ВЕРНЕР (Werner), Альфред

12 декабря 1866 г. – 15 ноября 1919 г.

Нобелевская премия по химии, 1913 г.

Швейцарский химик Альфред Вернер родился в г. Мюлузе, расположенном во французской провинции Эльзас. Он был последним из четырех детей токаря Жана Адама Вернера и Саломеи Жанетты (Теше) Вернер. Семья осталась жить в Мюлузе, когда в 1871 г., после франко-прусской войны, Эльзас стал частью Германской империи, однако Вернеры продолжали считать себя французами. Мальчика отдали учиться в католическую школу, где он обратил на себя внимание благодаря таким чертам характера, как необыкновенная самоуверенность и стремление к независимости. С 1878 по 1885 г. он изучал химию в техническом училище. Проходя в течение года военную службу в германской армии, В. посещал лекции по органической химии в Техническом университете в Карлсруэ.

Отслужив военную службу, В. поступил в Федеральный технологический институт в Цюрихе, где в 1889 г. получил диплом химика-технолога, а на следующий год – докторскую степень. Несмотря на то что в школе он не слишком хорошо успевал по математике, в химии он был необычайно талантлив. Его докторская диссертация касалась пространственного расположения атомов в азотсодержащих соединениях.

В 1874 г. Жозеф Ашиль Ле Бель и Якоб Вант-Гофф доказали, что, когда атом углерода связан с другими атомами, вокруг него возникает тетраэдр (геометрическое тело с четырьмя гранями). Было известно, что азот, как правило, образует три связи. Например, в молекуле аммиака атом азота расположен в вершине трехгранной пирамиды, а в углах ее основания находятся три атома водорода. В. и его научный руководитель Артур Ганч доказали, что атом азота также может быть тетраэдрически связанным.

Проведя год в Париже, где он изучал термохимию под руководством Марселена Бертло, В. в 1892 г. вернулся в Цюрих и начал читать лекции по органической химии в Федеральном технологическом институте. На следующий год он стал там адъюнкт-профессором и руководителем химической лаборатории. В 1895 г. В. избирается профессором органической химии. Лекции по этому предмету он начал читать в 1902 г.

В то время считалось, что атомы состоят из положительно заряженного ядра, окруженного отрицательно заряженными электронами, расположенными в орбитальных оболочках. В. каждой оболочке содержится только определенное число электронов. Атом проявляет наибольшую стабильность, когда самая внешняя орбиталь заполнена целиком. Для того чтобы достичь такой стабильности, атомы удерживаются в молекулах с помощью химических связей. Число связей, образуемых атомом, соответствует его валентности, которая равна числу электронов на внешней орбитали. Существуют различные типы химических связей. В ионной связи атомы отдают или принимают электроны. При ковалентной связи электроны являются общими для двух атомов. В случае водородной связи атом водорода является своего рода мостом, соединяющим два электроотрицательных атома. Еще один тип связи возникает в кристаллах металлов, где валентные электроны разделяются сообща всеми атомами кристалла, а не парой атомов, как при ковалентной связи. Традиционная теория валентности объясняла, как связываются атомы, но не вносила ясности в вопрос, что и как является связывающим в большом классе соединений, состоящих из неорганичесских молекул. А объяснить эти структуры и природу их химических связей было необходимо.

В статье «К теории сродства и валентности» ("Contribution to the Theory of Affinity and Valance"), опубликованной в 1891 г. в одном малоизвестном журнале, В. определяет сродство как «силу, исходящую из центра атома и равномерно распространяющуюся во всех направлениях, геометрическое выражение которой, таким образом, представляет собой не определенное число основных направлений, а сферическую поверхность». Два года спустя в статье «О строении неорганических соединений» ("A Contribution to the Construction of Inorganic Compounds") В. выдвинул координационную теорию, согласно которой в неорганических молекулярных соединениях центральное ядро составляют комплексообразующие атомы. Вокруг этих центральных атомов расположено в форме простого геометрического октаэдра определенное число других атомов или молекул. Число атомов, сгруппированных вокруг центрального ядра, В. назвал координационным числом. Он считал, что при координационной связи существует общая пара электронов, которую одна молекула или атом отдает другой. Поскольку В. предположил существование соединений, которые никто никогда не наблюдал и не синтезировал, его теория вызвала недоверие со стороны многих известных химиков, считавших, что она без всякой необходимости усложняет представление о химической структуре и связях. Поэтому в течение следующих двух десятилетий В. и его сотрудники создавали новые молекулярные соединения, существование которых постулировалось его теорией. О полученных ими результатах они сообщили в более чем 150 публикациях. В числе созданных ими соединений были молекулы, обнаруживающие оптическую активность, т.е. способность отклонять поляризованный свет, но не содержащие атомов углерода, которые, как полагали, были необходимы для оптической активности молекул. В 1911 г. осуществление В. синтеза более чем 40 оптически активных молекул, не содержащих атомов углерода, убедило химическое сообщество в справедливости его теории.

В 1913 г. В. была присуждена Нобелевская премия по химии «в знак признания его работ о природе связей атомов в молекулах, которые позволяли по-новому взглянуть на результаты ранее проведенных исследований и открывали новые возможности для научно-исследовательской работы, особенно в области неорганической химии». По словам Теодора Нордстрема, который представлял его от имени Шведской королевской академии наук, работа В. «дала импульс развитию неорганической химии», стимулировав возрождение интереса к этой области после того, как она какое-то время пребывала в забвении.

В Цюрихе в 1894 г., в тот самый год, когда В. стал гражданином Швейцарии, он женился на Эмме Вильгельмине Гискер. У них родились сын и дочь. У В. за время его работы было более 200 докторантов, среди которых он прослыл требовательным наставником. Будучи общительным человеком, он с удовольствием играл в бильярд, шахматы, карты, проводил осенние каникулы в Альпах. Вскоре после того, как ученому была присуждена Нобелевская премия, у него обнаружили атеросклероз мозга. Он вышел в отставку и месяц спустя, 15 ноября 1919 г., умер в возрасте 52 лет.

Помимо Нобелевской премии, В. был награжден медалью Леблана Французского химического общества. Он являлся почетным профессором Женевского университета, членом Британского химического общества, Геттингенской академии наук и многих других научных обществ.

Ранее опубликовано:

Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
© The H.W. Wilson Company, 1987.
© Перевод на русский язык с дополнениями, издательство «Прогресс», 1992.

Дата публикации:

28 января 2000 года