія. Каждой темпера- турѣ отвѣчаетъ опредѣленное давленіе превращенія. Къ равновѣсіямъ перваго порядка принадлежатъ многіе случаи диссоціаціи. Диссоціація представляетъ случай химическаго равновѣ- сія, обусловливаемый тѣмъ, что при данной температурѣ разла- гается отчасти соединеніе, способное вновь образоваться пзъ происшедшихъ продуктовъ распаденія. Диссоціація соедине- нія всегда сопровождается измѣненіемъ числа взаимодѣй- ствующихъ частпцъ, сопровождается измѣненіемъ объемовъ, если пмѣются или образуются газообразныя вещества, и въ этомъ случаѣ находится въ зависимости отъ давленія. Разсмотримъ диссоціацію твердаго тѣла, напр. утлекальціе- вой солп на окись кальція и углекислоту, при нѣкоторой температурѣ въ замкнутомъ пространствѣ. Обозначивъ чрезъ « дѣйствующее количество углекальціевой солп, м, дѣйствую- щее количество окиси кальція, а чрезъ м2 дѣйствующее коли- чество углекислаго газа, обусловливающія разновѣсіе при нѣкоторой температурѣ, имѣемъ Ам = Л1м1и2 Такое равновѣсіе, согласно вышесказанному, можетъ пмѣт мѣсто, если дѣйствующее количество твердаго тѣла по-
375 стоянно: если, стало быть, въ данномъ уравненіи и и и, постоянны, а тогда, для удовлетворенія равенства, и м, должно быть постоянно. Теорія, значитъ, указываетъ, что, не смотря на общее количество углекальціевой соли, каждой температурѣ должна отвѣчать опредѣленная неизмѣняющаяся упругость диссоціаціи. Опытъ вполнѣ это подтверждаетъ. Со- вершенно также протекаетъ диссоціація солей съ кристал- лизаціонною водою пли соединеній хлористыхъ металловъ съ амміакомъ. При диссоціаціи въ такихъ неоднородныхъ систе- махъ, постоянство упругости продуктовъ диссоціаціи и затѣмъ ея измѣненіе позволяютъ уловить существованіе химическихъ . соединеній, инымъ путемъ не открываемыхъ. Такъ наприм. ВаС12 2Н2О имѣетъ опредѣленную упругость диссоціаціи: при потерѣ воды нагрѣваніемъ оказывается образуется сна- чала соединеніе ВаС12 + Н,О, которое также имѣетъ свою опредѣленную упругость диссоціаціи, отличную отъ упру- гости двуводной соли. Всѣ разсмотрѣнные случаи, прп ко- торыхъ образуется изъ твердаго тѣла лишь одно газообраз- ное тѣло, можно назвать диссоціаціей перваго рода. Диссоціаціей втораго рода можно назвать диссоціацію твер- даго тѣла съ образованіемъ двухъ объемовъ газообразныхъ веществъ.'Уравненіе равновѣсія въ этомъ случаѣ будетъ Ііи = Отдѣляя постоянныя величины отъ перемѣнныхъ, имѣемъ Это уравненіе указываетъ, что при постоянной темпера- турѣ произведеніе дѣйствующихъ массъ газообразныхъ про- дуктовъ постоянно и не зависитъ отъ взятаго количества твердаго тѣла. Выводъ этотъ подтверждается напр. изслѣ- дованіемъ диссоціаціи сѣрнистаго аммонія (Изамберъ): (ХН4)Н8 = КНа + Н28 Превосходно изслѣдованъ Науманномъ и Горстманомъ слу- чай диссоціаціи третьяго рода, диссоціаціи твердаго тѣла съ образованіемъ трехъ объемовъ одного пли различныхъ га- зовъ, а именно диссоціація карбампновоамміачной соли: С0(КН2)(ХН40) = СО2 4- 2МІ3
376 Общее уравненіе равновѣсія для диссоціаціи третьяго рода будетъ ки — к1иіияия Въ нашемъ случаѣ, такъ какъ образуются два объема одного и того же газа, то «2 = «3, а потому имѣемъ ки = и, отдѣляя постоянныя величины отъ перемѣнныхъ, получаемъ уравненіе ки .. = МіМ* которое указываетъ, что упругость диссоціаціи не зависитъ отъ количества твердаго тѣла. Послѣднее вліяетъ только на скорость, съ которою достигается упругость диссоціаціи при данной температурѣ. Теорія указываетъ далѣе, что при по- стоянной температурѣ, если одно изъ образующихся газо- образныхъ веществъ взято въ избыткѣ, то при неизмѣняю- щейся упругости диссоціаціи въ общемъ давленіи, парціаль- ное давленіе диссоціирующаго продукта будетъ менѣе. Это значитъ, что въ присутствіи одного изъ продуктовъ раз- ложенія диссоціаціи подпадаетъ меньшее количество твер- даго вещества. Всѣ эти теоретическіе выводы подтверждены изученіемъ диссоціаціи карбаминовоамміачной соли. Большая часть нынѣ изслѣдованныхъ случаевъ диссоціа- ціи имѣютъ мѣсто въ неоднородныхъ системахъ; къ систе- мамъ однороднымъ теорія также приложима. Представимъ диссоціацію газообразнаго вещества на газообразные же про- дукты. Прилагая вышеприведенныя уравненія равновѣсія и отдѣляя постоянныя величины отъ перемѣнныхъ, имѣемъ к' и к и,и2 Теорія для диссоціаціи вещества, дающаго два различ- ныхъ газообразныхъ продукта диссоціаціи, какова наприм. диссоціація іодоводорода, выражается уравненіемъ к’ и к «я Это же уравненіе вполнѣ пригодно и для выраженія хода диссоціаціи газообразнаго вещества съ образованіемъ двухъ
