Введение

Швейцарский химик (1866–1919)
американский тренер, профессор физического воспитания и администратор в сфере университетского спорта

Альфред Вернер (12 декабря 1866 – 15 ноября 1919) был швейцарским химиком, учившимся в ETH Zurich и преподававшем в Цюрихском университете. Он получил Нобелевскую премию по химии в 1913 году за предложенную им октаэдрическую конфигурацию комплексов переходных металлов. Вернер заложил основы современной координационной химии. Он был первым неорганическим химиком, удостоенным Нобелевской премии, и единственным до 1973 года.

Биография

Вернер родился в 1866 году в Мюльхаузе, Эльзас (который в то время был частью Франции, но был аннексирован Германией в 1871 году). Он был воспитан в католической вере. Он был четвёртым и последним ребёнком Жана Адама Вернера, рабочего литейного цеха, и его второй жены, Саломе Жаннет Вернер, происходившей из состоятельной семьи. Он поехал в Швейцарию, чтобы изучать химию в Швейцарском федеральном политехническом институте в Цюрихе. Однако, поскольку этот институт не имел права присуждать докторские степени до 1909 года, Вернер официально получил докторскую степень в Цюрихском университете в 1890 году. После завершения постдокторских исследований в Париже он вернулся в Швейцарский федеральный политехнический институт преподавать (1892). В 1893 году он перешёл в Цюрихский университет, где в 1895 году стал профессором. В 1894 году он получил швейцарское гражданство. В последний год жизни он страдал от общего, прогрессирующего, дегенеративного артериосклероза, особенно поразившего мозг, что усугублялось многолетним злоупотреблением алкоголем и переутомлением. Он умер в психиатрической клинике в Цюрихе. Вернер скончался 15 ноября 1919 года от артериосклероза в Цюрихе в возрасте 52 лет.

Координационная химия

В 1893 году Вернер первым предложил правильные структуры для координационных соединений, содержащих комплексные ионы, в которых центральный атом переходного металла окружен нейтральными или анионными лигандами. Например, было известно, что кобальт образует "сложный" гексаминкобальта(III) хлорид, с формулой CoCl3•6NH3, но природа ассоциации, обозначенной точкой, оставалась загадочной. Вернер предложил структуру [Co(NH3)6]Cl3, при этом ион Co3+ окружен шестью NH3 на вершинах октаэдра. Три Cl− диссоциируют в виде свободных ионов, что Вернер подтвердил путем измерения проводимости соединения в водном растворе, а также анализом хлорид-анионов с использованием осаждения нитратом серебра. Позже анализ магнитной восприимчивости также был использован для подтверждения предложения Вернера относительно химической природы CoCl3•6NH3. Для комплексов с более чем одним типом лигандов Вернеру удалось объяснить количество наблюдаемых изомеров. Например, он объяснил существование двух тетраминных изомеров, "Co(NH3)4Cl3", один зеленый, а другой фиолетовый. Вернер предположил, что это два геометрических изомера формулы [Co(NH3)4Cl2]Cl, с одним диссоциированным Cl− ионом, что было подтверждено измерениями проводимости. Атом Co окружен четырьмя NH3 и двумя Cl лигандами на вершинах октаэдра. Зеленый изомер имеет "транс"-конфигурацию, с двумя Cl лигандами на противоположных вершинах, а фиолетовый – "цис"-конфигурацию, с двумя Cl на смежных вершинах. Вернер также синтезировал комплексы с оптическими изомерами, и в 1914 году сообщил о первом синтетическом хиральном соединении, не содержащем углерода, известном как гексол с формулой [Co(Co(NH3)4(OH)2)3]Br6.

Природа валентности

До Вернера химики определяли валентность элемента как число его связей, не различая различные типы связей. Однако, в комплексах, таких как [Co(NH3)6]Cl3, например, Вернер полагал, что связи Co-Cl соответствуют "первичной" валентности 3 на больших расстояниях, а связи Co-NH3, соответствующие "вторичной" или более слабой валентности 6, находятся на меньших расстояниях. Это вторичное значение 6 он назвал координационным числом, определив его как число молекул (в данном случае NH3), непосредственно связанных с центральным атомом металла. В других комплексах он обнаружил координационные числа 4 или 8. Исходя из этих и других подобных представлений, в 1904 году Ричард Абегг сформулировал правило Абегга, которое гласит, что разность между максимальной положительной и отрицательной валентностью элемента часто равна восьми. Это правило было использовано позднее в 1916 году, когда Гилберт Н. Льюис сформулировал "правило октета" в своей теории кубического атома. В современной терминологии первичная валентность Вернера соответствует степени окисления, а его вторичная валентность называется координационным числом. Связи Co-Cl (в приведенном выше примере) теперь классифицируются как ионные, а каждая связь Co-N является координационно-ковалентной связью между кислотой Льюиса Co3+ и основанием Льюиса NH3.

Работы

Lehrbuch der Stereochemie Фишер, Йена 1904 Цифровое издание Университетской и государственной библиотеки Дюссельдорфа.