История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 1

В зависимости от принятой системы формулы соединений (минеральных и органических) составлялись по-разному, и поэтому для одних и тех же веществ могло существовать несколько вариантов. В таких условиях некоторые ученые высказывали сомнения в необходимости и целесообразности установления числа атомов в соединениях. Необходимо отметить, что в начале второй четверти XIX в. разночтения и неопределенности в установлении формул соединений достигли таких пределов, что стали сдерживать развитие органической химии, которая накопила большой эмпирический материал, нуждавшийся в обобщении и систематизации.

Именно в рамках органической химии на рубеже 50-х гг. XIX в. наметилась тенденция реформы атомистической теории, направленная на возрождение и развитие молекулярных представлений. В 40-х гг. XIX в. два молодых французских химика Огюст Лоран и Шарль Фредерик Жерар (см. гл. 9, п. 9.4) предприняли очередную попытку уточнения относительных атомных масс. В ходе своих исследований Ш.Ф. Жерар пришел к выводу, что в качестве общей меры для изучения свойств и составов органических веществ атомные веса представляют больше удобства по сравнению с системой эквивалентов. Эквиваленты Гмелина, ближе всего подходившие к соединительным весам, численно были равны уменьшенным вдвое атомным весам Берцелиуса для ряда элементов, в том числе для основных, входящих в состав органических соединений. Анализируя соотношение объемов CO₂ и паров H

₂O, образующихся при горении органических веществ, Жерар пришел к выводу, что представленные Берцелиусом формулы многих соединений являются удвоенными. В обстановке путаницы в атомных и эквивалентных массах, а также в формулах органических веществ Ш.Ф. Жерар предложил устранить накопившиеся противоречия путем исправления значений атомных масс углерода, кислорода и серы. При A_r(H) = 1 он предложил считать атомные массы этих элементов равными A_r(O) = 16; A_r(C) = 12 и A_r

(S) = 32. Жерар также исправил эквивалентные массы серебра, свинца и щелочных металлов. Необходимо признать, что в целом таблица атомных масс Жерара была менее совершенной по сравнению с системой Берцелиуса 1826 г., однако ее главное преимущество заключалось в том, что она опиралась на правильные эмпирические формулы веществ. ½

В результате своих исследований Жерар и Лоран не только предложили упростить формулы многих соединений, но практически очень близко подошли к современному пониманию молекулярного состояния вещества, используя представления о «химической частице». По крайней мере, из статей О. Лорана видно, что он осознавал различие между атомарным и молекулярным хлором, приписывая последнему формулу Cl₂.

Полностью поддержав идеи Ш.Ф. Жерара, О. Лоран предложил использовать в записи химических реакций обозначения половинных объемов эквивалентов простых газов (H_½, Cl_½). К концу 40-х гг. XIX в. он уверился в существовании двойных молекул этих веществ (H

₂, Cl₂) и высказал предположение о том, что в реакциях такие молекулы могут делиться на два атома. «Даже если допустить, — писал Лоран, — что существует предел делимости материи, мы не обязаны считать атомы химиков таким пределом, и мы вполне будем в состоянии понять причину закона определенных пропорций, предположив, что химические атомы на самом деле представляют собой молекулярные группы, составленные из некоторого числа меньших атомов»^{335}.

В одной из последующих статей, пользуясь обозначениями Берцелиуса, Лоран предложил уравнения с обозначениями двухатомных молекул газообразных простых тел:

(HH) + (ClCl) = (HCl) + (HCl);

(HH) + (HH) + (OO) = (HH)O + (НН)О.

Используя новые химические формулы, О. Лоран показал принципиальное различие между понятиями атом, молекула и эквивалент. Он продемонстрировал, например, что атом кислорода эквивалентен атому серы, а атом водорода — атому галогена, но каждый атом первой пары эквивалентен двум атомам второй пары. Кроме того, Жерар отмечал, что значение эквивалента (эквивалентной массы) сложного вещества далеко не всегда является постоянной величиной — оно может зависеть от природы партнеров, с которыми реагирует данное соединение.

Таким образом, Ш.Ф. Жерар и О. Лоран на рубеже 50-х гг. XIX в. инициировали долгожданную реформу сложившейся в химии системы атомных весов. Еще шаг, как пишет М. Джуа, и идеи Авогадро осветили бы систему атомных масс, но преждевременная кончина обоих французских химиков помешала закончить работы по реформе атомного учения^{336}. Решить эту проблему и осуществить настоящую реформу атомно-молекулярной теории предстояло итальянскому химику С. Канниццаро.