Еще в XVII веке немецкий химик Иоганн Глаубер, который открыл еще и глауберову соль – сульфат натрия, перегоняя каменноугольную смолу в стеклянном сосуде, получил смесь органических соединений, в которой содержалось знаменитое впоследствии вещество под названием… а впрочем, об этом стоит поговорить подробнее.
Глаубер получил смесь незнамо чего, в составе которой химики разобрались только лет двести спустя. Вещество, о котором идет речь, впервые выделил в индивидуальном виде вовсе не химик, а великий физик Майкл Фарадей из светильного газа (получаемого при пиролизе каменного угля, в обилии добывавшегося в Англии). Но имени все еще не было, пока в 1833 году другой немец не перегнал соль бензойной кислоты и получил в чистом виде бензол, в честь кислоты так и названный. Сама же бензойная кислота получается возгонкой бензойной смолы, или росного ладана. А это что за птица? Это такая благовонная смола (сравнительно недорогой заменитель настоящего ближневосточного ладана), которая медленно вытекает из надреза на стволе дерева стиракс бензойный, произрастающего в Юго-Восточной Азии. Арабы, путая Яву с Суматрой, называли ее luban jawi (явское благовоние). Европейцы почему-то решили, что lu – это артикль, а оставшийся обрубок слова превратили в «бензоин».
Любопытно, что в словаре Брокгауза и Эфрона отмечается, что ранее это вещество называлось «бензин», как теперь именуют недешевую жидкость, получаемую, в свою очередь, перегонкой другой вязкой субстанции, из-за обладания которой было пролито крови не меньше, чем заливается сегодня бензина в рычащие стада автомобилей. Кстати, по-английски бензол именуется «бензином» и сейчас, а топливо для автомобилей носит название «petrol» (в Англии) или «gas» (в США). По мнению авторов, эта путаница существенно нарушает стройность мироздания.
Бензол – одно из легендарных органических веществ. Неясности со строением его молекулы начались сразу после установления его химической брутто-формулы С 6 Н 6 . Поскольку углерод четырехвалентен, то ясно, что в этой молекуле должны иметься двойные или тройные связи между атомами углерода, к которым прицеплен только один атом водорода – шесть на шесть, больше не имеем. Тройная связь сразу была отвергнута, потому что химические свойства бензола никак не соответствовали свойствам углеводородов ацетиленового ряда с такими связями. Но и с двойными связями было что-то не так – в 60-е годы позапрошлого столетия было синтезировано множество производных бензола, полученных путем присоединения различных радикалов ко всем шести атомам. И оказалось, что эти атомы совершенно равноценны, чего никак не могло получиться при линейном или как-то разветвленном строении молекулы.
Загадку решил очередной немец Фридрих Август Кекуле. Став в возрасте 23 лет доктором химии, этот вундеркинд окончательно определил валентность углерода как четыре; затем именно он стал автором революционной идеи о цепочках углерода. Кекуле вполне заслуженно может считаться «изобретателем» органической химии, ведь это и есть химия цепочек углерода (сейчас, конечно, это понятие несколько расширилось).
Начиная с 1858 года Кекуле напряженно размышляет о строении молекулы бензола. К тому времени уже были известны и теория строения Бутлерова, и формулы Лошмидта, впервые составленные на основании атомной теории, но с бензолом ничего не получалось. И тогда возникает легенда – циклическая формула углерода привиделась Кекуле во сне. Это очень красивая формула, даже две, потому что мы можем расположить двойные связи в молекуле по-разному.
Согласно легенде, Кекуле привиделась змея, составленная из атомов углерода, кусающая себя за хвост. Кстати, это известная фигура – уроборос (от греческого «хвостопожирающий). Хотя этот символ имеет немало значений, наиболее распространенная трактовка описывает его как репрезентацию вечности и бесконечности, в особенности – циклической природы жизни: чередования созидания и разрушения, жизни и смерти, постоянного перерождения и гибели. Образованный, с детства прекрасно знавший четыре языка, Кекуле, конечно же, знал об уроборосе.