377 объемовт одного и того же газа, что напр. имѣетъ мѣсто при диссоціаціи азотноватаго ангидрида. Выводы изъ этихъ уравненій тѣ же, какъ и сдѣланные выше. Мы разсмотрѣли явленія диссоціаціи какъ представляю- щія химическія равновѣсія перваго порядка и теперь обра- щаемся къ изслѣдованію дальнѣйшихъ порядковъ этихъ равновѣсій. Химическое равновѣсіе втораго порядка имѣетъ мѣсто, когда два вещества даютъ при обмѣнномъ разложе- ніи два новыхъ вещества, способныхъ при новомъ обмѣн- номъ разложеніи дать первоначальныя вещества. Теорію этихъ равновѣсій мы также выведемъ изъ нашей основной гипотезы, закона дѣйствующихъ массъ. Пусть р и о обозначаютъ дѣйствующія количества двухъ веществъ. Уравненіе скорости ихъ взаимодѣйствія будетъ (?-) = ~ Продуктами этого взаимодѣйствія будутъ ф' и д', а уравненіе скорости ихъ взаимодѣйствія, т. е. обратной реакціи, будетъ •' (19 = {р,-^-хг}к< Такъ какъ х = — ж’, а йж = — йж’, то, суммируя скорость обѣихъ противоположныхъ реакцій, получаемъ общую (раз- ностную) скорость, выражаемую слѣдующимъ уравненіемъ: = (Р — «)(« —ж)й — (р’ + ж)(з' -|- х)к> Пусть въ состояніи равновѣсія ж будетъ имѣть нѣкоторое значеніе ?. Состояніе равновѣсія обусловливается равен- ствомъ скоростей противоположныхъ реакцій (р - = (р' + № + № Представимъ, что въ началѣ реакціи р = д = 1, а р’ = д'—О то послѣднее уравненіе обращается въ слѣдующее: (7 — = ?к'
378 Опытъ даетъ намъ членъ 2 , который можно назвать коэфиціентомъ распредѣленія, такъ какъ 1 — представ- ляетъ количество неизмѣнпвшихся веществъ, а ! получен- ныя количества новыхъ веществъ. При химическихъ равно- вѣсіяхъ втораго порядка опытъ можетъ дать константу ра- вновѣсія, т. е. отношеніе между константами скоростей к двухъ противоположныхъ реакцій, которое оказывается равнымъ квадрату коэфиціента распредѣленія. Приложимъ эту теорію, какъ то' сдѣлалъ впервые Вант- Гоффъ къ опытамъ Бертело и Пеанъ де-С. Жиля надъ обра- зованіемъ сложныхъ эфировъ дѣйствіемъ кислотъ на спирты. При дѣйствіи частичныхъ количествъ уксусной кпелоты и спирта С2Н4О3 + С2НеО = Н20 + С2Н3(С2Н,)О2, равновѣсіе наступаетъ, когда 2/3 спирта и кислоты образовали сложный эфпръ. Это значеніе ; опредѣляетъ, что отношеніе между константами скоростей обѣихъ противоположныхъ к реакцій = 4. Зная это отношеніе, уравненіе дозволитъ намъ вычислить а, для всякихъ отношеній между спиртомъ и кисло- той. Пусть количество кислоты будетъ 1, а количество спирта р, то вводя въ уравненіе для отношенія скоростей 4, имѣемъ = 4(р-$Х1 - Е) 2 ________ ? = у (1 +р — Ѵр1— р + 1) Опыты Бертело позволяютъ провѣрить этотъ Теоретическій выводъ. Приводимъ въ слѣдующей таблицѣ два ряда опы- товъ; въ таблицѣ теоретическая | сравнивается съ опыт- ными ? (количество кислоты постоянно, варіируетъ коли- чество спирта) и Е" (количество спирта постоянно, варіи- руетъ количество кислоты); р представляетъ число частицъ спирта или кислоты. р 5 Г избытокъ избытокъ спирта. кислоты. 0,50 0,423 0,414 0,429 1,0 0,667 0,673 0,666 1,5 0,785 0,816 0,769 2,0 0,845 0,870 0,840 3,0 0,902 0,900 0,880
379 Теорія требуетъ одинаковости т. е. одинаковаго дѣй- ствія избытка спирта или кпелоты, но опытъ показываетъ, что хотя и I" получаются близкіе къ теоретическому, но что въ жидкихъ системахъ, вліяніе избытка спирта нѣсколько иное, чѣмъ вліяніе избытка кислоты. Только въ томъ случаѣ, если системы превратимъ въ парообразное состояніе, какъ показали опыты Шваба, наступаетъ и на опытѣ равенство коэффиціентовъ распредѣленія какъ при избыткѣ спирта, такъ и при избыткѣ кислоты *). При вышеописанныхъ опытахъ опредѣленіе распредѣленія происходило, примѣняя методы количественнаго анализа. При изслѣдованіи дѣйствія кислотъ на растворимыя среднія соли, для опредѣленія распредѣленія основанія между двумя кисло- тами, Томсенъ .употреблялъ калориметрическій, а Оствальдъ способъ измѣренія объемовъ. Оба способа примѣнимы лишь къ весьма слабымъ воднымъ растворамъ. Способы дали оди- наковые результаты и съ выводами этихъ изслѣдованій мы познакомимся далѣе. Химическія равновѣсія втораго порядка въ неоднородной средѣ даютъ три случая, смотря по числу вступающихъ въ реакцію илп происходящихъ твердыхъ тѣлъ. Соблюдая усло- вія постоянства дѣйствующей массы для послѣднихъ, урав- ненія дѣлаются столь же простыми, какъ вышеприведенныя. *) Воцдожно, что вообще въ жидкихъ системахъ не будетъ полваго равенства въ дѣйствіи химической массы дѣйствующихъ веществъ, какъ того требуетъ теорія. Кромѣ вышеприведеннаго примѣра могу привести изъ своихъ изслѣдованій дѣйствіе избытка анилина и уксусвой кислоты при образованіи ацетанилида (при 155°), по равенству С,Н,.Н2К + С9Н,О9 = С6Н8.(С9Н3О)НК + Н9О р 5 5’ избытокъ анвлина. избытокъ кислоты. 1 0,797 0,797 0,797 2 0,950 0,917 0,969 3 0,973 0,946 — 4 0,983 0,962 0,998 8 0,993 0,972 — Какъ видво распредѣлевіе при избыткѣ уксусной кислоты 5" иное, чѣмъ распредѣленіе при избыткѣ анилина Теоретическія величины дли рас- предѣленія і лежатъ между вайденнымп. Опытъ съ этиии веществами въ парообразномъ состояніи невозможенъ.
