סטריאוכימיה. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

גילויים מדעיים חשובים ביותר
ספרייה חינם / מדריך / התגליות המדעיות החשובות ביותר

סטריאוכימיה. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

התגליות המדעיות החשובות ביותר

"רעיונות בנוגע לסידור המרחבי של חלקיקי החומר הקטנים ביותר החלו לבוא לידי ביטוי מאז שעצם הרעיון של מולקולות והאטומים המרכיבים שלהן הופיע במדע", כותב V.M. Potapov. ג'יי דלטון בתחילת המאה ה-XNUMX, הוא דיבר על צורות כדוריות, טטרהדרליות והקסהדרליות אפשריות באטומיזם.

בערך באותו זמן, וולסטון הפנה את תשומת הלב לצורך לשקול את סידור האטומים במרחב והצביע על כך ש"שיווי משקל יציב" כאשר שני סוגי אטומים משולבים ביחס של 1:4 מושג עם הסידור הטטרהדרלי שלהם. עם זאת, וולסטון היה פסימי לגבי האפשרות לדעת את "הסידור הגיאומטרי של חלקיקים ראשוניים". מחשבות על אפשרות של סידור שונה של אטומים במולקולות הובעו שוב ושוב בתחילת המאה ה-XNUMX על ידי מספר מדענים בקשר לדיון בבעיות האיזומריזם...

אז ב-1831 כתב ג'יי ברזליוס ש"ישנם גופים המורכבים מאותו מספר של אטומים של אותם יסודות, אך ממוקמים בצורה לא שווה ולכן בעלי תכונות כימיות לא שוות וצורה גבישית לא שווה".

כבר בסוף שנות הארבעים ציין ל' גמלין: "אטומים אינם ממוקמים, כפי שמתבטאת בנוסחה, בשורה אחת... אלא מתקרבים, על בסיס זיקה, קרוב ככל האפשר זה לזה, כאל כתוצאה מכך הם יוצרים דמויות רגילות פחות או יותר. לכן, חשוב ביותר לקבוע את סידור האטומים הזה... כי מכאן, אולי, ישפוך יותר אור על הצורה הגבישית, האיזומריזם... על המבנה של תרכובות אורגניות.

כימאי רוסי מפורסם א.מ. באטלרוב במספר מעבודותיו המוקדמות, הוא גם הביע מחשבות מעניינות על המבנה המרחבי של מולקולות: "... אני לא מאמין שזה בלתי אפשרי, כפי שהוא חושב Kekule, מייצגים במישור את מיקום האטומים בחלל".

זוהי הצהרה משנת 1864, ושנתיים קודם לכן דיבר באטלרוב על הסידור הטטרהדרלי של תחליפים סביב אטום פחמן: "...בואו ניקח דוגמה גסה, ובהנחה שכל 4 יחידות הזיקה שונות עבור פחמן בן ארבעה אטומים. יחידה, דמיינו אותה כטטרהדרון, שבו כל אחד מארבעת המישורים מסוגל לקשור חלק אחד של מימן... "למרות זאת, אין סיבה לדרג את באטלרוב בין מייסדי הסטריאוכימיה.

פאי. ולדן טוען: "למה, אפשר לתהות, לקח עוד 25 שנה עד שהסטריאוכימיה עלתה רק ב-1874?... ניתן לתת את התשובה בקלות: הרעיון הופיע לפני העובדות! לפי הצורך, בהתאם להצטברות העובדות, הרעיון משתנה.

התופעות ששימשו ישירות כדחף להולדת הסטריאוכימיה התגלו באחד מאזורי הגבול של הפיזיקה והכימיה בחקר האינטראקציה של אור וחומר.

ראשית, התגלה אור מקוטב. מחקריו הנוספים בוצעו על ידי המדען והפוליטיקאי הצרפתי דומיניק פרנסואה אראגו (1786–1853). בשנת 1811, הוא הצליח לגלות שלקוורץ יש את היכולת לסובב את מישור הקיטוב של האור. אראגו כינה את התופעה הזו פעילות אופטית. התברר יותר ויותר כי יכולת זו קשורה למצב הגבישי. אחרי הכל, כדאי להמיס קוורץ, והוא מאבד פעילות אופטית.

ארבע שנים לאחר מכן, הצעד הבא נעשה על ידי J. B. Biot, שקבע כי למספר נוזלים אורגניים יש גם פעילות אופטית. ברור שכאן היה צריך לחפש את ההסבר כבר לא בתכונות הגביש, אלא בתכונות החומר עצמו.