Тут авторы вынуждены сделать некоторое замечание о природе мышления обывателя, так называемого «простого человека», хотя кто признается, что он – человек простой? (Лично мы – ни за что!) Так вот, Кекуле приснился бензол. Менделееву – Периодическая таблица, Месропу Маштоцу ангел показал во сне армянский алфавит, а Данте – текст «Божественной комедии». Кому еще что приснилось? Нам кажется, что подобные легенды как-то льстят самолюбию обывателя – присниться-то ведь каждому может, и мне в том числе, а вот что именно – другой вопрос. Стоит ли говорить, что Кекуле работал над установлением формулы бензола, опубликованной в 1865 году, более семи лет каждый день, без выходных, поскольку выключить голову на уик-энд практически невозможно. Менделеев занимался классификацией элементов вообще полтора десятилетия! Вывод прост: надо не спать, а работать, о чем, кстати, писал Борис Пастернак: «Не спи, не спи, художник, / Не предавайся сну, / Ты – вечности заложник / У времени в плену».
Кстати, легенда о сновидении Кекуле воспета в стихах Алексея Цветкова, где поэт (учившийся в свое время на химическом факультете Одесского университета) размышляет о месте химии в нашей жизни:
был бы живописец написал бы маслом
спящему фридриху кекуле является змея
кусающая себя за хвост с намеком
на строение бензольного кольца
сам кекуле в кирасе шлем поодаль
видимо сморило на коротком привале
на фоне багровой зари обозначен
чуткий профиль стреноженного скакуна
но прежде чем формула будет явлена миру
кто-то должен прервать поцелуем
волшебный сон естествоиспытателя ему
уснувшему в канун седана подсунули
отравленное французское яблоко
родине грозит утрата приоритета
змея обернулась углеродным кольцом
валентные связи мелодично осциллируют
миссию можно поручить урании
музе смежной дисциплины поскольку
собственная у химии отсутствует
но чу легким шагом из-за деревьев дева
аллегория германии она лобзает героя
легонько ударяет мечом о плечо
и нарекает его фон штрадониц оба
уносятся в пленительном танце
тут пожалуй подключается хор
по крайней мере так мне видится
мальчики гурьбой высыпают на сцену
нахлобучивают пластиковые пакеты
отплясывают славу химии царице наук
владычице иприта богине фосгена
впрочем живопись уже давно бессильна
это скорее балетное либретто
Картина складывается довольно безотрадная, прямо скажем, но авторы убеждены, что высокая поэзия просветляет, даже когда касается самых мрачных тем.
Вернемся к нашему бензолу. В общем, коллегам Кекуле не понравилось, что одному и тому же веществу можно приписать две формулы. Как-то это не по-людски, то есть не химично как-то. Чего только не придумывали, вплоть до формулы бензола в виде трехмерной призмы Ладенбурга. Впрочем, обратите внимание, что все остальные формулы на этом рисунке – циклические, то есть Кекуле уже решил главную проблему.
Химические реакции бензола с разнообразными веществами не подтвердили правильности ни одной из этих формул, пришлось вернуться к бензолу а-ля Кекуле, но с некоторым добавлением – придумали, что двойные связи этак вот скачут от одного атома углерода к другому и те две формулы Кекуле мгновенно переходят друг в друга, или, пользуясь специальным термином, осциллируют.
Не растекаясь мыслями по древу стиракса бензойного, обрисуем сегодняшнее положение дел с молекулой нашего шестиугольного красавца. Двойных связей в ней не больше, чем сцепившихся за руки обезьянок. Атомы углерода в плоскости соединены обычными одинарными связями. А под и над этой плоскостью парят облака так называемых пи-связей, делающие химические способности каждого из 6 атомов углерода идентичными. Мы не пишем пособие по химии, а в меру сил развлекаемся (чего и уважаемому читателю от души желаем), так что особо интересующиеся могут обратиться за подробными сведениями к любому учебнику органической химии, даже школьному. Молекулу бензола сейчас изображают так (кольцо – это и есть одно из облаков, которое как бы витает над плоскостью страницы нашей книги).
Бензол – самый известный представитель так называемых ароматических соединений, которые (1) содержат кольцо или кольца типа бензольного, (2) относительно устойчивы и (3) несмотря на ненасыщенность (наличие пи-связей), склонны к реакциям замещения, а не присоединения. Так говорит Заратустра, то есть энциклопедия! Собственно, ароматическая система (если верить тому же источнику) – это особое свойство некоторых химических соединений, благодаря которому кольцо ненасыщенных связей проявляет аномально высокую стабильность. Термин «ароматичность» был предложен потому, что первые из открытых таких веществ обладали приятным запахом. Сейчас все не совсем так – многие ароматические соединения пахнут довольно отвратно.
