Альфред Вернер: Швейцар химигі және координациялық химияның негізін қалаушы
Alfred Werner
Альфред Вернер: швейцарлық химик, 1913 жылы химия бойынша Нобель сыйлығының иегері. Координациялық химияның негізін қалаушы, октаэдрлік конфигурацияны ұсынды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Швейцариялық химик (1866–1919)
американдық жаттықтырушы, дене шынықтыру профессоры және жоғары оқу орнының спорттық іс-шаралар әкімшісі
Swiss chemist (1866–1919)
the American coach, physical education professor, and college athletics administrator
Альфред Вернер (12 желтоқсан 1866 – 15 қараша 1919) – Швейцариялық химик, Цюрих политехникалық институтының студенті және Цюрих университетінің профессоры. Ол 1913 жылы ауысу металл кешендерінің октаэдрлік құрылымын ұсынғаны үшін Химия бойынша Нобель сыйлығын жеңіп алды. Вернер қазіргі координациялық химияның негізін қалады. Нобель сыйлығын жеңіп алған алғашқы бейорганикалық химик және 1973 жылға дейін жалғыз болды.
Alfred Werner (12 December 1866 – 15 November 1919) was a Swiss chemist who was a student at ETH Zurich and a professor at the University of Zurich. He won the Nobel Prize in Chemistry in 1913 for proposing the octahedral configuration of transition metal complexes. Werner developed the basis for modern coordination chemistry. He was the first inorganic chemist to win the Nobel Prize, and the only one prior to 1973.
Өмірбаян
Вернер 1866 жылы Эльзастағы Мюльхаус қаласында дүниеге келген (сол кезде Францияның құрамында болған, бірақ 1871 жылы Германияға қосылған). Ол католик дінінде тәрбиеленген. Ол, қорыту цехының жұмысшысы Жан Адам Вернер мен оның бай отбасынан шыққан екінші әйелі Саломе Жаннет Вернердің төртінші және соңғы баласы болды. Ол Швейцарияға химияны оқу үшін Цюрихтегі Швейцария Федералдық Техникалық институтына (политехникум) барып оқыды. Бірақ, бұл институт 1909 жылға дейін докторлық диплом беруге құқылы болмағандықтан, Вернер 1890 жылы Цюрих университетінен докторлық диплом алды. Паризде докторантурадан кейін оралып, Швейцария Федералдық Техникалық институтында сабақ берді (1892). 1893 жылы Цюрих университетіне көшті, ал 1895 жылы профессор атанды. 1894 жылы Швейцария азаматы болды. Өмірінің соңғы жылында ол мидың, әсіресе, прогрессивті дегенеративті артериосклерозынан зардап шекті, бұл көп жылғы шамадан тыс ішімдік ішу мен тым көп жұмыс істеуден күшейді. Ол Цюрихтегі психиатриялық ауруханада қайтыс болды. Вернер 1919 жылдың 15 қарашасында Цюрихте 52 жасында артериосклероз салдарынан қайтыс болды.
Werner was born in 1866 in Mulhouse, Alsace (which was then part of France, but which was annexed by Germany in 1871). He was raised as Roman Catholic. He was the fourth and last child of Jean Adam Werner, a foundry worker, and his second wife, Salomé Jeanette Werner, who originated from a wealthy family. He went to Switzerland to study chemistry at the Swiss Federal Institute (polytechnikum) in Zurich. Still, since this institute was not empowered to grant doctorates until 1909, Werner received a doctorate formally from the University of Zürich in 1890. After postdoctoral study in Paris, he returned to the Swiss Federal Institute to teach (1892). In 1893 he moved to the University of Zurich, where he became a professor in 1895. In 1894 he became a Swiss citizen. In his last year, he suffered from a general, progressive, degenerative arteriosclerosis, especially of the brain, aggravated by years of excessive drinking and overwork. He died in a psychiatric hospital in Zürich. Werner died on 15 November 1919 of arteriosclerosis in Zürich at the age of 52.
Координациялық химия
1893 жылы Вернер бірінші болып күрделі иондардан тұратын координациялық қосылыстардың дұрыс құрылымын ұсынды, онда орталық өтпелі металл атомы бейтарап немесе анионды лигандтармен қоршалған. Мысалы, кобальт CoCl3•6NH3 формуласы бар «күрделі» гексамин кобальт (III) хлоридін түзеді екені белгілі болды, бірақ нүктемен көрсетілген байланыстың сипаты жұмбақ болды. Вернер [Co(NH3)6]Cl3 құрылымын ұсынды, онда Co3+ ионы октаэдрдің төбелеріндегі алты NH3 тобымен қоршалған. Үш Cl− ионы еркін иондар түрінде диссоциацияланады, бұл Вернердің сулы ерітіндідегі қосылыстың өткізгіштігін өлшеуі және күміс нитратымен тұнбалау арқылы хлорид анионын талдауымен расталды. Кейіннен магниттік сезімталдық талдауы да Вернердің CoCl3•6NH3 химиялық табиғаты туралы ұсынысын растау үшін қолданылды. Бірден көп типтегі лигандтары бар кешендер үшін Вернер байқалған изомерлердің санын түсіндіре алды. Мысалы, ол екі тетрамин изомерінің – «Co(NH3)4Cl3» – біреуі жасыл, екіншісі қызғылт түсті екенін түсіндірді. Вернер бұл [Co(NH3)4Cl2]Cl формулалы екі геометриялық изомер екенін айтты, және Cl− ионының диссоциациялануы өткізгіштік өлшеулерімен расталды. Co атомы төрт NH3 және екі Cl лигандтарымен октаэдрдің төбелерінде қоршалған. Жасыл изомерде екі Cl лиганды қарама-қарсы төбелерде орналасқан («транс»), ал қызғылт түсті изомерде екі Cl лиганды жанындағы төбелерде орналасқан («цис»). Вернер оптикалық изомерлері бар кешендерді де дайындады, ал 1914 жылы ол [Co(Co(NH3)4(OH)2)3]Br6 формуласы бар гексол деп аталатын көміртексіз алғашқы синтетикалық хиральды қосылысты тапты.