התקדמות נוספת קשורה לעבודה לואיס פסטר. נקודת המוצא של עבודתו הסטריאוכימית של פסטר הייתה מחקרים קריסטלוגרפיים של מלחי חומצה טרטרית.

V.M. פוטאפוב מתאר תהליך זה כך: "בשלב הראשון של מחקר על חומרים פעילים אופטית, האמינו שהגבישים שלהם תמיד הימיהדרלים, כלומר, הם יכולים להתקיים בשתי צורות המתייחסות זו לזו כאובייקט לתמונת המראה שלו. החריג היחיד שנראה לעין לכלל זה היה גבישים של חומצה טרטרית מסתובבת מזדקרת, שלפי הכימאי הגרמני E. Mitscherlich, התברר כלא-המיהדרלי, שחפף לחלוטין בצורתם עם גבישים של האיזומר הבלתי פעיל מבחינה אופטית - חומצה טרטרית.

בשנת 1848 חזר ל. פסטר על הניסוי של E. Mitcherlich וגילה את המידיריה בגבישים של מלח נתרן אמוניום של חומצת ענבים (לא פעילה אופטית). יחד עם זאת, התברר שגבישים של שתי צורות מראה נפגשים בו זמנית. בהפרדתם בפינצטה אחת מהשנייה והמסה בנפרד במים, מצא פסטר ששתי התמיסות פעילות אופטית, כאשר אחת מסובבת את מישור הקיטוב ימינה, כמו חומצה טרטרית טבעית, והשנייה שמאלה. כך, הוכח לראשונה שחומר לא פעיל מבחינה אופטית - חומצה טרטרית - הוא תערובת של שני רכיבים פעילים מבחינה אופטית: חומצה טרטרית סיבובית וסיבובית.

כל ההישגים שלעיל הכינו את נצחונו של ג'ייקוב הנרי ואן הוף (1852–1911). הוא נולד בהולנד ברוטרדם במשפחתו של רופא. לאחר שסיים את לימודיו בבית הספר, נכנס הנרי למכון הפוליטכני בדלפט בגיל שבע עשרה. בסוף שנה ב' הוא ניגשים לבחינות השלישית.

van't Hoff מאמין שהשכלה גבוהה אינה מספיקה ומחליט לעבוד על עבודת הדוקטורט שלו. לשם כך הוא מחליט להמשיך את לימודיו באוניברסיטת ליידן. עם זאת, הוא בהחלט לא אהב את זה שם, והנרי הולך לבון לכימאי המפורסם Kekule.

לאחר גילוי החומצה הפרופיונית על ידי מדענים צעירים, המליץ Kekule לתלמידו לנסוע לפריז לפרופסור וורץ, מומחה לסינתזה אורגנית.

בפריז התקרב הנרי לכימאי התעשייתי הצרפתי ג'וזף אכיל לה בל (1847–1930). שניהם עקבו בעניין אחר מחקרו של פסטר בתחום האיזומריזם האופטי.

ואז... הנה מה שכותב ק.מנולוב בספרו "כימאים גדולים": "הייתה ספרייה עשירה באוניברסיטת אוטרכט. כאן התוודע הנרי למאמר של פרופסור יוהנס ויסליצ'נוס על תוצאות מחקר על חומצת חלב .

הוא לקח פיסת נייר וצייר את הנוסחה לחומצת חלב. במרכז המולקולה, יש שוב אטום פחמן א-סימטרי אחד. בעצם, אם ארבעה תחליפים שונים מוחלפים באטומי מימן, התוצאה היא מולקולת מתאן. תארו לעצמכם שאטומי המימן במולקולת המתאן ממוקמים באותו מישור של אטום הפחמן. ואן הוף נתקף במחשבה בלתי צפויה. הוא השאיר את המאמר לא נקרא ויצא לרחוב. רוח הערב סיערה את שערו הבלונדיני, הוא לא הבחין בשום דבר מסביב - לנגד עיניו עמדה נוסחת המתאן שזה עתה צייר.