Зачем нам бензол, кроме, конечно, чисто человеческого любопытства? В смысле, с чем его едят и едят ли? А если серьезно, бензол – токсичная бесцветная горючая жидкость, слабо растворимая в воде и с трудом поддающаяся разложению. Используется как добавка к моторным топливам, в химическом синтезе, как прекрасный растворитель – иногда его называют «органической водой», которая способна растворить все что угодно. Именно поэтому его используют, чтобы выделять алкалоиды из растений, жиры из костей, мяса и орехов, чтобы растворять резиновые клеи, каучук, любые другие лакокрасочные материалы.
Однозначно установлена канцерогенность бензола для человека. Кроме того, он вызывает заболевания крови и поражает хромосомы. Симптомы отравления: раздражение слизистых оболочек, головокружение, тошнота, ощущение опьянения и эйфории (бензольная токсикомания). Вследствие малой растворимости бензола в воде он может существовать на ее поверхности в виде постепенно испаряющейся пленки. Последствия кратковременного вдыхания концентрированных паров бензола: головокружение, судороги, потеря памяти, смерть.
Мы нашли два упоминания бензола в русской поэзии. И, признаться, оба они нас разочаровали. Вот молодой Борис Корнилов (1932) написал стихи «Семейный совет». Смотрите, какое энергичное начало, какие прекрасные рифмы:
Ночь, покрытая ярким лаком,
смотрит в горницу сквозь окно.
Там сидят мужики по лавкам -
все наряженные в сукно.
Самый старый, как стерва зол он,
горем в красном углу прижат -
руки, вымытые бензолом,
на коленях его лежат.
Ноги высохшие, как бревна,
лик от ужаса полосат,
и скоромное масло ровно
застывает на волосах.
Это злобный кулак с сыновьями. Ему почему-то очень не нравится, что новая власть собирается отобрать у него все добро, а потом расстрелять или в лучшем случае выслать в Сибирь вместе с семьей. Соответственно, автор изображает его в виде опереточного злодея, играя поэтическими мускулами и не слишком заботясь о правдоподобии деталей. Молодой автор (25 лет) почему-то думает, что сукно – это ткань для богатых мироедов, которые смазывают волосы скоромным (то есть животным – должно быть, сливочным маслом). И моют руки бензолом – ради яркой рифмы с «зол он», поскольку понятно, что в деревне этого вещества сроду не водилось, а руки им не моют даже химики – с какой стати? Но чего не напишешь ради идеологической выдержанности. Тем более что по энергии и образности эти стихи совсем, совсем неплохие. Должно быть, именно поэтому автора не обласкали за эти стихи, а обвинили в «яростной кулацкой пропаганде». А потом, само собой, расстреляли.
И великий Блок нас тоже поначалу огорчил. Бензол для него – только утеха токсикоманов. Между тем использовать его в этих целях можно только от большого отчаяния, он наркотик слабенький и ужасно ядовитый. А стихи называются «Комета».
Ты нам грозишь последним часом,
Из синей вечности звезда!
Но наши девы – по атласам
Выводят шелком миру: да!
Но будят ночь всё тем же гласом -
Стальным и ровным – поезда!
Всю ночь льют свет в твои селенья
Берлин, и Лондон, и Париж,
И мы не знаем удивленья,
Следя твой путь сквозь стекла крыш,
Бензол приносит исцеленья,
До звезд разносится матчиш!
Наш мир, раскинув хвост павлиний,
Как ты, исполнен буйством грез:
Через Симплон, моря, пустыни,
Сквозь алый вихрь небесных роз,
Сквозь ночь, сквозь мглу – стремят отныне
Полет – стада стальных стрекоз!
Грозись, грозись над головою,
Звезды ужасной красота!
Смолкай сердито за спиною,
Однообразный треск винта!
Но гибель не страшна герою,
Пока безумствует мечта!
Впрочем, после внимательного прочтения этого стихотворения у авторов появилось подозрение, что оно написано не без иронии, поскольку смертоносной мощи кометы автор противопоставляет какие-то достаточно приземленные и даже пошловатые достижения человечества («стеклянные крыши», вышивающих девиц, «поезда», «стальных стрекоз» и прочее). Не случайно среди всех этих примет сытой и довольной жизни вдруг оказывается, что наш мир «раскинул хвост павлиний», так что «буйство» его «грез» начинает звучать довольно сомнительно. Возможно, что и бензол вместо опия вставлен с целью поиздеваться над незадачливым токсикоманом.
