曾经被游行示众的大化学家

作为有机结构理论的创始人之一,他同凯库勒、库帕等化学大师齐名,他为有机化学理论的发展作出了重大贡献。他不但是卓越的化学理论家,同时也是一位娴熟的实验家。但就是因为实验,他曾经被游行示众...... 

1、游行示众

公元1844年夏季的一天,俄国喀山中学里,发生了一件轰动全校的新闻。学生们奔走相告,只为化学系一个叫萨沙的男生因犯严重校规被游园示众。正午十二点,在通往饭堂的必经之道上,几名学生会干部正耀武扬威地押着一个可怜的男生。这位男生微卷的黄发凌乱不堪,眉毛只剩下几根,脏兮兮的衬衫系了一个扣子,左裤腿还卷了起来。他胸前挂了一个大牌子,上面写着一排大字(俄文):伟大的化学家。

“瞧,这家伙多滑稽!这样子,还想当化学家呢。”

“听说他在宿舍里悄悄做化学试验。”

“是的。除了这条违规外,这家伙的试验发生爆炸,我邻桌的手都破皮了。”

“看来这次游行没有冤枉他。”

“凶神罗兰特的好学生,这下可有好戏看.......”

……

布特列洛夫(A.M.Butlerov 1828-1886)/网络图

2、火药风波

被示众的男生仰着头,仿佛没有听见同学们的议论。其实,萨沙心里早已游走八荒。他清楚知道,此情此景,是这些同学最想看到的。他们都是喀山和附近村子里的官僚、地主子弟。他们不喜欢萨沙的原因无非有两点:一是萨沙穿戴很整齐,非常守规矩,衣物收拾得井井有条,这些与吊儿郎当的纨绔子弟极不相符;二是萨沙的才能明显高于这些同学,所以得到化学老师的偏爱,由于化学老师管理极严,被同学们私下称为“凶神罗兰特”。罗兰特老师是位非常有眼光的老师,他曾不止一次对这位得意弟子说,不要理会那些无聊的学生,只有心中装着理想的人才会有所成就。

萨沙记着老师的话,所以一直充满自信,在校园里走路也喜欢仰着头。从小学起,他就崇拜德国有机化学家凯库勒,并发誓要成为凯库勒一样的名人。进中学后,他竟然偷偷地制造起火药来。这是一个非常有挑战性,也极危险的实验,罗兰特老师曾在课堂上多次强调,学生一律不准接触。其实,罗兰特老师刚强调完这条规定,就开始为萨沙担心。他第一次见面就喜欢上这个身材高大的小伙子。记得那是一个夏日的午后,正在批改作业的罗兰特老师在办公室接见了萨沙和他父亲。萨沙肩膀宽阔,体格健壮,淡黄色的头发闪着金光,灰兰色的眼睛微微眯起,嘴角上总是带着温和的笑容。阅人无数的罗兰特老师通过一番谈话,知道眼前这个小男生很有主见。

德国化学家凯库勒,1829年-1896年(图源见水印)

萨沙对火药的兴趣远远超出罗兰特老师的想象。他和最好的朋友科利亚?彼得罗维奇?瓦格涅尔、米佳?彼得罗维奇?皮亚特尼茨基一起,在宿舍里悄悄搞火药试验。试验第五次时,终于出事,于是出现了文前那一幕。罗兰特老师也保不住萨沙,只得在旁边默默看着自己钟爱的学生被游行示众。

同学的冷嘲热讽,萨沙并没放在心上。但老师难过的表情,让他既震惊又心痛。惊的是,罗兰特老师居然如此在乎自己;痛的是,年轻的自己做事太过鲁莽,让老师受伤害了。那种感觉,当真是百味杂陈……

3、蜕变高飞

这个小名萨沙,原名布特列洛夫的男生,自此牢牢记住这次游行,并暗暗发誓要成为一个真正的“伟大化学家”。若干年后,在喀山大学留校任教的布特列洛夫,终于摆脱一切束缚,全心研究凯库勒的《有机化学教程》。

因为当时,人们只是接受了凯库勒提出的“元素化合价”的概念,还不知道分子内原子处于什么状况,更不清楚它们彼此的相对位置。用通俗点的话讲,就是“万里长征的第一步”。布特列洛夫认为,各种元素都有一定的价,原子互相化合时这种价被抵消,不能再结合其他原子。所以,在有机化合物分子内的原子不是像磁铁吸铁屑那样相互吸引,而是有一定秩序的。布特列洛夫还以水分子为例解释说:水分子中有两个一价的氢原子和一个两价的氧原子;如果两个氢原子相互结合,那就不能再跟氧连接,也自然不能形成水分子;因此,在有机化合物中,原子都是按一定的方式相互连接成分子的。

位于喀山的布特列洛夫纪念雕像。(图片来源:维基百科)

为了证明自己的观点,布特列洛夫于1861年在德国自然科学家和医生代表大会上作了题为《论物质的化学结构》的学术报告。在报告中,他陈述了自己的真知灼见,指出“一个分子的本性,取决于组合单位的本性、数量和化学结构”。他还详细的加以论述:物质分子内各原子按一定的顺序结合,原子组成分子以后就成为一个统一的整体。原子之间有一定的亲和力,因而能构成分子。物质的性质和物质的结构之间有依赖关系,即有机物的化学性质取决于它的化学结构;根据它的化学性质,能推测它的化学结构。同一物质只有一种分子结构,结构变了,它就变成别的物质;同一物质不可能有几个不同的结构。现场观众给布特列洛夫报以热烈而持久的掌声。布特列洛夫终于实现了自己的誓言。

在布特列洛夫的有机化学结构理论建立以前,虽然人们认识的有机化合物已经很多,但由于它们的性质都相当复杂,因而使人们接触有机化学就如同进入原始森林里一般。萨沙结构理论的建立使有机化学冲出逆境,踏上轨道。人类正是依据布特列洛夫的有机化学结构理论,才能不断合成许多新的有机化合物。

人物小档案:

邮票上的布特列洛夫(1951年 前苏联发行)(图片来源:维基百科)

亚历山大?米哈依洛维奇?布特列洛夫(A.M.Butlerov 1828-1886),世界闻名的俄国化学家,化学结构理论的创立者之一,俄国有机化学家组成的喀山学派的领导人和学术带头人。曾任彼得堡大学教授、彼得堡科学院院长。著有《有机化学综合研究导论》、《化学结构与取代理论》等作品。

名言:当人们懂得了物质的化学性质依赖于化学给构的一般原理以后,就可以从化学结构推测化学性质。