国外科学家有哪些人( 八 )



德国化学家弗里德里克"奥古斯特"凯库勒(Friedrich August Kekule)决心揭开这个难解之谜 。

凯库勒善于充分发挥自己的想象能力来研究问题 。 他认为 , 在分子中原子间存在着相互影响 , 而分子性质取决于原子是如何排布的 。 他经常思想高度集中地闭上眼睛想像在碳链上添加或去掉原子后 , 使一个分子奇妙地变成另一个分子的景象 。 对苯分子中6个碳原子和6个氢原子的排布 , 凯库勒曾先后考虑过几十种排布法 , 但却都经不起推敲 , 也解释不了关于苯的实验事实 。
真是日有所思 , 夜有所想 。 1865年的一天晚上 , 凯库勒坐在家中编写《化学教程》教材 , 写到苯分子结构这一部分时 , 对其分子结构仍然是百思不得其解 , 难以下笔 , 只得停笔进行深思 。 沉思中 , 他不知不觉地进入了梦乡 。 朦胧中 , 他看到碳原子形成的长列像蛇一样 , 在眼前不断翻腾 , 突然间 , 一只蛇咬住了自己的尾巴 , 形成一个环状 , 不停地旋转着┅┅凯库勒猛然惊醒了 , 受梦中所见形象的启发 , 凯库勒迅速画出了苯分子的封闭式结构 。 他曾先后用下列图式表示苯分子的结构:
最后 , 他们把苯分子结构确定为六角形环状结构:
这样 , 苯分子新的结构就诞生了 。
凯库勒认为 , 苯分子这种封闭式但双键交替形成的结构 , 既能满足碳原子是4价的要求 , 又符合分子式C6H6的要求 。 他还断言 , 所有芳香族化合物的衍生物都可以从这种结构推论出来 。 虽然这时还有一些化学家提出过苯的其他结构式 , 但科学界公认凯库勒的结构式最合理 , 使其很快就被采用 。 俗话说:“梦笔生花 。 ”对此虽然不可完全相信 , 但梦想成真却在凯库勒身上得到了体现 。

凯库勒青年时期曾学过建筑 , 形象思维很发达 , 十分善于捕捉直观形象 , 因此 , 他的梦想和灵感绝非凭空而来 , 而是朝思暮想的结果 。 从生理学角度来看 , 当大脑中的记忆细胞存储了足够多的信息且人在高度紧张的思索时 , 这些脑细胞是不容易停止工作的;甚至在大脑的其他部分处于休息状态时 , 记忆细胞仍可工作 , 而且由于此时干扰因素少 , 精力可以高度集中 , 往往会有奇想出现 。 凯库勒对苯环结构的发现属于这种情况 。

凯库勒提出苯环结构学说对有机化学的发展起了很大的作用 。 1890年 , 在纪念苯环结构学说发表十周年时 , 伦敦化学会指出:“苯作为一个封闭链式结构的奇妙构思 , 对于化学理论的发展 , 对于研究这一类化合物及其衍生物中的异构现象的指导作用 , 对于发展煤焦油为原料的染料工业所起的先导作用 , 都已是举世公认的了 。 ”

当然 , 凯库勒的苯的结构的学说 , 也存在着不足 , 仍然有一些实验事实得不到圆满解释:一是苯分子内既然含有双键 , 但是为什么在一般情况下 , 苯不能与那些能和不饱和烃发生加成反应的试剂发生加成反应;二是按照凯库勒的苯分子结构式 , 在苯的邻位二取代物中 , 应该存在两种异构体:

但实验证明 , 苯的邻位二取代物只有一种 。

现代观点认为 , 苯分子是由6个具有sp2 杂化轨道的碳原子通过σ键结合的一个六元环 , 每个碳原子上未参与杂化的p轨道从侧面相互重叠 , 形成一个封闭的大Л键 , 并垂直于碳环的平面 。 这样 , 就使Л电子云高度离域 , 达到完全平均化 。 因此 , 苯分子中的C—C与H—C键角都是120° , C—C键长都是1.39牛挥械ニ那稹O衷冢椒肿咏峁瓜肮呱先杂每饫帐表示 , 也可用表示

第一位获得诺贝尔化学奖的科学家--范特霍夫
Jacobus Hendricus Van’t Hoff 1852--1911

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