Из интересных производных нашего героя укажем на фенол, который по своей химической структуре представляет бензол с присобаченной гидрокси-группой –ОН. Когда-то его называли карболовой кислотой или просто карболкой, которая в виде водного раствора дает отлично дезинфицирующую жидкость. Впервые для дезинфекции карболку применил английский врач Джозеф Листер при перевязке больных со сложными переломами (в Америке до сих пор популярен ополаскиватель для полости рта «Листерин», правда уже не содержащий никакой карболки). До той поры сколь-нибудь сложное ранение почти всегда осложнялось инфекцией, а уж при ампутациях конечностей заражение было практически неизбежным. Аппендицит считался смертельным заболеванием – простецкая сейчас операция по удалению аппендикса часто заканчивалась экзитус леталис. Одноногий английский пират Джон Сильвер из знаменитого романа Роберта Льюиса Стивенсона «Остров сокровищ» – чудо британской медицины XVIII века. На самом деле при подобных операциях выживал хорошо, если один из двадцати пациентов. Карболка разрушает ткани вокруг раны, но и убивает находящихся в ней бактерий, так что пациенты Листера удивительно быстро выздоравливали. Тогда Листер начал обрызгивать этим веществом операционную. С тех пор раствор карболовой кислоты стали применять для дезинфекции помещений, одежды и много другого. И в Первую, и во Вторую мировые войны карболка довольно широко использовалась в полевой хирургии, в основном из-за отсутствия других, более совершенных дезинфицирующих средств. Сегодня предпочитают внутренние антисептические средства – прежде всего сульфаниламиды и антибиотики. А нам остается «рокот гитары карболовой» – так писал Мандельштам в 1935 году, вспоминая треньканье гавайской гитары, на которой играл за «халтурной стеной» его «московского злого жилья» (пока оно еще имелось) поэт Кирсанов.
Завершим эту главу тем, что в 1978 году было синтезировано соединение, которое вполне можно было бы назвать «сверхбензолом». Это углеводород, состоящий из 12 сконденсированных друг с другом бензольных колец в форме макроциклического шестиугольника. На одном из химических конгрессов это вещество было торжественно названо «кекулен» – ясно, в честь кого.
И если – что греха таить! – мы испытываем слабость к бензолу за изысканность его структуры, то кекулен достоин еще более страстной любви, не меньше, чем фуллерены, описанные в главке об углероде.
У бензола необычный запах; пары его удушливы и даже канцерогенны; он горит, испуская внушительный черный дым; его формула, как нам твердят учебники, C 6 H 6 , где шесть атомов углерода образуют кольцо, или «цикл». Среди прочих замечательных свойств (как то: быть основой для множества красителей, инсектицидов, взрывчатых веществ и пластмасс) он обладает такой же прозрачностью, как и вода, поэтому стеклянный предмет, погруженный в бензол, становится совершенно невидимым! Но это еще не все: у этой немного магической жидкости совсем не банальная история. Разъяснение ее структуры заполонило хроники в середине XIX века и продолжает удивлять до сих пор. Подумать только: она была открыта во сне!
Я подвинул свое кресло поближе к огню и погрузился в дремоту. Снова перед моими глазами закружились атомы. <…> Длинные цепи, часто тесно сплетенные, непрерывно двигались, свиваясь и развиваясь, словно змеи. Но что это? Одна из змей ухватила себя за хвост и закружилась перед моими глазами, будто дразня. От пронзившей меня догадки я проснулся…
Человека, «увидевшего» во сне формулу бензола, которую на протяжении многих лет искали все его коллеги, звали Фридрих Август Кекуле. В ту эпоху (1865), когда химики ломали копья по поводу атомов, которые одни считали существующими реально, а другие - лишь удобной научной абстракцией, Кекуле сделал свой выбор: он не просто признавал их реальность, но и не переставая видел их во сне, внутренним взором. И в самом деле, такое с ним приключилось не в первый раз. Семью годами раньше атомы уже скакали у него перед глазами, когда он ехал в омнибусе по улицам Лондона. Тогда он заключил, что атомы углерода могут соединяться в длинные цепочки, тем самым заложив основы (при учете четырех связей, которыми углерод может сцепляться со своими соседями) органической химии. Эта наука добилась неслыханного успеха в конце XIX века, поскольку позволила синтезировать наконец органические вещества и показала, что живые существа живы совсем не потому, что в них, как прежде верили, «вдохнули жизнь».