אבל מה הסבירות שכל ארבעת המימנים נמצאים באותו מישור? כל דבר בטבע נוטה למצב של מינימום אנרגיה. במקרה זה, זה קורה רק כאשר אטומי המימן מסודרים באופן אחיד סביב אטום הפחמן בחלל. ואן הוף דמיין נפשית איך יכולה להיראות מולקולת מתאן בחלל. אַרְבָּעוֹן! כמובן, טטרהדרון! זה המיקום הטוב ביותר! ואם אטומי המימן מוחלפים בארבעה תחליפים שונים? הם יכולים לתפוס שתי עמדות שונות בחלל. האם זה הפתרון לחידה? ואן הוף מיהר חזרה לספרייה. איך ייתכן שמחשבה כה פשוטה לא עלתה על דעתו עד עכשיו? הבדלים בתכונות האופטיות של חומרים קשורים בעיקר למבנה המרחבי של המולקולות שלהם.

שתי טטרהדרות הופיעו על פיסת נייר ליד הנוסחה לחומצה לקטית, האחת הייתה תמונת מראה של השנייה.

ואן הוף שמח. למולקולות של תרכובות אורגניות יש מבנה מרחבי! זה כל כך פשוט... איך אף אחד לא הבין את זה עדיין? עליו לציין מיד את השערתו ולפרסם את המאמר. טעות לא נשללת, אבל אם הניחוש שלו יתברר כנכון... ואן הוף הוציא דף נייר ריק וכתב את הכותרת של מאמר עתידי: "הצעה ליישם נוסחאות כימיות מבניות מודרניות בחלל , יחד עם הערה על הקשר בין יכולת הסיבוב האופטית לעיצוב הכימי של תרכובות אורגניות". הכותרת התבררה כארוכה למדי, אך היא שיקפה במדויק את המטרה ואת המסקנה העיקרית.

"אני ארשה לעצמי בדוח המקדים הזה להביע כמה מחשבות שעשויות לעורר דיון", פתח ואן הוף את מאמרו.

כוונותיו של המחבר היו היפות ביותר, הרעיונות מקוריים ומבטיחים, אך מאמר קטן שהודפס בהולנדית נותר ללא תשומת לב מצד מדענים אירופאים. רק בוי באלוט, פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת אוטרכט, העריך את זה".

חודשיים בלבד חלפו מאז פרסם ידידו של ואן הופרד ג'יי לה בל את עבודתו. בו, הוא הסביר את הופעתה של פעילות אופטית על ידי המאפיינים המרחביים של מבנה המולקולות, בדיוק כמו שעשה המדען ההולנדי קודם לכן. אבל העבודות לא היו ממש זהות. "ההבדל המשמעותי ביותר היה", כותב פוטאפוב, "שאן-הוף דיבר על הכיווניות של הערכיות של אטום הפחמן, תוך שימוש בתמונה גיאומטרית ברורה של הטטרהדרון, ולה-בל ייצג את הערכיות כסוג של אי- כוח צנטריפטלי מכוון. קיבוץ התחליפים שנוצר סביב אטום הפחמן יכול להיות, לפי לה בל, שונה בהתאם לאופי התחליפים הללו, אך לא בהכרח טטרהדרלי. ביישום להסבר הגורמים לפעילות אופטית ב- נוכחות של מה שנקרא אטום א-סימטרי, שתי הגישות נתנו את אותה תוצאה, אבל תיאוריית ואן-הוף שנוסחה בצורה ברורה יותר התבררה כפוריה הרבה יותר בהסבר של גורמים אחרים בסדרה."

עצם הרעיון של המבנה המרחבי של מולקולות פותח על ידי ההולנדי לא רק כדי להסביר את התופעות של איזומריזם אופטי. "במאמר שלו", ממשיך מנלוב, "הוא נתן הסבר פשוט לאיזומריזם גיאומטרי. לאחר שבדק את המבנה של חומצות פומארית ומלאין, הוא הראה סכמטית ששתי קבוצות הקרבוקסיל שלהן יכולות להיות ממוקמות בצד אחד או שניים מנוגדים ביחס למישור. של הקשר הכפול בין אטומי פחמן".

מאמרו החדש של ואן הוף "כימיה בחלל", שבו הביע את כל השיקולים הללו, שימש תחילתו של שלב חדש בהתפתחות הכימיה האורגנית. זמן קצר לאחר פרסומו, בנובמבר 1875, קיבל ואן הוף מכתב מפרופסור ויסליצנוס, שלימד כימיה אורגנית בווירצבורג והיה אחד המומחים המפורסמים ביותר בתחום זה. "הייתי רוצה לקבל אישור לתרגום מאמרך לגרמנית על ידי עוזרי ד"ר הרמן", כתב ויסליצנוס. "התפתחותך התיאורטית הביאה לי שמחה גדולה. אני רואה בו לא רק ניסיון שנון ביותר להסביר עובדות שלא היו מובנות עד כה. , אלא שזה במדע שלנו ... יקבל חשיבות עידנית.

