ОСНОВОПОЛОЖНИК ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ

Александр Михайлович Бутлеров — русский химик, создатель теории химического строения органических веществ, родоначальник «бутлеровской школы» русских химиков, учёный-пчеловод и лепидоптеролог, общественный деятель, представитель Казанской химической школы, ректор Императорского Казанского университета.

Александр Михайлович Бутлеров родился З (15) сентября 1828г. в городе Чистополе Казанской губернии в семье помещика Бутлерова Михаила Васильевича, участника Отечественной войны 1812 г., который после отставки в чине подполковника жил в родовом сельце Бутлеровка. Его матерью была Софья Александровна, урожденная Стрелкова. Род Бутлеровых вёл начало от Юрия Бутлера, приехавшего на службу в Россию из Курляндии, вероятно, в 16 веке.

Через 11 дней после появления на свет Бутлеров лишился матери. Мать Бутлерова умерла внезапно, в 19 лет, говорили - «от испуга»: девушка уронила в её комнате железный таз. Его отец в воспитании сына не принимал почти никакого участия, этим занималась его тетка В.А.Стрелкова.

Александр был приучен с детства к систематическому труду, изучал языки, хорошо играл на рояле, сам смастерил на токарном станке гири и занимался гимнастикой.

Первоначальное образование Александр получил в частном пансионе Топорнина — учителя французского языка 1-й Казанской гимназии, где получил хорошее воспитание. Весенним днем 1836 г. в подвале школы раздался взрыв. Старший воспитатель вытащил из подвала белобрысого мальчишку с опаленными бровями и волосами – Сашу Бутлерова. В наказание три дня подряд Сашу выводили и ставили в угол на всё время пока другие обедали. На шею ему вешали чёрную доску, на которой было написано «Великий химик».

Для него не было большей радости, чем, забравшись в какое-нибудь укромное место, предаваться таинственным опытам. Мальчишкой Александр бродил с отцом по лесам, рано пристрастившись к охоте. С детства Бутлеров обладал необыкновенной аккуратностью, унаследованной от отца. Коллекция бабочек, собранная Александром, долго хранилась в Казанском университете не только потому, что её собрал Бутлеров, но и потому, что эта коллекция служила образцом тщательной и кропотливой работы.

В 12 лег Бутлеров написал рассказ «Моя жизнь», которому предпослан эпиграф: «Жизнь наша проходит и не возвращается, подобно водам, текущим в море». Он писал: «Наша фамилия, как одни говорят и думают, английского происхождения, а, по мнению других, мы происходим из немецкой нации: ибо у одного немца, однофамильца нашего, нашёлся одинаковый с нашим герб, который между прочими вещами представляет кружку (верно, предки наши были пристрастны к пиву, как все англичане и немцы).

Но дело не в родословном списке нашей фамилии, но в описании моей жизни, которую я решился описать вкратце.

Я лишился матери, когда мне было только 11 дней, и я не мог чувствовать своей потери; сначала, как обыкновенно бывает, я только и знал бегать и резвиться, в чём мне было раздолье, но при всей ко мне снисходительности я два раза был сечен, один раз подвязкой, в другой раз не помню чем, так как не помню и число экзекуций, которые, впрочем, я получал только тогда, когда был маленьким; а после я ни разу этого не заслужил от моих наставников.

Пришло время, когда меня посадили за ученье, и я, выучивши азбуку, стал складывать ба, ва, а потом бра, вра, и, наконец, стал читать по верхам. После надобно было начинать писать: и, едва научился писать по-русски крупно по линейкам, меня заставили учиться по-французски и по-немецки. Я помню, что бывало мне часто говорили: «если ты будешь учиться, то и мы будем доставлять тебе все удовольствия», и точно это было всегда так, это же мне говорят и ныне.