380 Обозначивъ чрезъ Л дѣйствующую массу твердаго вещества, которая остается постоянною, уравненіе для отношенія кон- стантъ скорости будетъ >=(гУ Это уравненіе примѣнено было Оствальдомъ при изслѣдо- ваніи дѣйствія слабой хлористоводородной кислоты на ща- велевоизвестковую соль, причемъ въ равновѣсіи участвуютъ 4 вещества, два вышеприведенныя, щавелевая кислота и хлористый кальцій. Къ этому же виду химическихъ равно- вѣсій относится случай осажденія нерастворимыхъ соедине- ній изъ растворимыхъ, изслѣдованія Гульдберга и Вааге надъ дѣйствіемъ углекислыхъ солей щелочныхъ металловъ на сѣр- нобаріевую соль и т. д. Изъ вышесдѣланнаго обсужденія усло- вій этихъ взаимодѣйствій вытекаетъ необходимость изслѣдо- вать во всѣхъ этихъ случаяхъ распредѣленіе, имѣющее мѣсто въ растворѣ, а не въ осадкахъ. Полагаемъ достаточнымъ, для цѣлей преслѣдуемыхъ въ этомъ сочиненіи, разсмотрѣнныхъ случаевъ химическихъ рав- новѣсій, которыя, понятно, могутъ быть еще высшихъ по- рядковъ. Познакомившись съ тѣми правильностями, которыя ха- рактеризуютъ теченіе различныхъ химическихъ превращеній, сдѣлаемъ попытку разсмотрѣнія ихъ съ точки зрѣнія силы, силы химическаго сродства, производящей эти превра- щенія. Не зная сущности этой силы, мы какъ и при дру- гихъ силахъ, имѣемъ пріемы для ея измѣренія. Для этой цѣли мы можемъ примѣнить два метода: динамическій ме- тодъ и статическій. У При динамической методѣ мы судимъ объ интенсивности химическаго процесса по скорости, съ которою онъ проте- каетъ. Какъ было уже указано, константа скорости пред- ставляетъ характерный опредѣлитель химическаго процесса. Реакціи употребляемыя для этой цѣли, какъ мы уже видѣли, весьма разнообразны. Сопоставленіе константъ для многихъ соединеЬій мы дадимъ тотчасъ же, ознакомившись со стати- ческимъ методомъ опредѣленія интенсивности химическаго процесса. При этомъ методѣ, примѣняя химическія равно-
381 вѣсія, мы уравновѣшиваемъ, стало быть измѣряемъ, одинъ химическій процессъ другимъ. Статическая метода пока, глав- нымъ образомъ, примѣнена къ изслѣдованію сродства кис- лотъ, а потому, для ясности, необходимо на этомъ вопросѣ нѣсколько остановиться. При статической методѣ, изъ най- деннаго на опытѣ распредѣленія химическихъ соединеній, мы узнаемъ отношеніе константъ скорости противополож- ныхъ реакціи или константу равновѣсія. Она представляетъ квадратный корень изъ отношенія константъ скоростей про- к' тивоположныхъ реакціи К 1 -? 5 к' к Въ примѣненіи къ кислотамъ, Томсенъ зоветъ к' к «жадностью* кислотъ, а Оствальдъ ихъ «относитель- нымъ сродствомъ». Мы выше упоминали о методахъ, при помощи которыхъ названные наблюдатели опредѣлили, процентъ распредѣленія веществъ. Хотя въ опредѣленіи рас- предѣленія и могутъ быть погрѣшности, но, какъ мы уви- димъ, для кислотъ числа, получаемыя статическимъ методомъ, провѣряются и оправдываются динамическими методами. ' Кислоты. Данныя собранныя относительно кислотъ со- общены въ слѣдующей таблицѣ. Примѣнены пять различ- ныхъ способовъ, изъ нихъ первые три представляютъ при- мѣненіе динамическаго метода, а послѣдніе два — стати- ческаго метода. Первый столбецъ представляетъ константы скоростей разложенія метилоуксуснаго эфира различными кислотами въ слабомъ водномъ растворѣ — эта метода счи- тается наиболѣе точною; И столбецъ представляетъ кон- станты скорости инверсіи сахара различными кислотами; ІИ столбецъ даетъ электропроводность кислотъ; IV столбецъ даетъ жадность кислотъ по Томсену; V столбецъ даетъ от- носительныя сродства кислотъ. Кромѣ четвертаго, всѣ спо- собы примѣнены Оствальдомъ. Во всѣхъ столбцахъ данныя отнесены къ даннымъ для хлористоводородной кислоты=100. Кислоты: I. II. III. IV. V. Хлористоводородная . 100 100 100 100 100 Бромистоводородная . 98 101 101 . 89 96,0
382 Кислоты: I. II. ІИ. IV. V. Азотнан .... 92 100 99,6 100 102 Сѣрная ..... 73,9 73,2 65,1 49 68,1 Трихлороуксусная. . 68,2 75,4 62,3 36 59,2 Хлороуксуснан. . 4,3 4,8 4,9 9 71,1 Щавелевая .... 17,6 18,6 19,7 24 — Муравьиная .... ,1,3 1,5 ‘ 1,7 — — Уксусная 0,3 ' 0,4 1,4 3 4,0 Малоновая .... 2,9 3,1 3,1 — 1,2 Фосаорная .... — 6,2 7,3 25 — Какъ видно, во всѣхъ столбцахъ КИСЛОТЫ сохраняютъ одинаковый порядокъ, во многихъ случаяхъ представляя значительную близость цифръ. Хотя методы по существу различны, а способы опредѣленій весьма разнообразны, тѣмъ не менѣе результаты получаются и теперь согласные. Ока- зывается. что при многихъ реакціяхъ интенсивность того или другого химическаго процесса можетъ быть выражена при- веденными цифрами, если процессъ обусловливается дѣй- ствіемъ кислотъ. Прибавимъ, что и при раствореніи въ кис- лотахъ щавелевокальціевой соли сказались тѣ же отношенія. Для основаній собрано весьма мало данныхъ. Имѣемъ только опредѣленіе константъ скорости разложенія уксусно- метиловаго эфира различными основаніями, при темпера- турѣ 9°, 4, въ слабомъ водномъ растворѣ. Эти опыты Рей- хера * *), были повторены Оствальдомъ и провѣрены опредѣ- леніемъ электропроводности основаній. Относимъ величины константъ къ константѣ ПаНО = 100. КаНО 100 КНО 99,2 СаО 99,1 8гО 95,5 Ва0 92,9 КН3 0,48 ’ Желательно имѣть для основаній большее число данныхъ такъ какъ приведенныя, очевидно находятся въ сильной за- висимости отъ условій опыта. Для спиртовъ опредѣлены 2) константы скоростей образованія уксусныхъ эфировъ, при взаимодѣйствіи уксус- *) КеісЬег. Апп. СЬет. РЬагт. 228, 257. *) Въ одномъ изъ ближайшихъ выпусковъ Журнала Р. Ф. Химическаго Общества ва 1887 годъ появится подробное описаніе этихъ опредѣленій.