תרגום המאמר פורסם ב-1876. בשלב זה, ואן הוף הצליח להשיג עבודה כעוזר בפיזיקה במכון הווטרינרי באוטרכט.

"כשרון" מיוחד בפופולריות של הדעות החדשות של ואן הוף היה שייך לפרופסור הרמן קולבה מלייפציג, שהתבטא נגד המאמר, ויותר מכך, בנימה נוקשה למדי. בהערותיו למאמרו של ואן הוף, הוא כתב: "לאיזה רופא ג'יי ג'י ואן הוף מהמכון הווטרינרי באוטרכט, כנראה אין טעם למחקר כימי מדויק. הרבה יותר נוח לו לשבת על פגסוס ( כנראה נלקח לעבודה במכון הווטרינרי) ומכריז ב"כימיה בחלל" שלו שכפי שנראה לו במהלך טיסה נועזת לפרנסוס הכימי, אטומים ממוקמים בחלל הבין-פלנטרי. מטבע הדברים, כל מי שקרא את התוכחה החריפה הזו התעניין בתיאוריה של ואן הוף. כך החלה התפשטותו המהירה בעולם המדעי. כעת יכול היה ואן הוף לחזור על דבריו של האליל שלו ביירון: "בוקר אחד התעוררתי סלבריטי". ימים ספורים לאחר פרסום המאמר הוצע לקולבה ואן הוף תפקיד הוראה באוניברסיטת אמסטרדם, ומשנת 1878 הפך לפרופסור לכימיה.

מחבר: סאמין ד.ק.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף התגליות המדעיות החשובות ביותר:

▪ חוק בויל-מריוט

▪ עקרונות בסיסיים של גיאולוגיה

▪ פוטוסינתזה

ראה מאמרים אחרים סעיף התגליות המדעיות החשובות ביותר.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

נייר כסף סיליקון 24.08.2008

מדענים בלגים יצרו נייר סיליקון בעובי מיקרון. להכנת נייר כסף מאלומיניום או מתכת רקיעה אחרת, חלק ממנו מגולגל פעמים רבות בטחנה מיוחדת. אתה לא יכול לעשות את זה עם סיליקון, הוא שביר. ונייר כסף ממנו יהיה שימושי מאוד, כי ככל שהמצע של מיקרו-מעגל או סוללה סולארית דק יותר, צריכת הסיליקון פחותה.

מדענים מהמרכז הבין-אוניברסיטאי למיקרו-אלקטרוניקה, שבסיסו בעיר לוין שבבלגיה, הצליחו לייצר נייר כסף מגביש יחיד של סיליקון. כדי לעשות זאת, הם מרחו שכבה דקה של מתכת על פני השטח של פרוסת סיליקון עבה, ולאחר מכן חישלו אותה בטמפרטורה גבוהה.

במהלך הקירור שלאחר מכן, מתחים תרמיים מתעוררים עקב ההבדל בסריגי המתכת והסיליקון. נוצר סדק בסיליקון, המתפשט במקביל למשטח הוופל. בסופו של דבר, שכבת המתכת ושכבת הסיליקון הנדבקת אליה מופרדות. לאחר הסרת המתכת מתקבל רדיד סיליקון בעובי של 30-50 מיקרומטר ובשטח של 25 סמ"ר.

סוללה סולארית, ללא שום טריקים שנוצרו על נייר כסף כזה, הראתה יעילות של 10%. זה מצביע על כך שמתחים גבוהים לא קלקלו את הסיליקון בכלל, והוא מתאים לעבודה נוספת.

עוד חדשות מעניינות:

▪ צבע קירור לחזיתות

▪ טסיות בצינור שמן

▪ עדשות מגע במציאות רבודה

▪ דינוזאורים הגיע הזמן לחתוך

▪ החומר האפל נעשה כהה יותר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר העברת נתונים. בחירת מאמרים

▪ מאמר גיבורים והקהל. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מה הבטיח את פעולתה של שטיפת השמשות בחיפושית פולקסווגן? תשובה מפורטת

▪ מאמר עורך דין תאגידי. תיאור משרה

▪ מאמר אלומיניום. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ממיר מתח גיבוי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר