Йенс Якоб Берцелиус - Jöns Jacob Berzelius

Йенс Якоб Берцелиус
Йенс Якоб Берцелиус.jpg
Portrait of Jöns Якоб Берцелиус
Родился ( 1779-08-20 )20 августа 1779 г.
Вэверсунда, Эстергётланд , Швеция
Умер 7 августа 1848 г. (1848-08-07)(68 лет)
Стокгольм , Швеция
Национальность Шведский
Альма-матер Уппсальский университет
Известен Атомные массы
Химические обозначения
Катализ
Кремний
Селен
Торий
Церий
Награды Медаль Копли (1836 г.)
Научная карьера
Поля Химия
Учреждения Каролинский институт
Докторант Иоганн Афзелиус
Докторанты Джеймс Финлей Вейр Джонстон
Генрих Роуз
Фридрих Вёлер

Барон Йенс Якоб Берцелиус ( шведский:  [jœns ˈjɑ̌ːkɔb bæˈʂěːlɪɵs] ; сам и его современники называли только Якоба Берцелиуса, 20 августа 1779 - 7 августа 1848) был шведским химиком. Берцелиус считается, наряду с Робертом Бойлем , Джоном Далтоном и Антуаном Лавуазье , одним из основоположников современной химии . Берцелиус стал членом Шведской королевской академии наук в 1808 году и с 1818 года был ее главным должностным лицом. Он известен в Швеции как «отец шведской химии». В честь него 20 августа отмечается День Берцелиуса.

Хотя Берцелиус начал свою карьеру как врач , его неизменный вклад был в области электрохимии , химической связи и стехиометрии . В частности, он известен своим определением атомных весов и своими экспериментами, которые привели к более полному пониманию принципов стехиометрии, которая является разделом химии, имеющим отношение к количественным отношениям между элементами в химических соединениях и химических реакциях, и что эти встречаются в определенных пропорциях. Это понимание стало известно как «Закон постоянных пропорций» .

Берцелиус был строгим эмпириком и ожидал, что любая новая теория должна соответствовать сумме современных химических знаний. Он разработал усовершенствованные методы химического анализа, которые потребовались для получения основных данных в поддержку его работы по стехиометрии. Он исследовал изомерию , аллотропию и катализ - явления, которые получили свои названия благодаря ему. Берцелиус был одним из первых, кто сформулировал разницу между неорганическими соединениями и органическими соединениями . Среди множества изученных им минералов и элементов ему приписывают открытие церия и селена , а также то, что он первым выделил кремний и торий . Следуя своему интересу к минералогии , Берцелиус синтезировал и химически охарактеризовал новые соединения этих и других элементов.

Берцелиус продемонстрировал использование электрохимической ячейки для разложения определенных химических соединений на пары электрически противоположных компонентов. На основе этого исследования он сформулировал теорию, которая стала известна как электрохимический дуализм , утверждая, что химические соединения представляют собой оксидные соли, связанные вместе электростатическими взаимодействиями . Эта теория, будучи полезной в некоторых контекстах, оказалась недостаточной. Работа Берцелиуса с атомными весами и его теория электрохимического дуализма привели к разработке им современной системы обозначений химических формул, которая показывала состав любого соединения как качественно, так и количественно. Его система сокращала латинские названия элементов одной или двумя буквами и применяла надстрочные индексы для обозначения количества атомов каждого элемента, присутствующего в соединении. Позже химики перешли на использование нижних индексов, а не надстрочных.

биография

ранняя жизнь и образование

Берцелиус родился в приходе Вэверсунда в Эстергётланде в Швеции. Его отец Самуэль Берцелиус был школьным учителем в соседнем городе Линчёпинг , а его мать Элизабет Доротея Сьёстин была домохозяйкой. Его родители оба были из семей пасторов церкви. Берцелиус потерял обоих родителей в раннем возрасте. Его отец умер в 1779 году, после чего его мать вышла замуж за пастора по имени Андерс Экмарк, который дал Берцелиусу базовое образование, включая знания о мире природы . После смерти его матери в 1787 году о нем позаботились родственники в Линчёпинге. Там он учился в школе, ныне известной как Катедральсколан . В подростковом возрасте он устроился наставником на ферму недалеко от своего дома, и в это время он заинтересовался коллекционированием цветов и насекомых и их классификацией .