383 наго ангидрида на спирты въ бензольномъ растворѣ (15 объе- мовъ) при 100°. Въ таблицѣ даются константы скорости отне- сенныя къ константѣ метиловаго спирта=100. Первичные спирты. СН,0 Метиловый спиртъ..................... 100 С,Н6О Этиловый • .......47,9 С3Н80 Пропиловый » .......45,6 С4Н,0О Изобутиловый ,»...................38,1 С7Н16О Норм. гептиловый спиртъ...........37,3 С8Н,8О Норм. октиловый * .... . 35,8 С14Нзь0 Нори. тетрадецнловый спиртъ* ... 27,6 С^Н^О Нори. гекса дециловый » .... 25,5 С,8Н380 Норм. октодециловый ... . 23,2 С30Н,.,О Мирициловый спиртъ...............16,5 Непредѣльные первичные спврты. С3Н60 Аллиловый спиртъ . . •............27,2 С4Н8О Изобутенолъ.......................25,3 С.,Н8О Бензиловый спиртъ . . 26.6 Вторичные спи р'ты. С3Н80 Днкетилкарбинолъ ................14,1 С4Н1с0 Метилетвлкарбинолъ . 11,6 Третичные спирты. С4Н,с0 Триметилкарбинолъ................ 0,8 Обсужденіе приведенныхъ константъ скорости образо- ванія уксусныхъ эфпровъ различныхъ спиртовъ не можетъ быть дано здѣсь, а сдѣлано мною въ указанной статьѣ. Рей- херъ для немногихъ эфпровъ различныхъ спиртовъ опредѣ- лилъ, какъ мы указывали, константы скорости разложенія ихъ щелочами; получается для изслѣдованныхъ спиртовъ тотъ же порядокъ, что и выше, но у Рейхера константы разложенія эѳировъ нѣсколько болѣе чѣмъ константы пхъ образованія. Подтвердятся-ли и на другихъ реакціяхъ спир- товъ правильности замѣченныя при образованіи уксусныхъ эфировъ, предстоитъ рѣшить новыми опытами. Таковы тѣ немногія, нынѣ собранныя данныя, касающіяся вопроса объ относительномъ сродствѣ химическихъ соеди- неній. Обратимся теперь къ разсмотрѣнію условій, въ силу которыхъ варіируютъ константы скорости реакцій. Условія нормальнаго теченія реакціи и пертурбаціи его. Вышеприведенные законы теченіи
384 химическихъ реакцій выведены для нормально-протекаю- щихъ реакціи. Остановимся на разборѣ теченія такихъ реакцій. Условія реакціи могутъ быть частію химическія, частью фи- зическія. Химическимъ условіямъ для нормальнаго теченія удовлетворить сравнительно просто, такъ какъ они происте- каютъ лишь отъ двухъ причинъ: требованія неизмѣняющихся относительныхъ количествъ дѣйствующихъ веществъ и от- сутствія побочныхъ реакцій. Для удовлетворенія первому требованію, реакцію ведутъ, употребляя частичныя количе- ства веществъ; второму требованію удовлетворяютъ, ведя реакцію въ такихъ условіяхъ, когда побочныя реакціи отсут- ствуютъ или доведены до минимума. Физическія требованія для правильнаго теченія реакціи многообразны и имъ удовлетворить труднѣе; начнемъ съ раз- смотрѣнія вліяйія температуры. Описываемые опыты ведутся въ баняхъ, дающихъ постоянную температуру, такъ какъ вліяніе температуры на измѣненіе константы скорости огромно. Произведенные нынѣ весьма немногіе опыты—раз- ложеніе уксусйо-этиловаго эфира изслѣдованное Вардеромъ *) и Рейхеромъ 2)—подтверждаютъ указанное Вантъ-Гоффомъ ®) соотношеніе между константой скорости и температурой <йоел ___ л ,, ат — р -г ................ Въ этомъ равенствѣ Т представляетъ абсолютную темпе- ратуры, а А и В опытныя константы. Впрочемъ въ изслѣдо- ваніи дѣйствія кислотъ на мраморъ, Спрингъ 4) нашелъ, что увеличеніе скорости можетъ быть выражено экспонентной функціей 1с = аЪ‘ уже раньше предложенной Бертело 5) и примѣненной Гу- домъ е) для изученія окисленія сѣрнозйелѣзистой соли хлор- новатистокаліевой при различныхъ температурахъ. Повиди- Атег. сЬет. Д. 5, 8. ’) Апп. СЬет. РЬагт. 252, 113. ®) ѴапЧ НоЩ Еіпдев йе Дупатіцие сЬітідие, 127. ♦) 2. Г. рЬуа. СЬетіе I, 219. ‘У Апп. сЬіт. рЬув. (3 8.) 6С, 126. «) РЬіІ. Мац. 5 8. 20, 323.
