Научные открытия по химии 20 века. Химии история. Николай Николаевич Зинин

Химия - наука, теснейшим образом связанная с физикой. Она рассматривает главным образом превращения веществ, изучает элементы (простейшие вещества, образуемые одинаковыми атомами) и сложные вещества, состоящие из молекул (сочетаний различных атомов).

Во второй половине XVIII и начале XIX века в работах ученых преобладало изучение и описание свойств химических элементов и их соединений. Кислородная теория Лавуазье (1743-1794) и атомная теория Дальтона (1766-1844) заложили основы теоретической химии. Открытия, вызванные атомно-молекулярным учением, начали играть существенную роль в производственной практике.

Атомистические представления о строении вещества породили много теоретических проблем. Необходимо было выяснить, что происходит с атомами, образующими молекулярные структуры? Сохраняют ли атомы свои свойства в составе молекул и как они взаимодействуют друг с другом? Действительно ли атом прост и неделим? Эти и другие вопросы необходимо было решить.

Без атомной теории нельзя было создать учение об ионах, а без понимания ионного состояния материи нельзя было разрабатывать теорию электролитической диссоциации, а без нее - понять истинный смысл аналитических реакций, а затем понять роль иона как комплексообразователя и т. д.

Разработка проблем органической химии привела к созданию учения о замещении, теории типов, учения о гомологии и валентности. Открытие изомерии выдвинуло важнейшую задачу - изучить зависимость физико-химических свойств соединений от их состава и строения. Исследования изомеров наглядно показали, что физические и химические свойства веществ зависят не только от расположения атомов в молекулах.

К середине XIX века на основе учения о химическом соединении и химических элементах, на базе атомно-молекулярной теории оказалось возможным создать теорию химического строения и открыть периодический закон химических элементов. Во второй половине XIX века происходит постепенное превращение химии из описательной науки, изучающей химические элементы, состав и свойства их соединений, в теоретическую науку, исследующую причины и механизм превращения веществ. Стало возможным управлять химическим процессом, преобразовывая вещества, природные и синтетические, в полезные продукты. К концу XIX века были получены и изучены десятки тысяч новых органических и неорганических веществ. Открыты фундаментальные законы и созданы обобщающие теории. Достижения химической науки внедрялись в промышленность. Были построены и хорошо оборудованы химические лаборатории и физико-химические институты.

Химия принадлежит к той категории наук, которые своими практическими успехами способствовали повышению благосостояния человечества. В настоящее время развитие химии имеет ряд характерных черт. Во-первых, это размывание границ между основными разделами химии. Например, ныне можно назвать тысячи соединений, которые нельзя однозначно причислить к органическим или неорганическим. Во-вторых, развитие исследований на стыке физики и химии породило большое число специфических работ, которые в итоге сформировались в самостоятельные научные дисциплины. Достаточно назвать, например, термохимию, электрохимию, радиохимию и т. д. В то же время «расщепление >> химии шло и по объектам исследования. На этом направлении возникли дисциплины, изучающие:

1) отдельные совокупности химических элементов (химия легких элементов, редкоземельных элементов).

2) отдельные элементы (например, химия фтора, фосфора и кремния).

3) отдельные классы соединений (химия гидридов, полупроводников).

4) химия особых групп соединений, куда относится элементарная и координационная химия.

В-третьих, для химии партнерами для интеграции явилась биология, геология, космология, что привело к рождению биохимии, геохимии и т. д. Произошел процесс «гибридизации».

Одной из важных задач современной химии является предсказание условий синтеза веществ с заранее заданными свойствами и определение их физических и химических параметров.

Охарактеризуем основные направления современной химии. Химию принято подразделять на пять разделов: неорганическая, органическая, физическая, аналитическая и химия высокомолекулярных соединений.

Основными задачами неорганической химии являются: изучение строения соединений, установление связи строения со свойствами и реакционной способностью. Также разрабатываются методы синтеза и глубокой очистки веществ. Большое внимание уделяется кинетике и механизму неорганических реакций, их каталитическому ускорению и замедлению. Для синтезов все чаще применяют методы физического воздействия: сверхвысокие температуры и давления, ионизирующее излучение, ультразвук, магнитные поля. Многие процессы проходят в условиях горения или низкотемпературной плазмы. Химические реакции часто сочетают с получением волокнистых, слоистых и монокристаллических материалов, с изготовлением электронных схем.

Неорганические соединения применяются как конструкционные материалы для всех отраслей промышленности, включая космическую технику, как удобрение и кормовые добавки, ядерное и ракетное топливо, фармацевтические материалы.