Прошло, может быть, года полтора после того, и я уже знал несколько фраз на память и изрядно писал, хотя и крупно, на этих языках, как меня вдруг вздумали везти в пансион в Казань учиться. Вот это - то уже было для меня совершенно громовым ударом: ибо я тогда ещё не понимал своей пользы, но, несмотря на это, я был отвезен в пансион; там я сначала очень плакал, а потом привык, слёзы мои перестали литься, и я стал более думать об ученье и об том, чтоб чрез это доставить утешение папеньке и моим родным, нежели о том, чтобы возвратиться домой в деревню. Здесь живу я и по сие время благополучно, выдержав целые два раза экзамен, эту ужасную и вместе весёлую для пансионеров эпоху”.

После большого пожара в Казани в 1842 году пансион закрыли, и Бутлеров был определён в 1-ю Казанскую гимназию. Заинтересовавшись в юности естественными науками, Бутлеров в16лет,после окончания гимназии, вопреки желанию отца, поступил на естественнонаучное отделение Казанского университета, правда, пока только как слушатель, так как он был ещё несовершеннолетним. Лишь в следующем, 1845 году, когда юноше исполнилось 17 лет, фамилия Бутлерова появилась в списке принятых на первый курс. Его учителями были Н.Зинини К.Клаус.К занятиям химией Бутлерова привлек Николай Николаевич Зинин, который читал курс органической химии и под руководством которого проводились практические занятия в лаборатории. Вскоре Зинин переехал в Петербург, а начинающий учёный остался без руководителя.

Белокурый широкоплечий студент с удовольствием занимался химией, но всё свободное время отдавался природе.Будучи студентом, работал в ботанической экспедиции в киргизских степях (1846). Там он тяжело заболел брюшным тифом и полуживым был привезён в Симбирск. Отец его выходил, но сам заразился и умер. Это так подействовало на Бутлерова, что он превратился на какое - то время в мрачного, больного человека.

Осенью вместе с тётей Александр переехал в Казань. В 1849г. Бутлеров окончил университет со степенью кандидата за сочинение по зоологии на тему "Дневные бабочки Волго-Уральской фауны". По окончании университета, Александр Бутлеров был привлечен к преподаванию (за него ходатайствовали Клаус и Николай Иванович Лобачевский) и читал лекции по физике, химии и физической географии.

В 1850г. Совет университета вынес решение об оставлении его в университете для подготовки к профессорскому званию по кафедре химии.

По мнению его тёти, их старая квартира была неудобной, поэтому они сняли другую, более просторную, у Софьи Тимофеевны Аксаковой, женщины энергичной и решительной. Она приняла Бутлерова с материнской заботой, видя в нем подходящую партию для дочери. Несмотря на постоянную занятость в университете, Александр Михайлович оставался веселым и общительным человеком. Он отнюдь не отличался пресловутой «профессорской рассеянностью», а приветливая улыбка и непринужденность в обращении делали его желанным гостем повсюду.

Софья Тимофеевна с удовлетворением замечала, что молодой учёный был явно неравнодушен к Наденьке. Девушка и в самом деле была хороша, высокий умный лоб, большие блестящие глаза, строгие правильные черты лица и какое-то особое обаяние. Молодые люди стали добрыми друзьями, а со временем начали все чаще ощущать необходимость быть вместе, делиться самыми сокровенными мыслями. Вскоре Надежда Михайловна Глумилина — племянница писателя С.Т. Аксакова – стала женой Александра Михайловича.

Известный писатель Боборыкин, учившийся у Бутлерова, вспоминал: «Учеников он совсем не муштровал, не вмешивался в их работы, предоставлял им полную свободу, но на всякий вопрос откликался с неизменной внимательностью и добродушием. Он любил поболтать с нами, говорил о замыслах своих работ, шутил, делился впечатлениями от прочитанных беллетристических произведений. В ту зиму он ездил в Москву сдавать экзамен на доктора химии и часто повторял мне: Боборыкин, хотите побыстрее быть магистром - не торопитесь жениться. Вот я женился слишком рано, несколько лет не могу выдержать на доктора».

