Вернер создал теорию химических связей атомов в комплексных соединениях со сложными и многослойными по структуре молекулами, завершив ею классическую теорию химических связей, создание которой началось еще во времена алхимиков.
Фото: ETH Zurich / Wikipedia
Сегодня восьмиклассник на уроках химии лихо расставляет над символами атомов в молекуле их валентности и степени окисления (сколько они потеряли и приобрели электронов во внешних электронных оболочках). Но в XIX веке даже профессора знали о связях атомов в молекулах ненамного больше, чем Ломоносов и Лавуазье.
Например, в воде Н2О один кислород способен присоединить два водорода. Валентность (число химических связей) у водорода равна 2, у водорода — 1. Углерод (С) способен присоединить 4 водорода (СН4) или 2 кислорода (СО2), значит, его валентность 4. И так далее. Но для более сложных соединений, состоящих из трех и более элементов, простой подсчет валентностей работал не всегда.
Соединение существовало, химик держал колбу с ним в руке, но объяснить, как связаны между собой в нем атомы, не мог. Между тем химия уже вступила в эпоху синтеза, ученые создавали все более сложные соединения, каких и в природе не было. Особенно преуспевали в этом немецкие химики, поставившие на поток выпуск синтетических красителей, взрывчатых веществ и даже невиданных ранее химических лекарств (аспирин).
Родившийся в Эльзасе Вернер тоже был немцем, но подданным императора Франции Наполеона III. После франко-прусской войны 1870 года и присоединения Эльзаса к Германии Вернер стал немцем и по паспорту. Но учился и работал в Цюрихе и Париже, а став известным ученым, создавшим теорию комплексных соединений, попросил швейцарское гражданство и получил его в 1895 году.
Нынешний школьник легко узнает комплексные (сложные) соединения по квадратным скобкам в их формуле. Как в математике квадратные скобки показывают объединение чисел и действий с ними второго порядка, производимых уже после действий, заключенных в круглые скобки, так и в химии в квадратных скобках стоит центральный атом молекулы с уже присоединенными к нему ближайшими атомами других элементов. Они — в круглых скобках, и называются лигандами, по-русски «связанными». И только потом прочно связанная воедино центральная сфера молекулы соединяется с более отдаленными от ее центрального атома элементами.
Например, в молекуле [Co(NH3)6]Cl3 коэффициент 6 после круглой скобки означает, что центральный атом металла кобальта (Со) образует 6 непосредственных, ближних связей с аммиаком (Co-NH3), координирует их общим числом 6, как говорят химики. А весь этот комплекс связан с более отдаленными от центра молекулы тремя атомами хлора. При взгляде на такие формулы сразу понятна пространственная геометрия молекулы сложного соединения.
За эту простоту и наглядность Вернер получил в 1913 году Нобелевскую премию.
Сергей Петухов