Берцелиус позже поступил в медицинский студент в университете Упсалы , с 1796 по 1801 Андерс Gustaf Ekeberg , открывателя тантал , научил его химии в это время. Он работал подмастерьем в аптеке, в течение этого времени он также изучал практические вопросы в лаборатории, такие как выдувание стекла. Самостоятельно во время учебы он успешно повторил эксперименты, проведенные шведским химиком Карлом Вильямом Шееле, которые привели к открытию Шееле кислорода . Он также работал с врачом на минеральных источниках Медеви . За это время он провел анализ воды из этого источника. Кроме того , в рамках своих исследований, в 1800 году , Берцелиус узнал о Алессандро Вольта «s электрической стопке , первое устройство , которое может обеспечить постоянный электрический ток (то есть, первый аккумулятор). Он сконструировал себе подобную батарею, состоящую из чередующихся дисков из меди и цинка, и это была его первая работа в области электрохимии.

В качестве диссертационного исследования в своих медицинских исследованиях он исследовал влияние гальванического тока на несколько заболеваний. Эта линия экспериментов не дала четких доказательств такого влияния. Берцелиус получил диплом врача в 1802 году. Он работал врачом недалеко от Стокгольма, пока химик и владелец шахты Вильгельм Хизингер не признал его способности как химика-аналитика и предоставил ему лабораторию.

Академическая карьера

В 1807 году Берцелиус был назначен профессором химии и фармации Каролинского института . Между 1808 и 1836 годами Берцелиус работал вместе с Анной Сундстрём , которая была его помощницей и была первой женщиной-химиком в Швеции.

В 1808 году он был избран членом Шведской королевской академии наук . В то время Академия находилась в состоянии застоя в течение нескольких лет, поскольку эпоха романтизма в Швеции привела к снижению интереса к наукам. В 1818 году Берцелиус был избран секретарем Академии и занимал этот пост до 1848 года. Во время пребывания на этом посту Берцелиуса приписывают оживление Академии и введение ее во вторую золотую эру (первой из которых был период астронома Пера Вильгельма Варгентина в качестве секретаря. с 1749 по 1783). Он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1822 году. В 1827 году он стал корреспондентом Королевского института Нидерландов, а в 1830 году - ассоциированным членом. В 1837 году он был избран членом Шведской академии на кафедру № 5.

Иллюстрация Берцелиуса (опубликовано в 1903 г.)

Более поздняя жизнь

На протяжении большей части своей жизни Берцелиус страдал от различных болезней. К ним относятся повторяющиеся мигренозные головные боли, а позже он заболел подагрой . У него также были эпизоды депрессии .

В 1818 году у Берцелиуса случился нервный срыв, который , как говорят, был вызван стрессом, вызванным его работой. Медицинский совет, который он получил, заключался в том, чтобы отправиться в отпуск и взять отпуск. Однако в это время Берцелиус отправился во Францию, чтобы работать в химических лабораториях Клода Луи Бертолле .

В 1835 году в возрасте 56 лет он женился на Элизабет Поппиус, 24-летней дочери шведского министра.

Он умер 7 августа 1848 года в своем доме в Стокгольме, где жил с 1806 года. Похоронен на кладбище Сольна .

Портрет Улофа Йохана Седермарка (1790–1848). Художник по печати: Чарльз В. Шарп, ум. 1875 (76)

Достижения

Закон определенных пропорций

Дагерротип Берцелиуса.

Вскоре после прибытия в Стокгольм Берцелиус написал учебник химии для своих студентов- медиков «Lärbok i Kemien» , ставший его первой значительной научной публикацией. При подготовке к написанию этого учебника он проводил эксперименты с составом неорганических соединений, что было его самой ранней работой по определенным пропорциям. В 1813 году он опубликовал эссе о пропорциях элементов в соединениях. Эссе началось с общего описания, представил его новый символизм, исследовал все известные элементы, включил таблицу удельных весов и закончил выбором соединений, написанных в его новом формализме. В 1818 году он составил таблицу относительных атомных весов, где кислород был установлен на 100 и включал все элементы, известные в то время. Эта работа предоставила доказательства в пользу атомной теории, предложенной Джоном Дальтоном : неорганические химические соединения состоят из атомов различных элементов, объединенных в целых количествах . Обнаружив, что атомный вес не является целым числом, кратным весу водорода, Берцелиус также опроверг гипотезу Праута о том, что элементы состоят из атомов водорода. Последняя исправленная версия таблиц атомного веса Берцелиуса была впервые опубликована в немецком переводе его Учебника химии в 1826 году.

Химическое обозначение

Чтобы помочь своим экспериментам, он разработал систему химических обозначений, в которой элементы, составляющие какое-либо конкретное химическое соединение, получали простые письменные обозначения, такие как O для кислорода или Fe для железа, с их пропорциями в химическом соединении, обозначенными числами. . Таким образом, Берцелиус изобрел систему химических обозначений, которая используется до сих пор, главное отличие состоит в том, что вместо цифр в нижнем индексе, используемых сегодня (например, H 2 O или Fe 2 O 3 ), Берцелиус использовал верхние индексы (H 2 O или Fe 2 O 3 ). .