Органическая химия - наиболее крупный раздел химической науки. Если число известных неорганических веществ насчитывает около 5 тыс., то еще в начале 80-х было известно более 4 млн органических веществ. Общепризнано огромное значение химии полимеров. Так, еще в 1910 году СВ. Лебедев разработал промышленный способ получения бутадиена, а из него каучука.

В 1936 году У. Карозерс синтезирует «найлон», открыв новый тип синтетических полимеров - полиамиды. В 1938 году Р. Планкет случайно открывает тефлон, создавший эпоху синтеза фторполимеров с уникальной термостабильностью, создаются «вечные» смазочные масла (пластмассы и эластомеры), широко используемые космической и реактивной техникой, химической и электротехнической промышленностью. Благодаря этим и многим другим открытиям из органической химии выросла химия высокомолекулярных соединений (или полимеров).

Начавшиеся в 30-40-е годы широкие исследования фосфорорганических соединений (А.Е. Арбузов) привели к открытию новых типов физиологически активных соединений - лекарственных препаратов, отравляющих веществ, средств защиты растений и др.

Химия красителей практически дала начало химической индустрии. Например, химия ароматических и гетероциклических соединений создала первую отрасль химической промышленности, продукция которой ныне превосходит 1 млрд тонн, и породила новые отрасли - производство душистых и лекарственных веществ.

Проникновение органической химии в смежные области - биохимию, биологию, медицину, сельское хозяйство - привело к изучению свойств, установлению структуры и синтезу витаминов, белков, нуклеиновых кислот, антибиотиков, новых ростовых средств и средств борьбы с вредителями.

Ощутимые результаты дает применение математического моделирования. Если нахождение какого-либо фармацевтического препарата или инсектицида требовало синтеза 10-20 тыс. веществ, то с помощью математического моделирования выбор делается лишь в результате синтеза нескольких десятков соединений.

Роль органической химии в биохимии трудно переоценить. Так, в 1963 году В. Виньо синтезировал инсулин, также были синтезированы окситоцин (пептидный гормон), вазопрессин (гормон обладает антидиуретическим действием), брадикикин (обладает сосудорасширяющим действием). Разработаны полуавтоматические методы синтеза полипептидов (Р. Мерифилд, 1962).

Вершиной достижений органической химии в генной инженерии явился первый синтез активного гена (X. Корана, 1976). В 1977 году синтезирован ген, кодирующий синтез человеческого инсулина, а в 1978-м - ген сомато-статина (способен угнетать секрецию инсулина, пептидный гормон).

Физическая химия объясняет химические явления и устанавливает их общие закономерности. Физическая химия последних десятилетий характеризуется следующими чертами. В результате развития квантовой химии (использует идеи и методы квантовой физики для объяснения химических явлений) многие проблемы химического строения веществ и механизма реакций решаются на основании теоретических расчетов. Наряду с этим широко используются физические методы исследования - рентгеноструктурный анализ, дифракция электронов, спектроскопия, методы, основанные на применении изотопов и др.

Аналитическая химия рассматривает принципы и методы изучения химического состава вещества. Включает количественный и качественный анализ. Современные методы аналитической химии связаны с необходимостью получения полупроводниковых и других материалов высокой частоты. Для решения этих задач были разработаны чувствительные методы: активационный анализ, химико-спектральный анализ и др.

Активационный анализ основан на измерении энергии излучения и периодов полураспада радиоактивных изотопов, образующихся в исследуемом веществе при облучении его ядерными частицами.

Химико-спектральный анализ состоит в предварительном выделении определяемых элементов из пробы и в получении их концентрата, который анализируют методами эмиссионного спектрального анализа (метод элементного анализа по атомным спектрам испускания). Эти методы позволяют определить 10~7-10~8 % примесей.



Роберт БОЙЛЬ

Он родился 25 января 1627 года в Лисморе (Ирландия), а образование получил в Итонском колледже (1635-1638) и в Женевской академии (1639-1644). После этого почти безвыездно жил в своем имении в Столбридже, там и проводил свои химические исследования в течение 12 лет. В 1656 году Бойль перебирается в Оксфорд, а в 1668 году переезжает в Лондон.

Научная деятельность Роберта Бойля была основана на экспериментальном методе и в физике, и в химии, и развивала атомистическую теорию. В 1660 году он открыл закон изменения объема газов (в частности, воздуха) с изменением давления. Позднее он получил имя закона Бойля-Мариотта : независимо от Бойля этот закон сформулировал французский физик Эдм Мариотт.