385 мому, для различныхъ реакцій постоянныя а (А) и к (В) будутъ мѣняться. Температура не только содѣйствуетъ увеличенію скорости начавшейся реакціи, но можетъ опредѣлять направленіе те- ченія реакціи. Вантъ-Гоффъ *), обобщая нѣкоторыя прежнія изслѣдованія, а равно указывая и новые случаи, зоветъ тем- пературой обращенія или точкой обращенія (Пшѵапйіип^зіетрегаінг, ПеЪег§ашзршікі) ту температуру, ниже которой возможно лишь одно состояніе равновѣсія, а выше—другое. Такъ выше 95°,6 существуетъ лишь моноклино- мерное видоизмѣненіе сѣры, а ниже ромбическое. Для солей съ кристаллизаціонною водою случаи были и прежде извѣстны, какъ напр. для десятиводной сѣрнонатріевой соли при 33°, выдѣляющей одноводную соль. Вантъ-Гоффъ'указываетъ, что образованіе многихъ двойныхъ солей вполнѣ зависитъ отъ температуры: астраханитъ (М^8О4.Ка28О4 4Н2О) обра- зуется изъ компонентовъ при 21°,6; двойная виноградная соль аммонія и натрія при 27°,6, двойная уксуснокислая соль мѣди и кальція (С,Н3О2)4СаСн8Н2О при 75е. Су- ществованіе температуры обращенія замѣчается и при об- мѣнныхъ разложеніяхъ: разложенія сѣрномагнезіальной и по- варенной соли, съ образованіемъ хлористаго магнія, имѣетъ мѣсто’при 31°. Мы уже не разъ указывали иа параллелизмъ во> многихъ случаяхъ существующій между физическими и химическими явленіями: распаденіе карбаминовоамміачной соли на амміакъ и углекислоту представляетъ аналогію съ явленіями испа- ренія; температура обращенія, опредѣляющая температуру разграниченія химически болѣе или менѣе различныхъ ве- ществъ, подобна температурѣ плавленія, разграничивающей физически различныя состоянія одного и того же вещества. Проводя далѣе параллель, Вантъ-Гоффъ 2) находитъ, что и при химическомъ разложеніи могутъ быть «критическія явленія» т. е. тождество между плотностью продуктовъ рас- паденія, получаемыхъ при нагрѣваніи нѣкоторыхъ веществъ въ запаянной трубкѣ и первоначальнаго вещества въ расплав- ") Сводка: Ѵапі НоГГ п. ѵап Беѵепісг. Ееіів. рЬув. СЬетіе 1, 165. ) Вег. Л. (Іеиівсіі. сЬет. СевеІІ. 18, 2088. 25
386 ленномъ состояніи. Это ему удалось замѣтить на хлористомъ фосфоніѣ: при 25° это вещество, въ запаянной трубкѣ, плавится, при 50° уничтожается плоскость раздѣленія жидкости и пара, а при охлажденіи происходитъ образованіе тяжелаго тумана. При взаимодѣйствіи жидкихъ тѣлъ константы скорости находятся въ зависимости отъ неизмѣняемости объема жид- кости, а измѣненіе объема можетъ произойди! вслѣдствіе образованія при реакціи новыхъ соединеній. Вліяніе измѣ- ненія объема устраняютъ по возможности употребленіемъ индифферентныхъ растворителей, въ значительномъ коли- чествѣ, такъ чтобы концентрація раствора не превосходила 0,038. Такую концентрацію Вантъ-Гоффъ зоветъ газовою концентраціею. Сосуды и та жидкая или газообразная среда, въ которой протекаетъ взаимодѣйствіе, могутъ, въ свою очередь, служить причиною неточностей, которыхъ устраненіе нерѣдко невоз- можно. Остановимся сначала на вліяніи стеклянныхъ сосу- довъ, которые особенно вліяютъ при опытахъ съ газами или веществами въ парообразномъ состояніи. Стекло имѣетъ свой- ство не только сгущать газы, но и иначе вліять на ходъ раз- ложенія: при полимеризаціи ціановой кислоты оказываетъ вліяніе величина поверхности сосуда (Вантъ Гоффъ), прп разложеніи третичнаго хлористаго амила нагрѣваніемъ—шли- фованіе поверхности (Меншуткинъ и Коноваловъ); отложе- ніе твердаго вещества на стеклянной стѣнкѣ прибора зна- чительно измѣняетъ скорость реакціи (Вантъ-Гоффъ); при опредѣленіи плотности пара третичнаго хлористаго амила по способу Виктора Мейера, присутствіе въ приборѣ азбеста вызываетъ разложеніе названнаго соединенія * *при темпера- турахъ, лежащихъ гораздо ниже температуры разложенія безъ азбеста (Меншуткинъ и Коноваловъ). Изслѣдованіе этихъ явленій сдѣлано Коноваловіімъ *). Эти всѣ явленія зовутся явленіями контакта и входятъ въ область явленій, въ на- стоящее время еще ждущихъ объясненія 2). Устранить эти пертурбаціонныя явленія пока не удалось и скорости взаимо- *) Д. Коноваловъ. Роль контактныхъ дѣйствій въ ввленіяхъ дкссо- ціацік; Ж. Р. X, О. 17, (1) 373, 459. *) Д. Менделѣевъ. О вліяніи прикосновеніи ва ходъ химическихъ превращеній; Ж. Р. X. О. 18, 8.
387 дѣйствія или распаденія въ парахъ или газахъ не приведены пока ръ нормальнымъ, а потому на нихъ не провѣрены н теоретическія положенія, данныя въ иачалѣ главы, относи- тельно скорости теченія различныхъ реакцій. Особенно важно и сильно сказывается вліяніе жидкой среды на теченіе химической реакціи. Образующіеся продукты непре- рывно измѣняютъ среду, .въ которой происходитъ взаимодѣй- ствіе. И въ этомъ случаѣ употребленіе большаго количества растворителя уменьшаетъ измѣненіе среды, но все-такп ие уничтожаетъ вліянія образующихся при реакціи соединеній на ея скорость. Въ опытахъ Оствальда есть много случаевъ, при которыхъ замѣчено вліяніе на скорость реакціи въ вод- ныхъ растворахъ среднихъ солей, кислотъ и т. д. Меншут- кинъ показалъ, что и самъ такъ называемый индифферент- ный растворитель принимаетъ участіе въ реакцій, значительно измѣняя скорость ея. Такъ напр. константа скорости дѣй- ствія уксуанаго ангидрида на изобутиловый спиртъ, при всѣхъ прочихъ равныхъ условіяхъ, слѣдующимъ образомъ измѣ- няется отъ измѣненія индифферентнаго растворителя—среды, въ которой протекаетъ реакція. Въ бензольномъ растворѣ константа—1; въ растворѣ въ ксилолѣ она=1,29, а въ ра- створѣ въ гексанѣ 2,12. Въ послѣднемъ случаѣ скорость реак- ціи свыше двухъ разъ болѣе, чѣмъ въ первомъ случаѣ. Какъ видно, даже въ жидкой средѣ нельзи отдѣлить химическое воздѣйствіе отъ среды, въ которой оно протекаетъ. Въ каж- дую химическую реакцію, среда или растворитель, входятъ съ нѣкоторымъ коэфиціентомъ. . __ ___________________ . • » Разсмотрѣніе теченія химическихъ реакцій, исходя изъ закона дѣйствующихъ массъ, представляется хотя не един- ственно возможнымъ пріемомъ вывода законовъ химическихъ равновѣсій, но пріемомъ наиболѣе простымъ. Горстманъ *) длн той же цѣли воспользовался положеніями термодинамики и въ развитіи примѣненія законовъ термодинамики къ химиче- скимъ равновѣсіямъ, приняли участіе Гибсъ2) и особенно Вантъ- *) Апп. СЬет. РЬагт. 8 бпрІтМ, 112; І70, 192. ’) СЬетісаІ ецшІіЬгіит. Тгам. оГ ІЬе Согшесіісиі АсаД. ПІ, 108, 343 (см. тавже СЬетісаІ Кетѵе 1878, райпо кавъ АПцетеіпе СЬетіе II томъ Оствальда).