          В 1854г. он защитил в Московском университете докторскую диссертацию "Об эфирных маслах". С 1857г. он – ординарный профессор химии. В 1860-6Зг.г. дважды был ректором Казанского университета. Ректорство пришлось на сложный период в истории университета (борьба между различными группами профессоров и т. п.) и было тяжело для Бутлерова. Он несколько раз просил освободить его от этой должности, но все его просьбы оставались неудовлетворёнными. Заботы не покидали его и дома. Только в саду, занимаясь любимыми цветами, он забывал тревоги и неурядицы прошедшего дня. Он не уставал любоваться камелиями и розами, выращенными собственными руками. Часто вместе с ним в саду работал его сын Миша; Александр Михайлович расспрашивал мальчика о событиях в школе, рассказывал любопытные подробности о цветах.

По свидетельству современников, Бутлеров был одним из лучших лекторов своего времени: он безраздельно владел аудиторией благодаря ясности и строгости изложения, которые сочетались у него с образностью языка. Кроме университетских курсов, Александр Михайлович читал общедоступные лекции по химии (их посещение казанская публика иной раз предпочитала модным театральным спектаклям), участвовал в работе Казанского экономического общества, публиковал статьи по ботанике, цветоводству, сельскому хозяйству. Был прекрасным охотником, пловцом, наездником.

Большое значение для формирования научных интересов имела его командировка в 1857-58 г.г. в Европу, где Бутлеров ознакомился с лучшими химическими лабораториями и рядом химических предприятий. Он посещал лекции А. Беккереля, Э. Мичерлиха, Роберта Вильгельма Бунзена, Юстуса Либиха, познакомился с Августом Кекуле, около полугода работал в лаборатории А. Вюрца в Париже, участвовал в заседаниях только что организованного Парижского химического общества.Возвратившись в Казань, Александр перестроил химическую лабораторию и продолжил начатые у Вюрца исследования производных метилена, в ходе которых получил гексаметилентетрамин, позднее нашедший широкое применение в промышленности и медицине. Другое важное открытие этого периода — первый химический синтез сахаристого вещества («метиленитана»).

В 1859 г. А. М. Бутлеров писал: «Экспериментальные исследования дадут нам основание для истинной химической теории, которая будет математической теорией молекулярной силы, называемой нами химическим сродством. Поскольку, однако, сродство есть не только причина превращений, но и причина определённой группировки элементарных атомов в химической молекуле, то оно и должно изучаться не только во время производимого ими движения молекул, но так же и в состоянии равновесия материи.»

19 сентября 1861г. Бутлеров выступил со своим знаменитым докладом "0 химическом строении веществ" в городе Шпейере (Германия) на 36-ом съезде немецких естествоиспытателей и врачей, где изложил основы теории строения органических соединений. До этого никто не знал, как определить способ химической связи между атомами в молекуле. "Каждый химический атом,- писал Бутлеров,- входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (средства). Я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу". Теория Бутлерова – вершина всех доэлектронных структурных теорий химии.

Термин "химическое строение" встречался в литературе и до Бутлерова, но он переосмыслил его и применил для определения нового понятия о порядке межатомных связей в молекулах. Теория химического строения служит теперь принципиальной основой всех без исключения современных разделов синтетической химии; категориями структурной химии мыслят, создают новые производства, конструируют все инженеры и техники.

Со времён Р. Бойля и до начала 19-го столетия химики не имели понятия о структуре вещества. Считалось, что свойства веществ зависят только от их элементарного состава. Но в начале девятнадцатого века одновременно появилось две новые загадки природы, изменившие взгляд химиков на роль состава веществ. Первая из этих загадок - оказалось, что веществ растительного и животного происхождения, состоящих из трёх - шести химических элементов (С, Н, О, S, N, Р), во много раз больше, чем веществ неорганических, состоящих из всех остальных пятидесяти с лишним элементов. Вторая загадка, оказавшаяся вместе с тем и ответом на первую, появилась в 1814 г. в связи с открытием Гей-Люссаком изомерии - факта существования разных органических веществ одного и того же состава. Поиски решения именно проблемы изомерии и послужили для химиков стимулом тщательного изучения структуры (как тогда говорили, «конституции») органических молекул.

