Минуло більше півстоліття з дня присудження Альфреду Вернеру Нобелівської премії за створення ним координаційної теорії. ЇЇ плідність відчувається весь час, і за допомогою сучасних методів досліджень в області будови молекул виявляються нові факти, які незмінно зміцнюють залишену Альфредом Вернером наукову спадщину. Що стосується практичного значення реакцій комплексоутворення, то зараз важко назвати галузь хімічної промисловості, в якій вони хоч в якійсь мірі не були б присутніми.
Альфред Вернер народився 12 грудня 1866 року в місті Мюлузі (Ельзас). Він був четвертою дитиною в сім'ї токаря Жана Адама Вернера.
Його мати, Соломія Жанетта Вернер, походила з багатої протестантської родини. Домашнє кермо влади знаходилося у неї в руках. У шість років хлопчик пішов до початкової школи. Вже тоді виявилися його вражаючі здібності, вчитель часто говорив йому: «Ах, Альфред, якби ти тільки захотів, то міг би стати першим учнем».
У 1878 році Альфред закінчив початкову школу. Після цього юнак вступає в Технічне училище. Тут Альфред входив до числа кращих учнів – він навчався захоплено, можна сказати натхненно. Саме в училищі Альфред Вернер захопився хімією. У домашніх умовах він почав проводити хімічні досліди. Разом з тим юний вчений цікавився літературою, мистецтвом і особливо архітектурою.
Незадовго до закінчення училища Альфред Вернер написав свій перший науковий твір «Повідомлення про сечову кислоту і про ряди теоброміну, кофеїну та їх похідних» (вересень 1885 року).
Цікаво, що про цю роботу Вернер згадав у промові з нагоди присудження йому Нобелівської премії: «Не маючи ніяких власних експериментальних даних, я просто скомпілював роботи про сполуки сечової групи, яка, як я гадав у своєму юнацькому ентузіазмі, втілювала в собі всю органічну хімію. Я пішов до директора хімічної школи в Мюлузі професора Еміліо Нелтінга і показав йому роботу. Він взяв її, і велів мені прийти через вісім днів. Точно в призначений термін я прийшов, повний райдужних надій. І хоча професор висловив багато хвалебних слів про мою роботу, він не приховував від мене, що перевороту в органічній хімії я не справив і що мені ще потрібно багато вчитися. Я був до певної міри задоволений його висновком і негайно запитав, скільки, на його думку, мені буде потрібно часу, щоб стати професором. Він посміхнувся і відповів, що доведеться запастися терпінням років на сім-вісім».
У жовтні 1885 року Альфреда призвали у німецьку армію в якості «однорічного однорічника». Відслуживши рівно рік у місті Карлсруе Вернер негайно ж звільнився з армії.
Альфред вирішив продовжити освіту в Цюріхському політехнікумі – одному з передових навчальних закладів у Європі. Восени 1886 року він успішно склав іспити. У той час в політехнікумі викладали такі великі хіміки, як А. Ганч, Г. Лунг, Г. Гольдшмідт, Ф. Тредуелл. Альфред Вернер все життя з теплотою і вдячністю згадував цих учителів, які дали йому чудову школу. Успішність Альфреда була високою, хоча пізніше він говорив: «Мої вчителі і однокурсники знали мене як не завжди старанного, але завжди веселого студента». На останньому, четвертому, курсі Вернер вирішив спеціалізуватися в галузі органічної хімії. У дипломній роботі детально описав синтез деяких органічних і неорганічних сполук. У серпні 1889 року Альфред Вернер закінчив Цюріхський політехнікум і отримав звання технічного хіміка.
За пропозицією одного з викладачів професора Г. Лунга, Альфред став позаштатним (неоплачуваним) асистентом в його хіміко-технічній лабораторії. «Можливо, краще б мені піти на фабрику,- писав він батькові, - але зізнаюся, що я вважаю вчену кар'єру своїм покликанням».
Тоді ж під керівництвом професора А. Ганчо Вернер почав свою докторську дисертацію. Вчителя та учня порівнює Г. Кауффман: «У багатьох відносинах ці дві людини представляли собою різку протилежність. Ганч був худорлявий, стриманий, поміркований у своїх життєвих потребах і завжди себе тримав у руках. Альфред Вернер, навпаки, був схильний до повноти, товариський, любив тютюн і алкоголь, часом був надто емоційним і навіть експансивним».
Вернер все життя був вдячний Ганчо. Свою капітальну працю «Підручник стереохімії» (1904) він з вдячністю присвятив своєму вчителеві.