Открытие элементов

Берцелиусу приписывают открытие химических элементов церий и селен и то, что он первым выделил кремний и торий . Берцелиус открыл церий в 1803 году и селен в 1817 году. Берцелиус открыл, как выделить кремний в 1824 году, а торий в 1824 году. Студенты, работающие в лаборатории Берцелиуса, также открыли литий , лантан и ванадий .

Берцелиус открыл кремний, повторив эксперимент Гей-Люссака и Тенара. В эксперименте Берцелиус взаимодействовал с тетрафторидом кремния с металлическим калием, а затем очищал его продукт, промывая его до тех пор, пока он не превратился в коричневый порошок. Берцелиус распознал в этом коричневом порошке новый элемент кремния, который он назвал кремнием - название, предложенное ранее Дэви .

Берцелиус был первым, кто выделил цирконий в 1824 году, но чистый цирконий не производили до 1925 года Антон Эдуард ван Аркель и Ян Хендрик де Бур .

Новые химические термины

Берцелиусу приписывают создание химических терминов « катализ », « полимер », « изомер », «белок» и « аллотроп », хотя его оригинальные определения в некоторых случаях значительно отличаются от современных. В качестве примера он ввел термин «полимер» в 1833 году для описания органических соединений, которые имели идентичные эмпирические формулы, но различались по общей молекулярной массе, причем более крупные соединения описывались как «полимеры» наименьшего размера. В то время концепция химической структуры еще не была развита, поэтому он рассматривал только количество атомов каждого элемента. таким образом, он рассматривал, например, глюкозу (C 6 H 12 O 6 ) как полимер формальдегида (CH 2 O), хотя теперь мы знаем, что глюкоза не является полимером мономера формальдегида.

Биология и органическая химия

Берцелиус был первым, кто провел различие между органическими соединениями (содержащими углерод) и неорганическими соединениями. В частности, он консультировал Герарда Йоханнеса Малдера в его элементном анализе органических соединений, таких как кофе , чай и различные белки . Сам термин « белок » был придуман Берцелиусом после того, как Малдер заметил, что все белки, по-видимому, имеют одну и ту же эмпирическую формулу, и пришел к ошибочному заключению, что они могут состоять из одного типа очень больших молекул . Термин происходит от греческого языка, означающего «первосвященник», и Берцелиус предложил это название, потому что белки были очень важны для живых организмов.

В 1808 году Берцелиус обнаружил, что молочная кислота содержится в мышечной ткани, а не только в молоке. Он также определил, что молочная кислота присутствует в двух разных оптических изомерах .

Термин биливердин был введен Берцелиусом в 1840 году, хотя он предпочитал «билифульвин» (желтый / красный), а не «билирубин» (красный).

Витализм

Берцелиус заявил в 1810 году, что живые существа работают с помощью некой таинственной «жизненной силы», гипотеза, названная витализмом . Впервые витализм был предложен предшествующими исследователями, хотя Берцелиус утверждал, что соединения можно различать по тому, требуются ли для их производства какие-либо организмы ( органические соединения ) или нет ( неорганические соединения ). Однако в 1828 году Фридрих Велер случайно получил мочевину , органическое соединение, путем нагревания цианата аммония . Это показало, что органическое соединение, такое как мочевина, может быть получено синтетическим путем, а не исключительно живыми организмами. Берцелиус переписывался с Велером по поводу результатов синтеза мочевины. Однако понятие витализма продолжало сохраняться, пока дальнейшие работы по абиотическому синтезу органических соединений не предоставили неопровержимые доказательства против витализма.

Работает

  • Берцелиус унд Либих (на немецком языке). Мюнхен: Lehmann. 1893 г.
  • Письма Йенса Якоба Берцелиуса и Кристиана Фридриха Шёнбейна . Лондон: Уильямс и Норгейт. 1900 г.
  • Selbstbiographische Aufzeichnungen (на немецком языке). Лейпциг: Иоганн Амброзиус Барт. 1903 г.

Отношения с другими учеными

Письма Йенса Якоба Берцелиуса и Кристиана Фридриха Шёнбайна 1836 1847 , Лондон 1900

Берцелиус был плодотворным корреспондентом ведущих ученых своего времени, таких как Герард Иоганнес Малдер , Клод Луи Бертолле , Хамфри Дэви , Фридрих Вёлер , Эйльхард Мичерлих и Кристиан Фридрих Шёнбейн .