Бойль много занимался изучением химических процессов – например, протекающих при обжиге металлов, сухой перегонке древесины, превращениях солей, кислот и щелочей. В 1654 году он ввел в науку понятие анализа состава тел . Одна из книг Бойля носила название "Химик-скептик". В ней были определены элементы как "первоначальные и простые, вполне не смешанные тела, которые не составлены друг из друга, но представляют собой те составные части, из которых составлены все так называемые смешанные тела и на которые последние могут быть в конце концов разложены ".

А в 1661 году Бойль формулирует понятие о "первичных корпускулах " как элементах и "вторичных корпускулах " как сложных телах.

Он также впервые дал объяснение различиям в агрегатном состоянии тел. В 1660 году Бойль получил ацетон , перегоняя ацетат калия, в 1663 году обнаружил и применил в исследованиях кислотно-основный индикатор лакмус в лакмусовом лишайнике, произрастающем в горах Шотландии. В 1680 году он разработал новый способ получения фосфора из костей, получил ортофосфорную кислоту и фосфин ...

В Оксфорде Бойль принял деятельное участие в основании научного общества, которое в 1662 году было преобразовано в Лондонское Королевское общество (фактически это английская Академия наук).

Роберт Бойль умер 30 декабря 1691 года, оставив будущим поколениям богатое научное наследие. Бойлем было написано множество книг, некоторые из них вышли в свет уже после смерти ученого: часть рукописей была найдена в архивах Королевского общества...

АВОГАДРО Амедео

(1776 – 1856)

Итальянский физик и химик, член Туринской академии наук (с 1819 г.). Родился в Турине. Окончил юридический факультет Туринского университета (1792 г.). С 1800 г. самостоятельно изучал математику и физику. В 1809 - 1819 гг. преподавал физику в лицее г. Верчелли. В 1820 - 1822 и 1834 - 1850 гг. – профессор физики Туринского университета. Научные работы относятся к различным областям физики и химии. В 1811 г. заложил основы молекулярной теории, обобщил накопленный к тому времени экспериментальный материал о составе веществ и привел в единую систему противоречащие друг другу опытные данные Ж. Гей-Люссака и основные положения атомистики Дж. Дальтона.

Открыл (1811 г.) закон, согласно которому в одинаковых объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое количество молекул (закон Авогадро ). Именем Авогадро названа универсальная постоянная – число молекул в 1 моль идеального газа.

Создал (1811 г.) метод определения молекулярных масс, посредством которого по экспериментальным данным других исследователей первым правильно вычислил (1811-1820 гг.) атомные массы кислорода, углерода, азота, хлора и ряда других элементов. Установил количественный атомный состав молекул многих веществ (в частности, воды, водорода, кислорода, азота, аммиака, оксидов азота, хлора, фосфора, мышьяка, сурьмы), для которых он ранее был определен неправильно. Указал (1814 г.) состав многих соединений щелочных и щелочноземельных металлов, метана, этилового спирта, этилена. Первым обратил внимание на аналогию в свойствах азота, фосфора, мышьяка и сурьмы – химических элементов, составивших впоследствии VA-группу Периодической системы. Результаты работ Авогадро по молекулярной теории были признаны лишь в 1860 г. на I Международном конгрессе химиков в Карлсруэ.

В 1820-1840 гг. занимался электрохимией, изучал тепловое расширение тел, теплоемкости и атомные объемы; при этом получил выводы, которые координируются с результатами позднее проведенных исследований Д.И. Менделеева по удельным объемам тел и современными представлениями о строении вещества. Издал труд "Физика весовых тел, или же трактат об общей конструкции тел" (т. 1-4, 1837 - 1841 гг.), в котором, в частности, намечены пути к представлениям о нестехиометричности твердых тел и о зависимости свойств кристаллов от их геометрии.

Йенс-Якоб Берцелиус

(1779-1848)

Шведский химик Йенс-Якоб Берцелиус родился в семье директора школы. Отец умер вскоре после его рождения. Мать Якоба вторично вышла замуж, но после рождения второго ребенка заболела и умерла. Отчим сделал все, чтобы Якоб и его младший брат получили хорошее образование.

Химией Якоб Берцелиус увлекся только в двадцатилетнем возрасте, но уже в 29 лет он был избран членом Шведской королевской Академии наук, а двумя годами позже – ее президентом.

Берцелиус на опыте подтвердил многие химические законы, известные к тому времени. Работоспособность Берцелиуса поражает: он проводил в лаборатории по 12-14 часов в сутки. На протяжении своей двадцатилетней научной деятельности он исследовал более двух тысяч веществ и точно определил их состав. Он открыл три новых химических элемента (церий Ce, торий Th и селен Se), впервые выделил в свободном состоянии кремний Si, титан Ti, тантал Ta и цирконий Zr. Берцелиус много занимался теоретической химией, составлял ежегодные обзоры успехов физических и химических наук, был автором самого популярного в те годы учебника химии. Возможно, это и заставило его ввести в химический обиход удобные современные обозначения элементов и химические формулы.