Можно удивляться тому, что химики проделали путь от цепи к циклу в то же самое время, когда люди учились крутить педали велосипеда: первая цепная передача была изобретена в 1869 году… Менее удивительно выглядит идиллическая картина, объединяющая змею с яблоком Ньютона. А если говорить серьезно, то нетрудно себе представить возмущение тех, кто в Бога верил больше, чем в атомы, изрядно отдающими серой заявлениями химиков, из которых прямо следовала избыточность Божественного вмешательства в создание жизни. К тому же сон творца органической химии был вполне эзотерическим. Змея, кусающая свой хвост, - это же Уроборос, символ единства материи и Вселенной, священного кругооборота творения, в котором чередуется порождение с пожиранием. Проще говоря, это образ, тесно связанный со знаменитым «все во всем», а также, если угодно, с «и наоборот», вносящим необходимое уточнение.
Но, как ни странно, наиболее яростно против сна Кекуле выступили вовсе не теологи, а сами химики. Не могло быть речи о том, чтобы строить новую науку, только что с большим трудом очищенную от алхимического наследства, на основании приснившейся змеи, кусающей свой хвост. Сам того не подозревая, Кекуле задел деликатную струну… которая продолжает звучать до сих пор. Год спустя в немецком специализированном журнале Chemische Berichte появился рисунок, изображающий два бензольных цикла, каждый из которых состоял из шести держащих друг друга за хвост макак. После этого сновидение не раз подвергалось подобным атакам со стороны честных химиков: последняя датируется 1985 годом, когда Американская химическая ассоциация посвятила вопросу о бензоле одно из ежегодных заседаний. На нем выступили два американских химика, доказывавшие, что Кекуле не мог увидеть свою знаменитую формулу во сне.
Обилие пролитых чернил и изведенной бумаги ради какого-то сна невозможно объяснить ни неприятием алхимии, которая была, хотим мы того или нет, предком химии, ни какой-то теологической строгостью, так что приходится искать другую причину. Как и на Ньютона, проводившего, кстати, долгие месяцы, раздувая свои алхимические печи, Галилея или Эйнштейна, на Кекуле снизошла благодать - более того, благодать в том самом смысле, который ей придавали адепты древних эзотерических учений. Книга «Ля Фонтэн о любви к науке» - классика алхимической литературы, она написана в 1413 году валансьенцем Жеаном де Ля Фонтэном, и в ней по пунктам расписано, как знание нисходит на посвященных. Можно биться об заклад, что популярный миф о «низошедшем знании» именно здесь берет свое начало. В самом деле, за четыре с половиной века до Кекуле Жеан обладал не меньшей склонностью к вещим снам и за два с половиной века до Ньютона ценил прелести фруктовых садов:
И, отобедав, я уснул,
Расположившись в том саду;
И как мне кажется теперь,
Пробыл я долго в забытьи,
Тому причиной - наслажденье,
Что мне явило сновиденье.
Во сне Жеан встречается с «двумя прекрасными ясноокими дамами», а именно - с Мудростью и Познанием. Они-то ему и открыли, что:
Наука - Божий дар, и, без сомненья,
Она дается лишь по вдохновенью.
Пусть так! Творцом дарована она,
Зато людьми всегда вдохновлена .
В этих цветистых виршах заключено нечто неприемлемое для вчерашних и сегодняшних химиков. Несправедливость того, что кому-то удается найти решение во сне («Почему именно их выбрали ангелы Спасителя?» - спрашивал Инфельд), тогда как другие вкалывают до кровавого пота, но не могут достичь обетованных земель; сам факт, что истина отдается бесплатно, тогда как ее надлежит обретать только в результате скрупулезного труда по сведению вместе разнообразных противоречивых данных, отыскивая скрытый в них смысл. Наука строится исключительно на опыте и разуме, даже если допустить - в конце концов, ничто не совершенно, - что какие-то ее корни скрываются в реторте алхимика.