In 1893, Werner was the first to propose correct structures for coordination compounds containing complex ions, in which a central transition metal atom is surrounded by neutral or anionic ligands. For example, it was known that cobalt forms a "complex" hexamine cobalt (III) chloride, with formula CoCl3•6NH3, but the nature of the association indicated by the dot was mysterious. Werner proposed the structure [Co(NH3)6]Cl3, with the Co3+ ion surrounded by six NH3 at the vertices of an octahedron. The three Cl− are dissociated as free ions, which Werner confirmed by measuring the conductivity of the compound in an aqueous solution, and also by chloride anion analysis using precipitation with silver nitrate. Later, magnetic susceptibility analysis was also used to confirm Werner's proposal for the chemical nature of CoCl3•6NH3. For complexes with more than one type of ligand, Werner succeeded in explaining the number of isomers observed. For example, he explained the existence of two tetramine isomers, "Co(NH3)4Cl3", one green and one purple. Werner proposed that these are two geometric isomers of formula [Co(NH3)4Cl2]Cl, with one Cl− ion dissociated as confirmed by conductivity measurements. The Co atom is surrounded by four NH3 and two Cl ligands at the vertices of an octahedron. The green isomer is "trans" with the two Cl ligands at opposite vertices, and the purple is "cis" with the two Cl at adjacent vertices. Werner also prepared complexes with optical isomers, and in 1914 he reported the first synthetic chiral compound lacking carbon, known as hexol with formula [Co(Co(NH3)4(OH)2)3]Br6.
Валенттіліктің сипаты
Вернерден бұрын химиктер элементтің валенттілігін оның байланыстарының саны ретінде, байланыстардың түрлерін ерекшелемей анықтаған. Дегенмен, мысалы, [Co(NH3)6]Cl3 сияқты кешендерде Вернер Co-Cl байланыстарын ұзақ қашықтықта 3 "бірінші" валенттілікке, ал Co-NH3 байланыстарын қысқа қашықтықта 6 "екінші" немесе нашар валенттілікке сәйкес деп санады. Ол осы 6 "екінші" валенттілікті координациялық сан деп атады, оны орталық металл атомына тікелей байланысқан молекулалардың саны (мұнда NH3) деп анықтады. Басқа кешендерде ол 4 немесе 8 координациялық санын тапты. Осы және осыған ұқсас пікірлер негізінде 1904 жылы Ричард Абегг қазір Абегг ережесі деп белгілі болған ережені тұжырымдады, онда элементтің ең жоғары оң және теріс валенттіліктерінің айырмасы көбінесе сегіз болады делінеді. Бұл ереже 1916 жылы Гилберт Н. Льюис өзінің кубикалық атом теориясында "октат ережесін" қалыптастырғанда қолданылды. Қазіргі терминологияда Вернердің бірінші валенттілігі тотығу дәрежесіне, ал оның екінші валенттілігі координациялық санға сәйкес келеді. Co-Cl байланыстары (жоғарыдағы мысалда) иондық деп жіктеледі, ал әрбір Co-N байланысы – Льюис қышқылы Co3+ және Льюис негізі NH3 арасындағы координаттық коваленттік байланыс болып табылады.
Before Werner, chemists defined the valence of an element as the number of its bonds without distinguishing different types of bonds. However, in complexes such as [Co(NH3)6]Cl3 for example, Werner considered that the Co Cl bonds correspond to a "primary" valence of 3 at long distance, while the Co NH3 bonds which correspond to a "secondary" or weaker valence of 6 at shorter length. This secondary valence of 6 he referred to as the coordination number which he defined as the number of molecules (here of NH3) directly linked to the central metal atom. In other complexes, he found coordination numbers of 4 or 8. On these views, and other similar views, in 1904 Richard Abegg formulated what is now known as Abegg's rule which states that the difference between the maximum positive and negative valence of an element is frequently eight. This rule was used later in 1916 when Gilbert N. Lewis formulated the "octet rule" in his cubical atom theory. In modern terminology, Werner's primary valence corresponds to the oxidation state, and his secondary valence is called coordination number. The Co Cl bonds (in the above example) are now classed as ionic, and each Co N bond is a coordinate covalent bond between the Lewis acid Co3+ and the Lewis base NH3.
Шығармалары
Lehrbuch der Stereochemie Фишер, Йена 1904 Дюссельдорф университеті мен мемлекеттік кітапханасының цифрлық басылымы.
Lehrbuch der Stereochemie Fischer, Jena 1904 Digital edition by the University and State Library Düsseldorf