Берцелиус женился только в 55 лет на двадцатичетырехлетней Иоганне Элизабет, дочери своего старинного друга Поппиуса, государственного канцлера Швеции. Брак их был счастливым, но детей не было. В 1845 году состояние здоровья Берцелиуса ухудшилось. После одного особенно сильного приступа подагры у него оказались парализованы обе ноги. В августе 1848 года на семидесятом году жизни Берцелиус умер. Он похоронен на маленьком кладбище вблизи Стокгольма.

Владимир Иванович ВЕРНАДСКИЙ

Владимир Иванович Вернадский во время учебы в Петербургском университете слушал лекции Д.И. Менделеева, А.М. Бутлерова и других известных российских химиков.

Со временем он сам стал строгим и внимательным учителем. Его учениками или учениками его учеников являются почти все минералоги и геохимики нашей страны.

Выдающийся естествоиспытатель не разделял точку зрения, что минералы есть нечто неизменное, часть установившейся "системы природы". Он считал, что в природе идет постепенное взаимное превращение минералов . Вернадский создал новую науку – геохимию . Владимир Иванович первым отметил огромную роль живого вещества – всех растительных и животных организмов и микроорганизмов на Земле – в истории перемещения, концентрации и рассеяния химических элементов. Ученый обратил внимание, что некоторые организмы способны накапливать железо, кремний, кальций и другие химические элементы и могут участвовать в образовании месторождений их минералов, что микроорганизмы играют огромную роль в разрушении горных пород. Вернадский утверждал, что "разгадка жизни не может быть получена только путем изучения живого организма. Для ее разрешения надо обратиться и к его первоисточнику – к земной коре ".

Изучая роль живых организмов в жизни нашей планеты, Вернадский пришел к выводу, что весь атмосферный кислород – это продукт жизнедеятельности зеленых растений. Владимир Иванович уделял исключительное внимание проблемам экологии . Он рассматривал глобальные экологические вопросы, влияющие на биосферу в целом. Более того, он создал само учение о биосфере – области активной жизни, охватывающей нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, в которой деятельность живых организмов (в том числе и человека) является фактором планетарного масштаба. Он считал, что биосфера под влиянием научных и производственных достижений постепенно переходит в новое состояние - сферу разума, или ноосферу . Решающим фактором развития этого состояния биосферы должна стать разумная деятельность человека, гармоничное взаимодействие природы и общества . Это возможно лишь при учете тесной взаимосвязи законов природы с законами мышления и социально-экономическими законами.

Джон ДАЛЬТОН

(Dalton J.)

Джон Дальтон родился в бедной семье, обладал большой скромностью и необычайной жаждой знаний. Он не занимал никакой важной университетской должности, был простым учителем математики и физики в школе и колледже.

Основные научные исследования до 1800-1803 гг. относятся к физике, более поздние – к химии. Проводил (с 1787 г.) метеорологические наблюдения, исследовал цвет неба, природу тепла, преломление и отражение света. В результате создал теорию испарения и смешения газов. Описал (1794 г.) дефект зрения, названный дальтонизмом .

Открыл три закона , составивших сущность его физической атомистики газовых смесей: парциальных давлений газов (1801 г.), зависимости объема газов при постоянном давлении от температуры (1802 г., независимо от Ж.Л. Гей-Люссака) и зависимости растворимости газов от их парциальных давлений (1803 г.). Эти работы привели его к решению химической проблемы соотношения состава и строения веществ.

Выдвинул и обосновал (1803-1804 гг.) теорию атомного строения , или химическую атомистику, объяснившую эмпирический закон постоянства состава. Теоретически предсказал и открыл (1803 г.) закон кратных отношений : если два элемента образуют несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на одну и ту же массу другого, относятся как целые числа.

Составил (1803 г.) первую таблицу относительных атомных масс водорода, азота, углерода, серы и фосфора, приняв за единицу атомную массу водорода. Предложил (1804 г.) систему химических знаков для "простых" и "сложных" атомов. Проводил (с 1808 г.) работы, направленные на уточнение отдельных положений и разъяснение сущности атомистической теории. Автор труда "Новая система химической философии" (1808-1810 гг.), пользующегося всемирной известностью.

Член многих академий наук и научных обществ.