Змея Кекуле прославилась оттого, что заползла в эту (мифическую) расщелину, которая отделяет научное от ненаучного. Напрочь отрицая возможность узнать основополагающую истину из сна, химики заняли позицию столь же догматическую, как и народная мудрость, ни минуты не сомневающаяся в Божественном откровении. Неутомимый труженик и убежденный рационалист, Кекуле, видимо, сумел воспользоваться тем благоприятным состоянием ума, которое возникает в полусне, когда сознание медленно угасает, когда научная строгость, обволакиваемая дремотой, постепенно смягчается, когда привычные доводы непривычно меняют порядок, вставая на место, как части головоломки. Конечно же факт, что некоторое количество задач - химических, математических и прочих - было решено в состоянии полусна, представляет больший интерес с точки зрения физиологии, чем откровения. И если вокруг пресловутой змеи Кекуле разгорелись страсти, то только потому, что граница между сознанием и телом или между наукой и народной мудростью столь же неуловима, как едва задремавший уж.
Примечания:
ЦЕРН - Европейский центр ядерных исследований в Женеве. (Прим. перев.)
Сообщения по химии (нем.) .
Перевод В. С. Кирсанова.
По статистике, современный человек спит меньше, чем необходимо организму, из-за чего растет процент нервных расстройств и неврозов. Кроме того, сон - это не только необходимый для организма отдых, но и возможность найти верное решение, идею или ответ на сложный вопрос.
Народная мудрость гласит: утро вечера мудренее. И наука подтверждает тот факт, что порой многочасовая непрерывная работа не дает желаемых результатов, сбивая с пути. Во время же сна мозг продолжает непрерывно работать, форматируя полученные данные: вся лишняя информация отбрасывается, а важные данные логически структурируются. Порой во сне приходят и гениальные идеи.
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА
Пожалуй,
самый известный случай великой идеи, пришедшей во сне. Якобы эту версию
открытия таблицы распространял среди студентов профессор
А.А.Иностранцев, в качестве примера психологического влияния интенсивной
работы на мозг человека. Однако ошибочно полагать, что гениальное
решение, изменившее весь ход науки, так просто далось ученому. Свою
таблицу химических элементов Менделеев обдумывал не один год, но долго
не мог представить их в виде логичной и наглядной системы. «Все в голове
сложилось, а выразить таблицей не могу» - говорил великий ученый, часто
работающий «без сна и отдыха». Незадолго до открытия таблицы, вернее,
системного ее обобщения, Менделеев проработал трое суток подряд, когда
же закрыл глаза, увидел во сне несколько недостающих элементов и схему
их расстановки. Проснувшись, Менделеев тут же записал увиденное на
клочке бумаги. Известно, что сам химик не очень любил, когда вспоминали
историю про приснившуюся таблицу: «Я над ней, может быть, двадцать лет
думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».
ФОРМУЛА БЕНЗОЛА
Впервые
строение бензола удалось установить в 1865 году немецкому химику
Фридриху Августу Кекуле. К тому времени уже получилось синтезировать
бензол, однако точная формула вещества была неизвестна. Циклическую
структурную формулу бензола, имеющую вид правильного шестиугольника,
Кекуле увидел во сне: формула бензола явилась в виде змей, кусающих друг
друга за хвост. По одной из версий, на эту мысль его навел перстень в
виде двух сплетенных змей из золота и платины, по другой – узор
персидского ковра. Проснувшись, Кекуле провел остаток ночи за
разработкой гипотезы и заключил, что структура бензола представляет
замкнутый цикл с шестью атомами углерода. Интересно, что несколькими
годами ранее химик уже видел странный сон, задремав в омнибусе в
Лондоне, где он занимался анализом лекарственных препаратов. Тогда в
полудреме перед Кекуле предстали «атомы, резвящиеся на глазах. Два
небольших атома объединялись в пары, и больший принимал тех, что
поменьше. Другой более крупный держит еще три или четыре более
маленьких». Проснувшись, ученый заключил, что атомы углерода могут
соединяться в длинные цепочки. Считается, что этот сон заложил основы
органической химии.