В 1812 году Берцелиус отправился в Лондон, Англия, в том числе в Гринвич, чтобы встретиться с выдающимися британскими учеными того времени. Среди них были Хамфри Дэви, химик Уильям Волластон , врач-ученый Томас Янг , астроном Уильям Гершель , химик Смитсон Теннант и изобретатель Джеймс Ватт . Берцелиус также посетил лабораторию Дэви. После посещения лаборатории Дэви Берцелиус заметил: «Аккуратная лаборатория - признак ленивого химика».

Хамфри Дэви в 1810 году предположил, что хлор является элементом. Берцелиус опроверг это утверждение, поскольку считал, что все кислоты основаны на кислороде, а HCl не содержит кислорода и поэтому не может быть элементом, по мнению Берцелиуса. Однако в 1812 году Бернар Куртуа доказал, что изоэлектронное вещество йод является элементом. Эта находка разрешила разногласия Берцелиуса. Берцелиус продолжил свои исследования химии хлора во время своего пребывания в лаборатории Клода Луи Бертолле.

Почести и признание

Статуя Берцелиуса в центре парка Берзели , Стокгольм

В 1818 году Берцелиус был пожалован королем Карлом XIV Юханом . В 1835 году он получил титул фрихера .

В 1820 году он был избран членом Американского философского общества .

Лондонский королевское общество дало Берцелиусу медаль Копли в 1836 году с цитатой «За его систематическим применение доктрины определенных пропорций к анализу минеральных тел, содержащийся в его Nouveau Systeme де Mineralogie, и в других его работах.»

В 1840 году Берцелиус был назван кавалером ордена Леопольда . В 1842 году он получил награду Pour le Mérite for Science and Arts.

Берзелианит входит в состав кальцита рудника Скрикерум в Швеции.

Минерал берзелианит , селенид меди , был открыт в 1850 году и назван в его честь Джеймсом Дуайтом Дана .

В 1852 году в Стокгольме, Швеция, были построены общественный парк и статуя в честь Берцелиуса. Берзелюсколан , школа, расположенная рядом с его альма-матер , Катедральсколан, названа в его честь. В 1890 году довольно заметная улица в Гетеборге была названа в его честь Берзелиигатан (улица Берзелии).

В 1898 году Шведская академия наук открыла музей Берцелиуса в честь Берцелиуса. В фондах музея много предметов из его лаборатории. Музей был открыт к пятидесятилетию со дня смерти Берцелиуса. Среди приглашенных на церемонию, посвященную этому событию, были видные ученые из одиннадцати европейских стран и Соединенных Штатов, многие из которых выступили с официальными обращениями в честь Берцелиуса. Позже музей Берцелиуса был переведен в обсерваторию, которая является частью Шведской академии наук.

В 1939 году его портрет появился на серии почтовых марок, посвященных 200-летию основания Шведской академии наук. Помимо Швеции его чествовали и Гренада.

Берцелиус тайное общество в Йельском университете назван в его честь.

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Хайме Висняк (2000). "Йенс Якоб Берцелиус Руководство для озадаченного химика". Химический педагог . 5 (6): 343–350. DOI : 10.1007 / s00897000430a . S2CID  98774420 .
  • Пол Уолден (1947). "Zum 100. Todestag von Jöns Jakob Berzelius am 7. August 1948". Naturwissenschaften . 34 (11): 321–327. Bibcode : 1947NW ..... 34..321W . DOI : 10.1007 / BF00644137 . S2CID  36477981 .
  • Holmberg, Arne (1933) Bibliografi över JJ Berzelius . 2 части в 5 т. Стокгольм: Кунгль. Svenska Vetenskapsakademien, 1933–67. 1. del och suppl. 1–2. Tryckta arbeten av och om Berzelius. 2. del och suppl. Манускрипт
  • Йорпес, Дж. Эрик (1966) Жак. Берцелиус - его жизнь и творчество ; перевод со шведской рукописи Барбары Стил. Стокгольм: Almqvist & Wiksell, 1966. (переиздано University of California Press, Беркли, 1970 ISBN  0-520-01628-9 )
  • Лестер, Генри (1970–1980). «Берцелиус, Йенс Якоб». Словарь научной биографии . 2 . Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера. С. 90–97. ISBN 978-0-684-10114-9.
  • Партингтон, Дж. Р. (1964) История химии ; т. 4. Лондон: Макмиллан; стр. 142–77

внешние ссылки

Культурные офисы
Предшествует
Шведская академия ,
офис № 5

1837–48
Преемник