Сванте АРРЕНИУС

(р. 1859)

Сванте-Август Аррениус родился в старинном шведском городе Упсале. В гимназии он был одним из лучших учеников, особенно легко ему давалось изучение физики и математики. В 1876 году юноша был принят в Упсальский университет. И уже через два года (на шесть месяцев раньше срока) он сдал экзамен на степень кандидата философии. Однако впоследствии он жаловался, что обучение в университете велось по устаревшим схемам: например, "нельзя было услышать ни единого слова о менделеевской системе, а ведь ей было уже больше десяти лет"…

В 1881 году Аррениус переехал в Стокгольм и поступил на работу в Физический институт Академии наук. Там он приступил к изучению электрической проводимости сильно разбавленных водных растворов электролитов. Хотя Сванте Аррениус по образованию – физик, он знаменит своими химическими исследованиями и стал одним из основателей новой науки – физической химии. Больше всего он занимался изучением поведения электролитов в растворах, а также исследованием скорости химических реакций. Работы Аррениуса долгое время не признавали его соотечественники, и только когда его выводы получили высокую оценку в Германии и Франции, он был избран в Шведскую академию наук. За разработку теории электролитической диссоциации Аррениусу была присуждена Нобелевская премия 1903 года.

Веселый и добродушный великан Сванте Аррениус, настоящий "сын шведской сельской местности", всегда был душой общества, располагал к себе коллег и просто знакомых. Он был дважды женат; его двух сыновей звали Олаф и Свен. Он получил широкую известность не только как физикохимик, но и автор множества учебников, научно-популярных и просто популярных статей и книг по геофизике, астрономии, биологии и медицине.

Но путь к мировому признанию для Аррениуса-химика был совсем не прост. У теории электролитической диссоциации в ученом мире были очень серьезные противники. Так, Д.И. Менделеев резко критиковал не только саму идею Аррениуса о диссоциации, но и чисто "физический" подход к пониманию природы растворов, не учитывающий химических взаимодействий между растворенным веществом и растворителем.

Впоследствии выяснилось, что и Аррениус, и Менделеев были каждый по-своему правы, и их взгляды, дополняя друг друга, составили основу новой – протонной – теории кислот и оснований.

КАВЕНДИШ Генри

Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества (с 1760 г.). Родился в Ницце (Франция). Окончил Кембриджский университет (1753 г.). Научные исследования проводил в собственной лаборатории.

Работы в области химии относятся к пневматической (газовой) химии, одним из создателей которой он является. Выделил (1766 г.) в чистом виде углекислый газ и водород, приняв последний за флогистон, установил основной состав воздуха как смесь азота и кислорода. Получил окислы азота. Сжиганием водорода получил (1784 г.) воду, определив соотношение объемов взаимодействующих в этой реакции газов (100:202). Точность его исследований была столь велика, что позволила ему при получении (1785 г.) окислов азота посредством пропускания электрической искры через увлажненный воздух наблюдать наличие "дефлогистированного воздуха", составляющего не более 1/20 части общего объема газов. Это наблюдение помогло У. Рамзаю и Дж. Рэлею открыть (1894 г.) благородный газ аргон. Свои открытия объяснял с позиции теории флогистона.

В области физики во многих случаях предвосхитил более поздние открытия. Закон, согласно которому силы электрического взаимодействия обратно пропорциональны квадрату расстояния между зарядами, был открыт им (1767 г.) на десять лет раньше французского физика Ш. Кулона. Экспериментально установил (1771 г.) влияние среды на емкость конденсаторов и определил (1771 г.) значение диэлектрических постоянных ряда веществ. Определил (1798 г.) силы взаимного притяжения тел под влиянием тяготения и вычислил тогда же среднюю плотность Земли. О работах Кавендиша в области физики стало известно лишь в 1879 г. – после того, как английский физик Дж. Максвелл опубликовал его рукописи, находившиеся до этого времени в архивах.

Именем Кавендиша названа организованная в 1871 г. физическая лаборатория в Кембриджском университете.

КЕКУЛЕ Фридрих Август

(Kekule F.A.)

Немецкий химик - органик. Родился в Дармштадте. Окончил Гисенский университет (1852 г.). Слушал в Париже лекции Ж. Дюма, Ш. Вюрца, Ш. Жеpapa. В 1856-1858 гг. преподавал в Гейдельбергском университете, в 1858-1865 гг. – профессор Гентского университета (Бельгия), с 1865 г. – Боннского университета (в 1877-1878 гг. – ректор). Научные интересы преимущественно были сосредоточены в области теоретической органической химии и органического синтеза. Получил тиоуксусную кислоту и другие сернистые соединения (1854 г.), гликолевую кислоту (1856 г.). Впервые по аналогии с типом воды ввел (1854 г.) тип сероводорода. Высказал (1857 г.) мысль о валентности как о целом числе единиц сродства, которым обладает атом. Указал на "двухосновность" (двухвалентность) серы и кислорода. Разделил (1857 г.) все элементы, за исключением углерода, на одно-, двух- и трехосновные; углерод же отнес к четырехосновным элементам (одновременно с Л.В.Г. Кольбе).