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДРОБИ
Современный
способ производства дроби изобрел Уильям Уоттс, слесарь-водопроводчик
из Бристоля, в 1872 году. Уоттсу приснился сон: он идет под дождем, но
вместо капель воды на него падают свинцовые шарики. Тогда слесарь решил
провести эксперимент, расплавив небольшое количество свинца и выплеснув
его с колокольни в бочку с водой. Когда Уоттс вылил из бочки воду, то
обнаружил, что свинец затвердел в виде небольших шариков. Оказалось, что
во время полета капли свинца приобретают правильную круглую форму и
твердеют. До открытия Уоттса производство свинцовых пуль и дроби для
ружей было чрезвычайно затратное, долгое и трудоемкое дело. Свинец
раскатывали в лист, который затем разрезали на кусочки. Или же дробь
отливали в формах, каждую по отдельности.
АРМЯНСКИЙ АЛФАВИТ
Необходимость в национальном алфавите возникла в Армении в 301 году нашей эры, после принятия христианства. Именно над этим стал усиленно трудиться Месроп Маштоц – миссионер и проповедник христианства, впоследствии причисленный армянской церковью к лику святых. Столкнувшись с трудностями во время проповедей, когда ему одновременно приходилось быть и чтецом и переводчиком, иначе его никто не понимал, решил изобрести письменность для армянского языка. Для этих целей Месроп отправился в Месопотамию, где изучил разные алфавиты и письменности в библиотеке в городе Эдесса, однако никак не мог представить все в виде системы. Тогда Месроп стал молиться, после чего увидел сон: руку, пишущую на камне. «Камень же, подобно снегу, сохранял следы начертаний». После видения проповеднику окончательно удалось расставить письмена по порядку и дать им названия. Созданный Маштоцем армянский алфавит используется и сегодня практически без изменений. Нынешний алфавит состоит из 39 букв.
АН-22 «АНТЕЙ»
Конструкция советского самолета-гиганта, а именно идея его хвостового оперения, пришла авиаконструктору Олегу Антонову, по его собственному признанию, во сне. Конструктор долго рисовал, чертил, пытался применить особый подход, но ничего не получалось. «Однажды ночью, во сне, перед моими глазами четко обрисовался хвост самолета, необычный по форме». Сон был настолько неожиданным, что конструктор проснулся и зарисовал на клочке бумаги необычную конструкцию. Проснувшись утром, Антонов не мог понять, почему идея не приходила ему в голову раньше. Так в СССР появился первый в мире широкофюзеляжный самолет, установивший более 40 мировых рекордов.
ИНСУЛИН
Идея выработки гормона инсулина, который уже 80 лет спасает жизни больных сахарным диабетом, пришла канадскому физиологу Фредерику Бантингу во сне. Бантинг был одержим идеей победить диабет, его друг детства скончался от этой болезни в юном возрасте. К тому времени, диабет был уже изучен, известна была и роль инсулина в лечении заболевания, однако до сих пор синтезировать инсулин никому не удавалось. Однажды Бантинг наткнулся на статью в одном медицинском журнале о связи диабета и поджелудочной железы, после чего, проснувшись среди ночи, ученый сделал запись: «перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Подождать шесть–восемь недель. Удалить и экстрагировать». После этого сна Бантинг проводил эксперименты на собаках: 27 июля 1921 года собаке с удаленной поджелудочной железой ввели экстракт атрофированной поджелудочной железы другой собаки. Собака выздоровела, уровень глюкозы в ее крови снизился до нормального. Чуть позже Бантингу удалось получить инсулин из бычьей поджелудочной железы, и в 1922 году инсулин был впервые использован для лечения сахарного диабета у человека: Бантинг сделал инъекцию тяжело больному 14-летнему мальчику Леонарду Томпсону и тем самым спас ему жизнь. За свое открытие Бантинг получил Нобелевскую премию.
Созданное компьютером изображение: шесть молекул инсулина ассоциированы в гексамер.
СТРУКТУРА АТОМА
Основоположник атомной физики, датский ученый Нильс Бор в 1913 году сделал открытие, изменившее научную картину мира, и принесшее самому автору мировое признание. Ученому приснилось, будто он находится на солнце из горящего газа, вокруг которого вращаются планеты, связанные с ним тонкими нитями. Внезапно газ затвердел, а солнце и планеты уменьшились. Проснувшись, Бор осознал, что только что увидел во сне структуру атома: его ядро предстало в виде неподвижного солнца, вокруг которого вращались «планеты» - электроны.
Понятие ароматичности.