388 Гоффъ. Этотъ способъ разсмотрѣнія приводитъ къ тѣмъ же выводамъ, къ тѣмъ же законамъ химическихъ равновѣсій. Это объясняется тѣмъ обстоятельствомъ, что дѣйствующія массы веществъ опредѣляются: по закону дѣйствующихъ массъ концентраціей, а по законамъ термодинамики — пар- ціальнымъ давленіемъ, и кромѣ того въ обѣихъ теоріяхъ от- ношеніемъ дѣйствующихъ веществъ къ занимаемому объему. Выводъ законовъ химическаго равновѣсія съ точки зрѣнія термодинамической, мы не предполагаемъ дѣлать. Читатель найдетъ его въ указанныхъ въ началѣ главы источникахъ. ---------- > Въ такой формѣ является нынѣ теорія, впервые высказан- ная Бертолле; только теперь читатель можетъ правильно оцѣ- нить зту теорію, представляющую всѣ задатки для того, что она еще долго будетъ руководить химиковъ. Не всѣ химики раздѣляютъ однако эти воззрѣнія, и нынѣ, какъ сто лѣтъ тому назадъ, теоріи Бертолле противопоставляется теорія Бергмана. Современное приложеніе теоріи Бергмана возникло на почвѣ термохимическихъ изслѣдованій. Сначала высказанная Томсеномъ, впослѣдствіи впрочемъ отъ нея отказавшимся, теорія Бергмана воспроизводится въ принципѣ максимума работы Бертело. Мы уже указали два правила, лежащія въ основѣ термохимическихъ опредѣленій (см. стр. 350); третье термохимическое правило слѣдующимъ образомъ выражаетъ принципъ наибольшей работы: «всякое химическое измѣненіе, совершаюіцеесн безъ посредства посторонней энергіи, стре- мится воспроизвести тѣло или систему тѣлъ, которое или которая выдѣляетъ наиболѣе тепла». Это положеніе воспро- изводитъ основное положеніе теоріи Бергмана, что при взаи- модѣйствіяхъ происходитъ соединеніе тѣхъ веществъ, кото- рыя обладаютъ наибольшимъ сродствомъ другъ къ другу. Въ опытѣ химической механики Бертело приложилъ принципъ максимума работы, къ разсмотрѣнію теченія большаго числа реакцій. Этотъ же принципъ легъ въ основу многихъ инте- ресныхъ рабртъ не только Бертело и его школы, но напр. и у насъ въ Россіи. Изъ работъ сдѣланныхъ согласно этому принципу, укажемъ напр., на работу Н. Н. Бекетова *) надъ ’) Мётоігев йе І’Асайетіе йев всіепсев йе 8-і РеіегвЪоигд VII 8. Т. XXX, № 2.
389 вытѣсненіемъ натрія водородомъ изъ безводной окиси натрія при высокой температурѣ, тогда какъ, примѣняя множество другихъ соединеніи, какъ извѣстно, водородъ вытѣсняется натріемъ. Не смотря на значительную общность примѣненія и на изслѣдованія имъ вызванныя, принципъ максимума ра- боты встрѣтилъ горячихъ противниковъ, указывающихъ на несовмѣстимость этого закона и съ фактами и съ теорети- ческими воззрѣніями. Начнемъ съ опытныхъ опроверженій, приводя, какъ и понятно, лишь одно, два, для примѣра. Принципъ наибольшей работы указываетъ, что при дѣйствіи кислотъ на среднія соли должно происходить полное разло- женіе послѣднихъ, если дѣйствующая кислота съ основаніемъ соли выдѣляетъ болѣе тепла, чѣмъ кислота соли. Опытъ про- тиворѣчитъ этому и «жадность» кислотъ вовсе не отвѣчаетъ термохимическимъ даннымъ. Приведемъ еще другой рядъ опыт- ныхъ изслѣдованій. Въ силу принципа максимума работы не должно было ждать разложенія веществъ, выдѣляющихъ бо- лѣе тепла, такими, которыя даютъ соединенія съ меньшимъ вы- дѣленіемъ тепла. Между тѣмъ Потылицынъ *) изслѣдовалъ нѣ- сколько такихъ реакцій: такъ напр., при возвышенной тем- пературѣ бромъ разлагаетъ хлористые металлы съ образова- ніемъ бромистыхъ металловъ и выдѣленіемъ хлора. Такія противорѣчащія правилу наибольшей работы реакціи, Бер- тело объясняетъ принятіемъ, смотря потому какъ нужно, или разложенія, диссоціаціи, образующихся соединеній, или, какъ напр., въ послѣднемъ изъ приведенныхъ опытовъ, образова- нія особыхъ соединеній при выдѣленіи тепла. Эти объясне- нія нерѣдко произвольны, а потому неубѣдительны. Таковъ характеръ возраженій фактическихъ; къ нимъ прибавить должно, указаніе Менделѣева2) что «мы не умѣемъ опредѣ- лить то количество тепла, которое собственно зависитъ отъ хода химическаго процесса, отъ перемѣны въ химическомъ составѣ, а должны довольствоваться грубыми числами заключающими, кромѣ химическихъ перемѣнъ и физическія». Возраженія съ точки зрѣнія современныхъ физическихъ ученій также являются ') Потылицынъ: о способахъ измѣреніи химическаго сродства. Спб. 1880. О значеніи теплоты образованія солей при реакціяхъ двойныхъ разложеній Спб. 1886 (диссертація на степень доктора химіи). ’) Основы химіи, 169.