Выдвинул (1858 г.) положение о том, что конституция соединений обусловливается "основностью", то есть валентностью , элементов. Впервые (1858 г.) показал, что число атомов водорода, связанных с n атомами углерода, равно 2n + 2. На основе теории типов сформулировал первоначальные положения теории валентности. Рассматривая механизм реакций двойного обмена, высказал мысль о постепенном ослаблении исходных связей и привел (1858 г.) схему, являющуюся первой моделью активированного состояния. Предложил (1865 г.) циклическую структурную формулу бензола, распространив тем самым теорию химического строения Бутлерова на ароматические соединения. Экспериментальные работы Кекуле тесно связаны с его теоретическими исследованиями. С целью проверки гипотезы о равноценности всех шести атомов водорода в бензоле получил его галоген-, нитро-, амино- и карбоксипроизводные. Осуществил (1864 г.) цикл превращений кислот: природная яблочная - бромянтарная - оптически неактивная яблочная. Открыл (1866 г.) перегруппировку диазоамино- в аминоазобензол. Синтезировал трифенилметан (1872 г.) и антрахинон (1878 г.). Для доказательства строения камфары предпринял работы по превращению ее в оксицимол, а затем в тиоцимол. Изучил кротоновую конденсацию ацетальдегида и реакцию получения карбокситартроновой кислоты. Предложил методы синтеза тиофена на основе диэтилсульфида и ангидрида янтарной кислоты.

Президент Немецкого химического общества (1878, 1886, 1891 гг.). Один из организаторов I Международного конгресса химиков в Карлсруэ (1860 г.). Иностранный чл.-кор. Петербургской АН (с 1887 г.).

Антуан-Лоран ЛАВУАЗЬЕ

(1743-1794)

Французский химикАнтуан-Лоран Лавуазье по образованию юрист, был очень богатым человеком. Он состоял в "Компании откупов" – организации финансистов, бравшей на откуп государственные налоги. На этих финансовых операциях Лавуазье приобрел огромное состояние. Политические события, происходившие во Франции, имели для Лавуазье печальные последствия: он был казнен за то, что работал в "Генеральном откупе" (акционерном обществе по сбору налогов). В мае 1794 года в числе других обвиняемых-откупщиков Лавуазье предстал перед революционным трибуналом и на следующий день был приговорен к смертной казни "как зачинщик или соучастник заговора, стремившийся содействовать успеху врагов Франции путем вымогательств и незаконных поборов с французского народа". Вечером 8 мая приговор был приведен в исполнение, а Франция лишилась одной из самых блестящих голов... Через два года Лавуазье был признан несправедливо осужденным, однако, это уже не могло вернуть Франции замечательного ученого. Еще обучаясь на юридическом факультете Парижского университета, будущий генеральный откупщик и выдающийся химик одновременно изучал естественные науки. Часть своего состояния Лавуазье вложил в обустройство химической лаборатории, оснащенной прекрасным по тем временам оборудованием, ставшую научным центром Парижа. В своей лаборатории Лавуазье провел многочисленные опыты, в которых он определял изменения масс веществ при их прокаливании и горении.

Лавуазье первым показал, что масса продуктов горения серы и фосфора больше, чем масса сгоревших веществ, и что объем воздуха, в котором горел фосфор, уменьшился на 1/5 часть. Нагревая ртуть с определенным объемом воздуха, Лавуазье получил "ртутную окалину" (оксид ртути) и "удушливый воздух" (азот), непригодный для горения и дыхания. Прокаливая ртутную окалину, он разложил ее на ртуть и "жизненный воздух" (кислород). Этими и многими другими опытами Лавуазье показал сложность состава атмосферного воздуха и впервые правильно истолковал явления горения и обжига как процесс соединения веществ с кислородом. Этого не смогли сделать английский химик и философ Джозеф Пристли и шведский химик Карл-Вильгельм Шееле, а также другие естествоиспытатели, которые сообщили об открытии кислорода раньше. Лавуазье доказал, что углекислый газ (диоксид углерода) – это соединение кислорода с "углем" (углеродом), а вода – соединение кислорода с водородом. Он на опыте показал, что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ, то есть процесс дыхания подобен процессу горения. Более того, французский химик установил, что образование углекислого газа при дыхании является главным источником "животной теплоты". Лавуазье одним из первых попытался объяснить сложные физиологические процессы, происходящие в живом организме, с точки зрения химии.