Название «ароматические соединения» возникло случайно, в связи с тем, что первые соединения этого ряда, выделенные из природных смол и бальзамов, обладали приятным ароматным запахом.
Так, например, еще в ХУ1 веке из бензойной смолы были выделены бензойная кислота и бензиловый спирт; из масла горького миндаля – бензойный альдегид; из толуанского бальзама – толуол; из сосновой смолы – цимол и т.д.
В дальнейшем было установлено, что такое же строение и химические свойства имеют и многие другие вещества, не обладающие приятным ароматным запахом. Поэтому название «ароматические вещества» потеряло свое первоначальное значение.
Немецкий химик Кекуле первым обратил внимание, что многие ароматические соединения в обычных химических превращениях сохраняют характерную циклическую группировку из шести атомов углерода и поэтому бензол, как простейший представитель с шестичленной группировкой был признан родоначальником ароматических соединений.
Бензол был открыт в 1825 году Фарадеем, который выделил его из конденсированных остатков светильного газа, получаемого из каменного угля. Фарадей определил и соотношение углерода и водорода в этом соединении, равное 1:1.
В 1834 году Э.Митчерли при нагревании солей бензойной кислоты (вещества, выделяемого из природных ароматических смол) получил это же соединение и дал ему название бензин. Однако позже Ю.Либих предложил назвать это вещество бензолом.
В 1845 году Гофман выделил бензол при перегонке каменноугольной смолы.
Бензол и ряд его гомологов, а затем и большая группа других соединений вскоре после их открытия были выделены в группу ароматических соединений, так как обладали особыми «ароматическими свойствами»:
бензол, несмотря на свою глубокую «ненасыщенность» (С 6 Н 6), легко вступал в своеобразные реакции замещения водородных атомов и трудно вступал в реакции присоединения, характерные для алкенов;
другая особенность, отличающая ароматические соединения от алкенов – это их высокая устойчивость, легкость образования в самых различных реакциях и сравнительная трудность протекания реакций окисления;
наконец, весьма характерными являются свойства некоторых производных ароматических углеводородов:
Ароматические амины менее основны, чем алифатические;
Ароматические гидроксильные производные – фенолы, обладают значительно более кислотным характером, чем спирты;
Ароматические галогенпроизводные значительно труднее вступают в реакции замещения, чем алифатические.
Совокупность перечисленных свойств и являлась тем «химическим критерием» с помощью которого определялась принадлежность того или иного вещества к ароматическим соединениям, его «ароматический характер».
2. Развитие представлений о строении бензола. Формула Кекуле.
Структурную формулу бензола как системы циклогексатриена впервые предложил в 1865 году немецкий химик А.Кекуле.
Согласно Кекуле, бензол – замкнутая система с тремя сопряженными двойными связями – циклогексатриен-1,3,5.
Формула Кекуле правильно отражает:
1) элементный состав, соотношение атомов углерода и водорода (1:1) в молекуле бензола;
2) равноценность всех атомов водорода в молекуле бензола (однозамещенные бензола не имеют изомеров – С 6 Н 5 СН 3 , С 6 Н 5 Сl).
Однако, эта формула не отвечает многим особенностям бензола:
1) являясь, согласно формуле Кекуле, формально ненасыщенной системой, бензол в то же время вступает преимущественно в реакции замещения, а не присоединения. Почему бензол не обесцвечивает бромную воду?
2) эта формула не может объяснить высокой устойчивости бензольного кольца;
3) если исходить из формулы Кекуле, у бензола должно быть два орто-изомера. Однако известен только один орто-изомер.
4) и, наконец, формула Кекуле не в состоянии объяснить равенства расстояний между углеродными атомами в реальной молекуле бензола.
Чтобы выйти из этого затруднения, Кекуле был вынужден допустить возможность постоянного изменения положения двойных связей в молекуле бензола и выдвинул теорию «осцилляции», согласно которой двойные связи не фиксированы на одном месте:
В связи с этим понятие «ароматические соединения», «ароматические свойства» приобрели другой смысл.
К ароматическим соединениям стали относит соединений, содержащие шестичленную циклическую группировку с тремя двойными связями (бензольное кольцо) и обладающие особыми физическими и химическими свойствами.
Противоречия между формальной «ненасыщенностью» и своеобразными физическими и химическими свойствами, объясняет только квантовая органическая химия.