У 1890 році в «Доповідях Німецького хімічного товариства» з'явилася стаття Ганчо і Вернера «Про просторове розташування атомів в азотовмісних молекулах». Ганч визнавав, що «опублікована теорія у всьому істотному є духовною власністю А. Вернера, який абсолютно самостійно з усією ясністю сформулював її основні положення з усіма найважливішими висновками».
У цій теоретичній частині докторської дисертації Вернера вперше отримала міцну наукову основу стереохімія азотвмісних сполук. Вернер вперше висловив ідею, що «три валентності атома азоту в деяких сполуках спрямовані до кутів тетраедра, четвертий кут якого займає сам атом азоту».
Захист докторської дисертації Вернера відбулася в жовтні 1890 року в Цюріхської вищій школі. Один з опонентів, професор А. Абелянц, зазначив у своєму відгуку, що докторська дисертація Вернера – «видатне досягнення», так як вона не тільки внесла великий внесок в пояснення добре відомих випадків ізомерії, а й призвела до відкриття нових стереоізомерних азотовмісних сполук.
Цюріхська вища школа присудила Вернеру ступінь доктора філософії «з особливим визнанням чудових успіхів». Після захисту дисертації вчений сповнений оптимізму: «Я починаю займати своє місце серед хіміків нашого часу, і, якщо небо збереже мені здоров'я, я збираюся перевершити їх всіх, одного за іншим, тому що слава – не порожнє слово. Це особисте задоволення людини, яке таке необхідне в моменти слабкості».
У 1890 - 1891 роках Вернер займався дослідженням стереоізомерії похідних бензгідроксамової кислоти. Завдяки отриманими експериментальними даними, учений зумів показати існування геометричної ізомерії у деяких похідних бензгідроксамової кислоти.
Великий інтерес представляла теоретична частина цієї роботи «До теорії спорідненості і валентності». Вернер висунув оригінальні ідеї про хімічну спорідненість: «спорідненість - це сила тяжіння, що діє з центру атома рівномірно до всіх частин його кулястої поверхні». Приймаючи атом «заради простоти» кулястим, він розглядав його як певну просторову частину «єдиної матерії».
У жовтні 1891 року Вернер представив на суд Вищій швейцарській вченій раді конкурсну роботу і просив дозволити йому викладання хімії в Цюріхському політехнікумі. Не чекаючи його рішення, вчений відправляється до Парижа, де почав працювати в термохімічній лабораторії М. Бертло у «Колеж де Франс».
«Від Бертло в Парижі, - згадував згодом Вернер, - я дізнався, що цілком можливо вирішувати хімічні проблеми на основі концепцій, що відрізняються від тих, які визнавалися в той час». Тут Вернер виконав перше дослідження з неорганічної хімії «Про основний нітрат кальцію».
Навесні 1892 року Вернер покинув гостинну Францію. У січні того ж року Вища швейцарська вчена рада, розглянувши його «конкурсну роботу», визнала, що вчений цілком гідний звання приват-доцента. Повернувшись до Цюріха, вчений отримав, нарешті, можливість читати лекції перед студентською аудиторією рідного політехнікуму.
29 вересня 1893 року, всього в 27 років, Вернера обрали професором Цюріхської вищої школи. Це було визнання здібностей молодого вченого, що підтвердила з'явилася незабаром його знаменита координаційна теорія.
У 1893 році німецький «Журнал неорганічної хімії» опублікував статтю Вернера на 63 сторінках «Про будову неорганічних сполук», яка ознаменувала нову епоху в розвитку уявлень про природу і будову комплексних сполук. У ній автор майстерно виклав теорію, що дозволила пояснити особливості будови значного класу речовин - координаційних, або комплексних, сполук.
У міру розвитку хімії, відкриття і вивчення все нових і нових сполук вчені все частіше стали стикатися з координаційними сполуками. Для пояснення їх будови і властивостей Вернером була розроблена координаційна теорія, в основу якої лягли положення стереохімії та теорії електролітичної дисоціації. За Вернером, комплексні, або координаційні, сполуки побудовані таким чином: у центрі молекули знаходиться один атом чи іон металу. Навколо нього розташовані атоми і їх групи, зв'язані з центральним атомом координаційними зв'язками. Ці атоми і групи називаються лігандами. Типові ліганди - аніони кислот (кислотні залишки) і деякі нейтральні молекули (зазвичай невеликого розміру, що містять атоми кисню, азоту, фосфору, сірки та ін.). Найбільш поширені ліганди в комплексних сполуках - вода, аміак, оксид вуглецю.