Лавуазье стал одним из основоположников классической химии. Он открыл закон сохранения веществ, ввел понятия "химический элемент" и "химическое соединение", доказал, что дыхание подобно процессу горения и является источником теплоты в организме Лавуазье был автором первой классификации химических веществ и учебника "Элементарный курс химии". В 29 лет он был избран действительным членом Парижской Академии наук.

Анри-Луи ЛЕ-ШАТЕЛЬЕ
(Le Chatelier H. L.)

Анри-Луи Ле-Шателье родился 8 октября 1850 года в Париже. После окончания Политехнической школы в 1869 году он поступил в Высшую Национальную горную школу. Будущий открыватель знаменитого принципа был широко образованным и эрудированным человеком. Его интересовали и техника, и естественные науки, и общественная жизнь. Много времени он посвятил изучению религии и древних языков. В возрасте 27 лет Ле-Шателье стал уже профессором Высшей горной школы, а тридцать лет спустя – Парижского университета. Тогда же он был избран в действительные члены Парижской Академии наук.

Наиболее важный вклад французского ученого в науку был связан с изучением химического равновесия , исследованием смещения равновесия под действием температуры и давления. Студенты Сорбонны, слушавшие лекции Ле-Шателье в 1907-1908 годах, так записывали в своих конспектах: "Изменение любого фактора, могущего влиять на состояние химического равновесия системы веществ, вызывает в ней реакцию, стремящуюся противодействовать производимому изменению. Повышение температуры вызывает реакцию, стремящуюся понизить температуру, то есть идущую с поглощением тепла. Увеличение давления вызывает реакцию, стремящуюся вызвать уменьшение давления, то есть сопровождающуюся уменьшением объема ...".

К сожалению, Ле-Шателье не был удостоен Нобелевской премии. Причина заключалась в том, что эта премия присуждалась только авторам работ, выполненных или получивших признание в год получения премии. Важнейшие работы Ле Шателье были выполнены задолго до 1901 года, когда состоялось первое присуждение Нобелевских премий.

ЛОМОНОСОВ Михаил Васильевич

Русский ученый, академик Петербургской АН (с 1745 г.). Родился в д. Денисовка (ныне с. Ломоносове Архангельской обл.). В 1731-1735 гг. учился в Славяно-греко-латинской академии в Москве. В 1735 г. был послан в Петербург в академический университет, а в 1736 г. – в Германию, где учился в Марбургском университете (1736-1739 гг.) и во Фрейберге в Школе горного дела (1739-1741 гг.). В 1741-1745 гг. – адъюнкт Физического класса Петербургской АН, с 1745 г. – профессор химии Петербургской АН, с 1748 г. работал в учрежденной по его инициативе Химической лаборатории АН. Одновременно с 1756 г. проводил исследования на основанном им в Усть-Рудицах (вблизи Петербурга) стекольном заводе и в домашней лаборатории.

Творческая деятельность Ломоносова отличается как исключительной широтой интересов, так и глубиной проникновения в тайны природы. Его исследования относятся к математике, физике, химии, наукам о Земле, астрономии. Результаты этих исследований заложили основы современного естествознания. Ломоносов обратил внимание (1756 г.) на основополагающее значение закона сохранения массы вещества в химических реакциях; изложил (1741-1750 гг.) основы своего корпускулярного (атомно-молекулярного) учения, получившего развитие лишь спустя столетие; выдвинул (1744-1748 гг.) кинетическую теорию теплоты; обосновал (1747-1752 гг.) необходимость привлечения физики для объяснения химических явлений и предложил для теоретической части химии название "физическая химия", а для практической части – "техническая химия". Его труды стали рубежом в развитии науки, отграничивающим натурфилософию от экспериментального естествознания.

До 1748 г. Ломоносов занимался преимущественно физическими исследованиями, а в период 1748-1757 гг. его работы посвящены главным образом решению теоретических и экспериментальных вопросов химии. Развивая атомистические представления, он впервые высказал мнение о том, что тела состоят из "корпускул", а те, в свою очередь, – из "элементов"; это соответствует современным представлениям о молекулах и атомах.