390 вѣскими. Приложеніе понятія энтропіи къ химическимъ про- цессамъ даетъ выводъ, что всякая система стремится вос- произвести такое вещество или такія вещества, при кото- рыхъ энтропія достигаетъ максимума. Для веществъ, образо- ваніе которыхъ совершается при выдѣленіи большаго коли- чества тепла, это совпадаетъ и съ максимумомъ энтропіи; при химическихъ процессахъ выдѣляющихъ мало тепла та- кого совпаденія можетъ и не быть *). Впрочемъ изъ дан- ныхъ термодинамики можно указать условія, при которыхъ приложеніе принципа максимума работы будетъ вполнѣ стро- гимъ. Вантъ-Гоффъ 2) выводитъ слѣдующее общее правило относительно вліянія температуры на химическія равновѣсія: «равновѣсіе между двумя системами, при пониженіи темпе- ратуры перемѣщается въ сторону той изъ системъ, образо- ваніе которой выдѣляетъ тепло». Это положеніе позволяетъ предвидѣть, что при обыкновенной температурѣ большая часть химическихъ равновѣсій будутъ перемѣщены въ сто- рону системъ, выдѣляющихъ тепло; при высокихъ темпера- турахъ наступитъ перемѣщеніе въ сторону системъ, образую- щихся при поглощеніи тепла. Вантъ-Гоффъ прибавляетъ, что» разсуждая въ смыслѣ идей Бертело, можно было бы для этихъ послѣднихъ случаевъ выставить принципъ минимума работы. Наконецъ, при абсолютномъ нулѣ всѣ равновѣсія будутъ перемѣщены въ сторону образованія системъ, выдѣ- ляющихъ тепло, и тогда примѣненіе принципа наибольшей работы будетъ вполнѣ строго. Разсмотрѣніе вопросовъ химической динамики заключаетъ данный въ послѣднихъ главахъ этого сочиненія очеркъ со- временныхъ химическихъ воззрѣній. *) ОвіѵѵаШ. АП^етеіпе СЬетіе II 388. ’) Еіпбев Де йупатіцие сЬітічие 161, 173.
ИМЯННОЙ УКАЗАТЕЛЬ. -А-вдѣевъ, 327. Авогадро, 54, 80, 197. Алексѣевъ, П. 244, 281, 297. Амперъ, 54, 116, 133, 196. Аристотель, 1. Арреніусъ, С. 354. Ашаръ, 97. Тэаааровъ, А. 330. Байевъ, П 9, 15, 17. Байеръ, 284, 286. Бархузевъ, 88. Баумгауеръ, 330. Бейльштейнъ, Ф. 269. Бекетовъ, Н. 204, 226 , 324, 335, 388. Беогманъ, Т. 10, 30, 32, 33, 68, 69; 90—100, 388. Бертело, М. 87; 108—111; 150, 187, 216, 274, 275, 294, 295, 335; 350— 353; 354; 358—359; 366, 367, 369, 378, 384; 388—39>'. Бертолле, 23, 25, 36, 38, 84; 100— 108; 112, 131, 135, 366, 388. Берцеліусъ, Я. 32, 35, 38, 42, 43; 44—69; 71, 75, 113; 117—121; 124—138; 142; 146—149; 155,156; 160—163; 205; 219—223. Бехеръ, 3,, 88. Бнно, 300. Біо, 175, 343. Бломстрандъ, 226. Блвкъ, 7, 17. Бодримонъ, 229. Бойль, сэръ Робертъ, 4, 32, 36, 80, 92. Бородинъ, А. 207. Босковнчъ, 80. Браунеръ, 328. Брюль, 315, 347, 348, 353. Булле, сынъ, 153. Бунвенъ, Р. 146, 164, 327, 333. Бургаве, Г. 17, 36, 89. Бутлеровъ, А 207, 250, 259, 268, 269, 273, 275, 281, 282, 287, 308. БюзаФОНЪ, 17. Бюффонъ, 17, 89. Вааге, 96, 354, 367—370. Вавт-ГоФФЪ, 284, 345; 363 — 365; 368—390; 370, 374, 384, 385, 386, 388, 390. Ван-Девентеръ, 385. Ванъ-деръ-Вальсъ, 80 Варбургъ, 302. Ватсонъ, 9. Василій Валентинъ, 3. Веберъ, 298. Вёлеръ, 43, 149, 157, 159, 169,173, 191. Венцель, 34, 96. Вилліамсонъ, 181, 189, 232; 242— 243; 247, 316, 366. Вильгельми, 369. Вивклеръ, К. 327 , 332, 333, Внслиценусъ, И. 264, 268, 345. Вовеленъ, 38. Волластонъ, 41, 81, 83, 115. Вольта, 112. Воскресенскій, А. 74, 159, 190. Вреде, 74. Вырубовъ, 303,. Вэнклинъ, 254, 300. Вюрцъ, А. 24, 230, 231, 244, 246, 247, 250; 260-264; 264—269; 272, 274, 300, 301, 307, 316. Гальвани, 112. Геберъ, 3. Гейнцъ, 268, 282. Гельмгольцъ, 227. Гергардтъ, Ш. 76, 150; 182—194; 200—217; 221, 230, 233; 234—241; 261.
392 Гессъ, 349, 351. Гиббсъ, 387. Гизингеръ, 113. Гиппократъ, 88. Гитонъ-де-Морво, 9, 19, 23, 25, 28, 69, 90, 97, 98. Гитторвъ, 354. Гладстонъ, 335, 347, 348, 349, 366. Гиелинъ, К. 84. Гмелинъ, А. 84, 85, 147 148, 176, 178. Горстмавъ, 343, 375, 387. ГорсФордъ, 190. Гофманъ, А. В. 159, 174, 231. Гротгусъ, 115, 121. Грэмъ, Ѳ. 140. Гудъ, 384. Гульдбергъ, 96, 354, 367—370. Гумбольдтъ, А. 41. Густавсовъ, Г. 110, 323. Гутри, 359. Гюбнеръ, 269. Гюггвнсъ, 44. Гэ-Люссакъ, 38, 41, 42, 52, 67, 80, 84, 113, 132, 133, 135, 136, 146, 153, 157, 159, 169. /Дальтонъ, Д®. 40, 41, 44, 47, 52, 58, 62, 63, 68. Дёберейверъ, 146, 207. Деввлль см. Севъ-Клеръ-Девилль. Де Геенъ, 349. Демокритъ, 44. Доссіосъ, 361. Дэви, 84, 113; 114—117; 131, 135, 139. Дюловгь, 61, 140, 298. Дюма, Ж. 11, 53. 