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走近凯库勒
简介 弗里德里希·奥古斯 特·凯库勒是近代化学史上的一位著名有机 化学家。他1829年9月7日出生于德国达姆施塔特。中学时代的他就表现出对科学的兴趣以及独特的才能。他非常喜欢钻研问题,思想深刻而新颖。 然而...... 这位伟大的化学家最初对化学并无什么偏爱,却在建筑方面表现出惊人的天资,很难想象,当时达姆施塔特市的三幢新建的房子,就是由这位少年设计的,1847年,他考人古森大学学建筑学。在那里,才华出众的少年如鱼得水。李比希是当时吉森大学里颇受人的敬佩的化学家,凯库勒决定去听听这位声望很高的科学家讲课。他听了课之后,感到果然名不虚传。他很快就被这门奇妙的、具有强大生命力的学科所吸引。于是,他立志转学化学。 此举遭到了亲人们的坚决反对,为此,他曾一度被迫转入达姆施塔特市的高等工艺学校求学。但他仍坚信,自己未来的前途是从事化学,别无它路。他在化学教师弗里德里希·莫登豪尔的指导下,进行分析化学实验,熟练地掌握了许多种分析方法。当亲人们了解到凯库勒决心不放弃化学时,只好同意他重返吉森大学继续学习。1849年秋天,他回到了李比希实验室,继续进行分析化学实验。李比希被这位学生的坚强意志深深地感动了。在他的指引下,凯库勒从此走上了研究化学的道路,并在化学的领域里创造了非凡的成就。 1851年,凯库勒在叔父的支助下,自费去法国巴黎留学。由于经济上紧张,他在巴黎只能维持很低的生活水平。但精力充沛的凯库勒,全然不顾这些困难,硬是顽强地刻苦学习着。他要利甩一切机会与每一分钟时间,充分吸收法国新的学术思想和学术风格。有一天:他从校园里的布告牌上得知,著名法国有机化学家查理·日拉尔正在讲授化学哲学课。他随即跑去听课,课后他向日拉尔提出了一些相当重要的问题,立刻引起了这位学者的注视。他被日拉尔请到自己的书房里,一起讨论。他们谈得很投机,竟忘记了吃饭。当他告别日拉尔慢慢走回家时,已经是深夜了。在巴黎,凯库勒过着清苦的生活。每天从早到晚,奔跑在教室与图书馆和宿舍之间。他的收获很大,掌握了不少新的实验事实和研究方法。 毕业前后 凯库勒所写的第一篇化学论文,是他研究硫酸氢戊酯的成果。这篇学术论文,得到了威尔教授等专家的很高评价。论文发表后,1852年6月,大学的学术委员会决定授予凯库勒以化学博士学位。毕业以后,凯库勒先后在阿道夫·冯·普兰特的实验室和伦敦的约翰·施但豪斯的实验室工作。施但豪斯实验室的主要任务,是分析各种药物制剂,并研究从天然物(主要是植物)中制取各种新药的方法。这些工作单调乏味,每天累得精疲力竭,但凯库勒却毫无怨言,不知疲倦地研究着。晚上闲下来,就和同事们讨论有机化学中的理论问题和哲学问题。 凯库勒对原子价问题特别关注。他反复设想着,二价的硫和氧是一样的,因此,如果具备适当的条件,某些含氧有机化合物中的氧应该能被硫原子所取代,不久。他的想法果然得到了实验证明,由此,凯库勒认为原子的“化合价”概念,可以作为新理论的基础。原子之间是按照某种简单的规律化合的。他把元素的原子设想为一个个极小的小球,它们之间的差别只是大小不同而已。每当他闭上眼睛时,就仿佛清晰地看到了这些小球,在不停地运动着。当它们相互接近时,就彼此化合在一起。 他把元素分为三类: 一价元素——氢、氯、澳、钾和钠; 二价元素——氧和硫; 三价元素——氮、磷和砷。 这样,凯库勒就阐明了他对化合价的观点。 对于那些含有若干个碳原子的物质来说,他认为,个别种元素的原子是依靠了碳对它们的亲合力(即化合价)才能存在于有机物中。碳原子与碳原子之间也相互化合,这时,一个碳原子的部分亲合力(化合价)被另一个碳原子的等量亲合力(化合价)所饱合。当时大多数化学家还不理解化合价的本质,凯库勒的上述思想,也就是关于碳链的新思想的出现是有机化合物理论的一次革命。 1855年春天,凯库勒离英回国。他先后访问了很多大学,但令他失望的是,这么多地方都未能使他找到一份合适的工作。于是,他决定在海德堡以副教授的身分私人开课。凯库勒租了一套房子,把其中的一间作为教室,将一间改装成实验室。到他这里来听课的人,最初只有6人;但没过多久,教室里就座无虚席了。而预约登记到他的实验室来工作的实习生还在与日俱增。他一边讲课,一边带实习生做实验,并用所有的空闲时间继续自己的研究。主要课题还是在伦敦时开始的有机物的“类型论”和原子的“化合价”。资金虽不充足,但尚可维持研究能不断进行下去。凯库勒用弄到的各种化学试剂合成了许多新物质,研究了它们的性质。他特别集中精力研究了雷酸及其盐类,期望搞清它们的结构。 苯环的发现 沉浸在丧妻之痛的凯库勒把精力都集中到了对本及其衍生物的研究。凯库勒关于苯环结构的假说,在有机化学发展史上作出了卓越贡献。他早年受到建筑师的训练,具
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