有机化学
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阅读材料: 1905年诺贝尔化学奖获得者:阿道夫·冯·贝耶尔

阿道夫·冯·贝耶尔(Adolf Von Baeyer,1835—1917年)德国有机化学家,1835年10月31日生于柏林。由于合成靛蓝,对有机染料和芳香族化合物的研究作出重要贡献,获得1905年诺贝尔化学奖。

影响一生的生日礼物

满心欢喜的贝耶尔蹦跳着进了外婆家,屋内却如平常一样。他有些失望,于是每时每刻都在想象着生日活动会出其不意地到来,但母亲好像忘了今天是他的生日,一句有关过生日的话都没有说。细心的母亲早就看出了他的心思。贝耶尔的母亲是著名律师和历史学家的女儿,她特别重视对子女的教育;她爱自己的儿子,深知贝耶尔是一个聪明的孩子,教育得法将来一定会有出息的。母亲慈爱地摸摸贝耶尔的头,温柔地说:“妈妈生你时,爸爸已经41岁了,还是一个大老粗。但他不甘心没有文化知识,现在跟你一样正在努力学习,明天就要参加考试。妈妈当然记得你的生日啦,可是要给你过生日的话,你想想是不是要耽误爸爸的学习呀?”贝耶尔似懂非懂地点了点头,心里仍带着一丝遗憾。

“我知道你很想过生日。”母亲接着说:“但年纪大了再学习是一件多么不容易的事,你就不清楚了,这要等你长大了才会知道。爸爸小时候没有像你一样的学习机会,现在才开始学习虽说晚了一点,但是只要坚持下去就一定会取得成果的。我们支持爸爸学习,他会非常高兴的,爸爸会更爱你的。这不也是很好的生日礼物吗?”

母子俩走着说着,小贝耶尔的眉头渐渐地舒展开了。他爱学习,也爱爸爸,尽管没有生日礼物,他也幸福地笑了。母亲又趁机教育他:“你现在正是学习的大好时候,你一定要努力,长大了才可以为社会做更多的事情,才会成为一个有本领的人。”母亲的一番话说得贝耶尔心里热乎乎的,爸爸已经50多岁了,还在努力学习,他那有些发白的头发和灯下看书的专注神情不时浮现在贝耶尔眼前。父亲就是他学习的榜样。贝耶尔的父亲约翰·佐柯白曾长期在普鲁士军队中服务,官至总参谋部陆军中将。他虽然出身行伍,却对科学技术的发展非常感兴趣,但是日常工作很繁忙,没有时间学习。为此他非常苦恼,经常向一位牧师述说自己的心愿。牧师劝他退休后再作学习打算也不迟,只要坚持必能有一技之长。贝耶尔的父亲牢记牧师之言,50岁时开始从师学习地质学。周围的人对他冷嘲热讽,他全然不顾。贝耶尔的母亲深知丈夫的心志,全力支持他学习。通过多年学习,贝耶尔的父亲成了专家,76岁时竟出任柏林地质研究院院长。父亲的刻苦勤奋为贝耶尔树立了极好的榜样,也使幼年的贝耶尔受到了影响。

从此贝耶尔更加勤奋地读书。10岁生日当晚回家路上,母亲所说的话对他一生都产生了深刻的影响。后来他回忆道:“这是母亲送给我10岁生日最丰厚的礼品。”

榜样的力量

那一年,贝耶尔还在上大学,他与父亲随便谈起凯库勒教授。凯库勒教授那时已经是德国有机化学的权威了,年轻气盛的贝耶尔随口对父亲说:“凯库勒吗,只比我大6岁……”父亲立刻摆手打断了他的话,恨恨地瞪了他一眼,问道:“难道学问是与年龄成正比的吗?大6岁怎么样,难道就不值得学习吗?我学地质时,几乎没有几个老师比我大,老师的年龄比我小30岁都有,难道就不要学了?”

此事对贝耶尔的震动很大,教育极深,后来他常对人讲:“父亲一向是我的榜样,他给我的教育很多,最深刻的算是这一次了。”

贝耶尔敬重父母,不仅是因为父母经常纠正他的错误、关心他的成长,更重要的是父母的言行给了他最好的教育。每当学习、研究遇到困难的时候,他的脑海里就会浮现出戴着老花眼镜的父亲在灯下伏案学习的情景。一个五六十岁的老人竟有从头开始学习的信心和毅力,而年纪轻轻的他难道还有什么不能克服的困难吗?

研究成果

贝耶尔毕生从事有机化学方面的科学研究。

Baeyer张力学认为,偏转角越大,角张力就越大。从能量来讲,张力大的结构能量比较高,比较不稳定。

自1883年合成三元和四元碳环化合物后,人们发现:小环化合物比较容易开环,而五元、六元环系则是稳定的。为了解释各种环的稳定性,1885年,贝耶尔提出了张力学说(strain theory)。该学说认为:所有环型化合物都具有平面型结构(plane struture)。因此可以用公式偏转角=(109°28'-正多边形的内角)/2来计算不同的碳环化合物中C—C—C键角与sp3杂化轨道的正常键角109°28'的偏离程度。三元至八元的环烷烃C—C—C键角及每根C—C键的偏转程度分别为:+24°44'、+9°44'、+0°44'、-5°16'、-9°33'、-12°46'(此数值表示为每根键屈挠的角度,正表示键向内屈挠,负表示键向外屈挠)。键的屈挠,意味着化合物的内部产生了张力,因为这种张力是由于键角的屈挠引起的,故叫做角张力,又称为“Baeyer张力”。

除此之外,贝耶尔在有机染料、芳香剂、合成靛蓝和含砷物的研究方面,更是取得了卓越的成就。他第一个研究和分析了靛青、天蓝、绯红三种现代基本染素的性质与分子结构,创建了第一流的新型化学实验室,建立了著名的贝耶尔碳环种族理论。他研究和合成的种种染料与芳香剂,使世界上的妇女们能打扮得比以往更漂亮、更动人。当我们今天置身于那色彩斑斓、如花似锦的纺织品世界和香气扑鼻的化妆品世界时,怎么能忘记这位为美化人类生活而辛劳一生的科学家呢?

为了表彰贝耶尔在研究染料和有机化合物等方面的卓越贡献,1905年,当他70岁时,瑞典皇家科学院授予他诺贝尔化学奖。

贝耶尔的研究成果,使世界上建起了无数个化工厂。从此,世界有机化学工业进入了一个新的发展阶段。