60, 62, 73, 74, 75, 76, 100, 128, 142, 146, 149; 153—158; 168—173; 176; 179— 181; 204, 207, 219, 229, 230, 2р1, 253 ; 334—336. ЯЕІОФФруа, Ст. 7, 92, 93. Зайцевъ, А. 244, 253, 273. 1 Зебекъ, 132. Зейбертъ, 328, 329. Зининъ, Н. 159, 206. Изавберъ, 375. Ильенковъ, П. 159. Кагуръ, А. 207 , 299, 304. Каменскій, И. 31. Канниццаро, 29 7, 300. Канонниковъ, И. 348, 349. Кантъ, Эм 82. Карлейль, 113. Карнелли, 322, 336—338. Каявдеръ, Н 96. Кекуле, А. 204; 245—248; 250, 260, 264; 264- 269, 273, 274; 276— 281; 305, 306, 313. Кирванъ, 34, 44, 96, 99. КврхгоФЪ, 333. Клапротъ, 38. Кларкъ, 329, 334. Клаузіусъ, 80, 366. Клеве, 332. Княгининъ, И. 31. Кольбе, Г- 148, 164, 205, 222: 223— 225; 251; 252—260; 260—264; 264—269; 270, 272, 282, 289, 305. Коноваловъ, Дм. 300, 386. Коппъ, Г. 14. 16, 24,196, 209, 298, 300; 340—343. Коуперъ, 274. Коши, 347, 348 КраФтсъ, 301, 302. Кревигъ, 80. Кронштедтъ, 32. Круксъ, 333, 338. Крюссъ, 328. Кундтъ, 302. Куртуа, 136. Кэвендишъ, 10, 17, 48, 83, 112. Кэвъ, 134, 160. •ТІааръ, 285. Лавуазье, 11—18;—21—31; 33, 69, 112, 145, 146, 151. Ладенбургъ, 251, 311, 316,319, 325, Лангеръ, 301. Ландольтъ, 346, 348. Лапласъ де-, 16, 23, 112. Лаутемавъ, 261. Лачиаовъ, П. 263. Лебель, 284, 345. Лейцилъ. 44. Лекокъ-де-Буабодранъ 331,333, 338. Лемери, 89. Лемуань, 368. Либихъ, Ю. 74, 142, 146; 158—162; 169, 207 , 219 , 22<>, 231, 253. Лимприхтъ, 268, Локьеръ, 333, 334. Лоранъ, Ав. 76; 170—173; 174—178; 181,190; 194—199; 200—217; 219, 230. 4
393 Лоренцы, братья, 348. Лоссевъ, 313, 316, 342. Лугининъ, В. 350. Лукрецій, 44. Максвеллъ, Клеркъ, 80, 367. Малеръ, П., 8, 9, 68. Малагютти, 170, 366. Макаръ, 303. Маривьакъ, 75, 300, 303 , 334. Марковникоаъ, В. 253, 273. Мартанъ, 74, 75, 329. Мейеръ, Викторъ, 301, 302. Мейеръ, Лотаръ, 200, 251, 284, 303, 309, 315; 319—322; 327, 329, 332. Меіьеансъ, 173, 221. Менделѣевъ, Д. 251, 274, 290, 291, 303, 312, 315; 319 -333; 339, 343, 352, 353; 357—358; 359; 360—361; 386, 388. Меншуткивъ, Н. 110, 244, 253, 263; 291—294; 300, 353; 354—355, 372, . 379, 382, 386, 387. Мёвье, 23. Митчерлихъ, Э. 54, 60,132, 253, 303. Михаэль, 285. Монжъ, 23. Моръ, Ф. 82. Н вини, 348. Наке, 308. Науианнъ, А. 307, 350, 375. Никоіьсовъ, 113. Нельсонъ, 298. 299, 327, 332. Ньюлевдсъ, 319. Ньютонъ, И. 89. Одлнвгъ, В. 19, 247. Оствальдъ, 109, 329, 350, 354 368— 388; 381, 387, 390. Офверъ, 359. .Пастеръ, 344. Паттисовъ Мьюръ, 313, 316. Пеанъ де С. Жиль, 354, 366, 378. Пелнго, 207. Пелувъ, 75. Перкинъ, старшій, 346. Петерсонъ, 298, 299, 327. ІІиріа, 253, 261. Пти, 61, 298. Поповъ, А. 273. Поттъ, 7. Потылвцывъ, А. 323, 389. Пристлей, Дж. 9, 14, 15, 112. Проутъ, 69— 72; 334—336. Пру, 37, 38. Поаундлеръ, 366, 367 ПвеФФеръ, 363. ₽ейхеръ, 382, 383, 384. Реньо, 170, 179, 180, 296- Ридбергь, 330, 334. Рихтеръ, 34, 35, 48, 96. Рихтеръ, В. 251, 281, 332. Ришъ, 304. Розе, Г. 219, 366. Руелль, Ж. 11, 29. Сенъ-Клеръ-Девилль, 87 275, 295, 300, 366. Сертюрнеръ, 206. Соколовъ, Н. Н. 77, 159 240, 251, 262. Соссюръ, 146. Спрингъ, 384. Сталло, 81. Стасъ, 39, 73, 75, 77, 328, 334. Стерри Хентъ, 230. Столѣтовъ, А. 338. Т'аннъ, 300. Теваръ, 113, 132, 135, 146, 153. Тернеръ, 72. Томсовъ, сэръ-Вилліамъ, 81. Томсонъ, Т. 40, 41, 47, 52, 66, 70. Томсенъ, Юлій, 109, 315, 349; 350— 353; 381. Торпе, 328, 342. Троостъ, 301. "Гардеръ, 384. Уаттъ, Даемсъ, 17. Ульрихъ, 262. Фарадэй, 157, 169, 227. Фиттигъ, 269. Фншеръ, 35, 96. Флоринскій, Косма, 8. Фольгардъ, 24. Франкландъ, 164, 223, 254, 274, 303. Фридель, 259, 264, 272. Фуркруа, 23, 25, 31, 151. > ^Ходневъ, А. 159. Швабъ, 379. Швейгеръ, 84, 116. Шеврель, 146, 153, 154. Шееле, К. 9, 32, 33, 134.
Шилъ, 209. Шиффъ, Р. 342. Шорлеммеръ, 212. Шредеръ, 342. Шталь, Г. 4—10; 92. Штреккеръ, А. 204. Элліотъ, 98. Эмпедоклъ, 1. 894 ' Энгельгардтъ, А. 263. | Эрдманъ, 74, 75, 329. Эрлевмейеръ, 212, 260, 268, 273 | 275, 282. 309. । ЮнгФлейшъ, 346. Янъ, 350. ОПЕЧАТКИ. Стран. Строка. Напечатано. Слѣдуете. 15 18 снизу говорено оговорено 16 9 снизу указалъ указалъ иа 18 5 сверху задержащую задержавшую 46 1 сверху гипотез гипотеза Ц9 15 снизу называемыя называемые 138 18 снизу теорій теоріи 187 3 снизу неорваяичесхихъ неорганическихъ 216 5 сверху СОРОСОВЪ голосонъ 223 “6 снизу Кольбі Кольбе. 227 ' 7 сверху элемента элементовъ 256 1 сверху обѣихъ обоихъ 258 3 снизу и сходной исходной 303 21 сверху опрѣделеніе опредѣленіе 305 4 сверху большія бблыпія