           В 1862/63 учебном году студенты Казанского университета впервые услышали на лекции Александра Михайловича, что "в смысле химического строения может для каждого тела существовать только одна рациональная формула, выражающая это строение. От химического строения зависят реакции, следовательно, зная эту зависимость и, выражая формулой строение, мы выражаем все те превращения, которым вещество может подвергнуться". На основании своей теории химического строения Бутлерову удалось объяснить теоретически и подтвердить экспериментальным путём явления изомерии, а для углеводородов и спиртов - предсказать новые виды изомерии.

Бутлеров и его последователи успешно применили теорию химического строения для решения сложнейших проблем полимеризации непредельных углеводородов и др..

         В 1864-1866 в Казани Бутлеров издал учебник «Введение к полному изучению органической химии». Над этим учебником он работал почти два года без перерыва. Книга не шла ни в какое сравнение ни с одним из известных тогда учебников. Этот вдохновенный труд был откровением Бутлерова — химика, экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по новому принципу, по принципу химического строения.

       Книга вызвала настоящую революцию в химической науке. Уже в 1867 году началась работа по её переводу и изданию на немецком языке. Вскоре после этого вышли издания почти на всех основных европейских языках. По словам немецкого исследователя Виктора Мейера, она стала «путеводной звездой в громадном большинстве исследований в области органической химии». Эта книга, по словам В.Марковникова, "составила тогда эпоху в развитии теоретических представлений, положенных в основу современной химии, и открывала обширный горизонт для совершенно новых исследований".

       С тех пор как Александр Михайлович закончил работу над учебником, он всё чаще проводил время в Бутлеровке. Даже во время учебного года семья по нескольку раз в неделю наезжала в деревню. Младший сын, двухлетний Володя, целыми днями играл на лугу возле дома. Бутлеров чувствовал здесь себя свободным от забот и целиком отдавался любимым увлечениям: цветам и коллекциям насекомых.

Александр Бутлеров был известен не только как незаурядный химик, но и как талантливый ботаник. Он проводил разнообразные опыты в своих оранжереях в Казани и в Бутлеровке, писал статьи по проблемам садоводства, цветоводства и земледелия. С редкостным терпением и любовью наблюдал он за развитием нежных камелий, пышных роз, выводил новые сорта цветов. Уходя домой, он никогда не забывал срезать лучшие цветы для жены.

Бутлеров любил говорить, что, в конечном счёте, для развития науки важны факты, противоречащие известным законам. С их помощью учёный стремится схватить проблему, осмыслить всю цепь выводов и закономерностей.

В 1868 году он стал лауреатом Ломоносовской премии.

Бутлеров был очень силён физически. Однажды, придя к приятелю и не застав его дома, он вместо визитной карточки оставил кочергу, которую согнул в виде буквы Б. Приятель, вернувшись домой, сразу понял, кто приходил в его отсутствие.

В январе 1869, закончив чтение курса и сдав кафедру и лабораторию Владимиру Васильевичу Марковникову, Александр Бутлеров переехал в Петербург.По предложению Д.И.Менделеева он был избран ординарным профессором химии Петербургского университета. Не только студенты, но и немало профессоров слушали его лекции в переполненных аудиториях.

В 1871 году его избрали экстраординарным академиком, а три года спустя — ординарным академиком, что давало право получить квартиру в здании Академии. Там жил и Николай Николаевич Зинин. Близкое соседство ещё больше укрепило давнюю дружбу.

Совет Казанского университета в ознаменование заслуг Бутлерова избрал его своим почётным членом и постановил поместить в профессорской читальне его портрет, исполненный масляными красками.