Загальне число молекул або іонів, безпосередньо зв'язаних з центральним атомом, називається координаційним числом. Відомі молекули з координаційними числами від 1 до 12 (частіше за все зустрічаються 4 і 6). Ліганди разом з центральним атомом утворюють внутрішню сферу комплексу. Відомі координаційні сполуки, що складаються тільки з внутрішньої сфери, наприклад карбоніли заліза, нікелю, хрому. Але в більшості випадків навколо внутрішньої сфери утворюється ще й зовнішня - з іонів, не пов'язаних безпосередньо з центральним атомом або іоном. Ці іони зазвичай розташовуються по вершинах правильних багатогранників навколо внутрішньої сфери і в багатьох хімічних реакціях беруть участь різним чином: внутрішня сфера - як один багатозарядний іон, зовнішня сфера - як звичайні іони. Найпростіший приклад такої координаційної сполуки – ферроцианід калію.
Вернер розповсюдив стереохімічні уявлення на область комплексних сполук. Створена ним координаційна теорія дозволила представити просторову будову цих сполук. Учений припустив, що комплексні сполуки з координаційним числом 6 мають просторову будову октаедра, а з координаційним числом 4 - плоского квадрата.
У 1911 році Вернер виявив передбачені раніше оптично активні неорганічні ізомери - сполуки кобальту, хрому, заліза. Це було великим успіхом координаційної теорії. Оптична активність перестала бути специфічною властивістю молекул з асиметричним атомом вуглецю. Вернер склав грандіозну програму вивчення нового класу сполук і зумів силами своєї наукової школи закласти основу хімії координаційних сполук. Роботи Вернера намітили шляхи подальшого розвитку неорганічної хімії і виявили спільність в еволюції уявлень про структуру і властивості органічних і неорганічних речовин.
На основі координаційної теорії в наші дні пояснюється хімічна будова таких важливих речовин, як хлорофіл, гемоглобін, лаки, ферменти.
Наукові інтереси Вернера не обмежувалися розробкою проблем хімії координаційних сполук. У 1905 році він запропонував близький до сучасного варіант давгоперіодної системи хімічних елементів, а в 1907 році розробив нову теорію кислот і основ яка стала важливою передумовою створення в двадцяті роки теорії кислотно-основного каталізу.
У 1913 році Вернер був удостоєний Нобелівської премії «на знак визнання його робіт про природу зв'язків атомів у молекулах, які дозволили по-новому поглянути на результати попередніх досліджень та відкрили нові можливості для науково-дослідної роботи, особливо в галузі неорганічної хімії».
З властивою йому прямолінійністю цюріхський професор заявив: «Я ніколи не відкидав думку, що коли-небудь це станеться. Але я не очікував, що це буде в цьому році. Я знаю, що працював дуже ретельно. Хімічні дослідження завжди були для мене задоволенням. І я відчував ні з чим незрівнянну насолоду, коли мені вдавалося на підставі роздумів прийти до нових висновків, які можна було підтвердити експериментально».
Своєю багаторічною працею Альфред Вернер підвів міцний експериментальний фундамент під створене ним координаційне вчення, затвердив його в науці, перетворив з гіпотези в строгу, всебічно обґрунтовану теорію. З-під його пера вийшли 174 друковані роботи, що висвітлюють експериментальні дослідження, дві монографії, які зіграли велику роль у розвитку науки, і багато науково-популярних статей.
Альфред Вернер одружився 1 жовтня 1894 року. Його судженою стала 21-річна Емма Вільгельміна Гіскер, прийомна дочка протестантського пастора. Через три тижні після весілля вчений прийняв швейцарське громадянство як особа «бездоганної репутації з річним доходом 4000 франків».
У 1897 році в сім'ї Вернерів народився син, якого назвали Альфредом Альбертом Юліусом, або, по-домашньому, Фреді. Після його народження за проектом вченого був побудований комфортабельний особняк. Навесні 1898 року Альфред Вернер вселилися в цей прекрасний будинок, в якому вчений жив до самої смерті.
У 1902 році в сім'ї Вернера народився друга і остання дитина - донька Йоганна Емма Шарлотта. Вернер дуже любив дітей. Під час канікул батьки з дітьми відправлялися на один з гірських курортів. У той час вчений сильно захоплювався альпінізмом. В молоді роки Альфред Вернер був також завзятим ковзанярем, захоплювався і вітрильним спортом.
Вже у зрілому віці вчений захопився полюванням. В останні роки життя він часто проводив вільний час у товаристві своїх друзів, грав в більярд, шахи, карти.
Незабаром після отримання Нобелівської премії самопочуття Вернера помітно погіршилося. Діагноз лікарів був невтішним – загальний атеросклероз. Хвороба повільно, але неухильно прогресувала. 15 листопада 1919 року Вернер помер.
Читайте також:
