Создано человеком
Шрифт:
Но о чем может говорить ученый перед голодными, продрогшими солдатами? Конечно, о том, что может дать их стране, их революции наука, просвещение. Он говорит о том, что понятно каждому, что доходит до сердца.
Он говорит, что благодаря русской революции "удается нанести смертельный удар ненавистному милитаризму и упрочить в странах всего мира демократический режим".
Мало, до обидного мало прожил Лев Александрович Чугаев. Он погиб от брюшного тифа в сентябре 1922 года. Но продолжает жить и работать его Платиновый институт (учрежденный одновременно с Институтом физико-химического анализа, возглавляемым Н. С. Курнаковым) - один из двух первых научно-исследовательских институтов, созданных Академией наук при Советской власти. А начатое им дело - в надежных руках учеников. Их у него
И то, что отечественной химии координационных соединений характерны сегодня высочайшие темпы развития - безусловная их заслуга. В первую очередь это относится к химии комплексов с органическими лигандами, в качестве которых могут выступать стабильные молекулы (этилен, бензол, окись углерода) или нестабильные в обычных условиях соединения - свободные радикалы.
Но чтобы все эти соединения получили "права гражданства", потребовались пионерские исследования И. И. Черняева и А. Д. Гельман в СССР и несколько позже Дж. Чатта (в Англии); систематические работы по химии комплексов с ароматическими системами (П-комплексов), выполненные школами Э. О. Фишера в ФРГ и А. Н. Несмеянова в СССР. Методы синтеза таких комплексов и многочисленных производных, разработанные этими учеными и их учениками, позволили получить и подробно исследовать реакционную способность почти всех переходных элементов периодической системы, выяснить многочисленные аспекты влияния координации на свойства лигандов.
Интерес к перечисленным соединениям, ставшим теперь объектами неорганической, органической и собственно координационной химии одновременно, не случаен. История естествознания последних десятилетий дает немало примеров особенно плодотворного развития науки на стыках разных областей человеческого знания.
Но среди причин, определивших такой, невиданно высокий взлет координационной химии, прикладное значение научных результатов должно быть поставлено на первое место. Хотя и чисто теоретическую значимость проведенных исследований было б ошибкой недооценить. Так, изучение электронного строения комплексов переходных металлов дало развитию теории химической связи гораздо больший импульс, чем все исследования простых неорганических и многих органических соединений.
Достижения советской координационной химии позволили, например, установить, что такие непоколебимые, обязательные принципы описания химических связей, как валентный штрих, числовая валентность, направленные валентности, обязательность спаривания электронов и т. д., оказываются вовсе и не необходимыми. И на смену классическому описанию электронного строения молекул приходит периодическая их систематизация с позиций метода молекулярных орбиталий (МО).
Сейчас этот метод уже общепринят и служит основой интерпретационных схем современных физико-химических методов исследования строения и свойств координационных соединений. С его помощью изучают, например, электронную структуру комплексов. Можно с уверенностью сказать, что ни одно из направлений науки не стимулировало так развитие теории химической связи и строения молекул, как координационная химия.
Это и неудивительно. Потому что только она поставляла и непрерывно поставляет исследователям все новые классы "странных" соединений с необычным составом, структурой и свойствами, принципиально не укладывающимися в рамки классических представлений. Более того, способность к насыщению координационных валентностей оказалась в природе чрезвычайно распространенной. В той или иной степени она присуща практически всем элементам периодической системы.
Однако число "странных" соединений сейчас столь велико, что решить, является ли их "поведение" правилом или исключением из него, не всегда легко. Возникают, например, трудности с определением понятий не только валентности, но и координационного числа. Например, в высококоординационных соединениях тяжелых металлов расстояния металл-лиганд (даже при одинаковых лигандах) варьируют в столь широких пределах, что нахождение границ внутренней сферы комплекса довольно затруднительно. Отсюда
Это незыблемое правило соединения практики с теорией оказывается неприкосновенным и в дальнейшей деятельности института. В 1926 году, например, уже после смерти Льва Александровича его ученик и последователь И. И. Черняев открывает закономерность трансвлияния лигандов в координационных соединениях. Суть ее заключается в том, что взаимное влияние лигандов в координационных соединениях переходных элементов в основном направлено по транскоординате (напротив друг друга).
А это уже открывает практике уникальную возможность управления реакциями замещения.
Впоследствии учение о взаимном влиянии лигандов в координационных соединениях было развито и расширено в трудах многих советских ученых.
А в 40-х годах представители советской школы во главе с И. И. Черняевым, В. Г. Хлопиным, А. А. Гринбергом и Б. П. Никольским активно включаются в разработку координационной химии актинидов (радиоактивных элементов). Тему научного поиска определяют практические задачи советской атомной промышленности, Работы по синтезу и изучению комплексов тория, урана приводят к накоплению обширнейшего экспериментального материала, в свою очередь ставшего основой новых теоретических обобщений. Было установлено, например, что уран, торий, плутоний наиболее прочные связи образуют с кислородом. А когда академик В. И. Спицын и его ученики открывали соединения, содержащие плутоний и нептуний в высшей (-1-7) степени окисления, этот чисто теоретический вывод нашел блестящее подтверждение.
Сегодня комплексные соединения с успехом используются в строительной технике и медицине, в нефтяной промышленности и теплоэнергетике при очистке вод и реактивов, активно применяются в процессах очистки промышленных выбросов для охраны окружающей среды.
Особенно широки перспективы использования комплексных соединений в сельском хозяйстве. Дело в том, что многие микроэлементы, необходимые для жизнедеятельности растений, содержатся в почве в трудноусвояемом состоянии, так что роль их комплексных соединении для перевода в растворимую форму трудно переоценить - они живительный "концентрат", эликсир здоровья для урожая.
Советская школа координационной химии внесла существенный вклад к в становление химической промышленности пашей страны. Взять хотя бы процесс очистки азотоводородной смеси от окиси углерода в производстве синтетического аммиака, представлявший прежде чрезвычайную сложность. Выполненные в начале 30-х годов в Московском химико-технологическом институте имени Д. И. Менделеева фундаментальные исследования по изучению абсорбции (поглощения) вредной для окружающей среды окиси углерода растворами аммиакатов меди выявили оптимальные условия, при которых окись углерода поглощается наиболее полно. Сегодня мощность заводов, использующих во всем мире этот метод, составляет до 9 миллионов тонн.
Или взять другую важнейшую область практического использования достижений координационной химии - металлокомплекспыи катализ с участием комплексных металлов, родоначальниками которого по праву считаются выдающийся русский химик-органик М. Г. Кучеров, французский химик и минералог Ш. Фридель и американский ученый Дж. Крафтс. Результаты внедрения катализа в производство были столь ошеломляющие, что достоверно оцепить экономическую его отдачу практически невозможно.
И здесь тоже нет никаких преувеличений. Ведь сейчас многие продукты основного органического синтеза (винилацетат, уксусный альдегид и почти вся уксусная кислота) получают с помощью комплексов металлов.