Был зачинателем применения математических и физических методов исследования в химии и первым начал читать в Петербургской АН самостоятельный "курс истинно физической химии". В руководимой им Химической лаборатории Петербургской АН выполнялась широкая программа экспериментальных исследований. Разработал точные методы взвешивания, применял объемные методы количественного анализа. Проводя опыты по обжигу металлов в запаянных сосудах, показал (1756 г.), что их вес после нагревания не изменяется и что мнение Р. Бойля о присоединении тепловой материи к металлам ошибочно.

Изучал жидкое, газообразное и твердое состояния тел. Достаточно точно определил коэффициенты расширения газов. Изучал растворимость солей при разных температурах. Исследовал влияние электрического тока на растворы солей, установил факты понижения температуры при растворении солей и понижения точки замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем. Проводил различие между процессом растворения металлов в кислоте, сопровождающимся химическими изменениями, и процессом растворения солей в воде, происходящим без химических изменений растворяемых веществ. Создал различные приборы (вискозиметр, прибор для фильтрования под вакуумом, прибор для определения твердости, газовый барометр, пирометр, котел для исследования веществ при низком и высоком давлениях), достаточно точно градуировал термометры.

Был создателем многих химических производств (неорганических пигментов, глазурей, стекла, фарфора). Разработал технологию и рецептуру цветных стекол, которые он употреблял для создания мозаичных картин. Изобрел фарфоровую массу. Занимался анализом руд, солей и других продуктов.

В труде "Первые основания металлургии, или рудных дел" (1763 г.) рассмотрел свойства различных металлов, дал их классификацию и описал способы получения. Наряду с другими работами по химии труд этот заложил основы русского химического языка. Рассмотрел вопросы образования в природе различных минералов и нерудных тел. Высказал идею биогенного происхождения гумуса почвы. Доказывал органическое происхождение нефтей, каменного угля, торфа и янтаря. Описал процессы получения железного купороса, меди из медного купороса, серы из серных руд, квасцов, серной, азотной и соляной кислот.

Первым из русских академиков приступил к подготовке учебников по химии и металлургии ("Курс физической химии", 1754 г.; "Первые основания металлургии, или рудных дел", 1763 г.). Ему принадлежит заслуга создания Московского университета (1755 г.), проект и учебная программа которого составлены им лично. По его проекту в 1748 г. завершена постройка Химической лаборатории Петербургской АН. С 1760 г. был попечителем гимназии и университета при Петербургской АН. Создал основы современного русского литературного языка. Был поэтом и художником. Написал ряд трудов по истории, экономике, филологии. Член ряда академий наук. Именем Ломоносова названы Московский университет (1940 г.), Московская Академия тонкой химической технологии (1940 г.), город Ломоносов (бывший Ораниенбаум). АН СССР учредила (1956 г.) Золотую медаль им. М.В. Ломоносова за выдающиеся работы в области химии и других естественных наук.

Дмитрий Иванович МЕНДЕЛЕЕВ

(1834-1907)

Дмитрий Иванович Менделеев – великий русский ученый-энциклопедист, химик, физик, технолог, геолог и даже метеоролог. Менделеев обладал удивительно ясным химическим мышлением, он всегда ясно представлял конечные цели своей творческой работы: предвидение и пользу. Он писал: "Ближайший предмет химии составляет изучение однородных веществ, из сложения которых составлены все тела мира, превращений их друг в друга и явлений, сопровождающих такие превращения".

Менделеев создал современную гидратную теорию растворов, уравнение состояния идеального газа, разработал технологию получения бездымного пороха, открыл Периодический закон и предложил Периодическую систему химических элементов, написал лучший для своего времени учебник химии.

Он родился в 1834 году в Тобольске и был последним, семнадцатым по счету ребенком в семье директора Тобольской гимназии Ивана Павловича Менделеева и его жены Марии Дмитриевны. Ко времени его рождения в семье Менделеевых из детей осталось в живых два брата и пять сестер. Девять детей умерли еще в младенческом возрасте, а троим из них родители даже не успели дать имена.

Учеба Дмитрия Менделеева в Петербурге в педагогическом институте вначале давалась нелегко. На первом курсе он умудрился по всем предметам, кроме математики, получить неудовлетворительные оценки. Но на старших курсах дело пошло по-другому – среднегодовой балл Менделеева был равен четырем с половиной (из пяти возможных). Он окончил институт в 1855 году с золотой медалью, получив диплом старшего учителя.

Жизнь не всегда была благосклонна к Менделееву: были в ней и разрыв с невестой, и недоброжелательность коллег, неудачный брак и затем развод... Два года (1880 и 1881) были очень тяжелыми в жизни Менделеева. В декабре 1880 года Петербургская академия наук отказала ему в избрании академиком: "за" проголосовало девять, а "против" – десять академиков. Особенно неблаговидную роль при этом сыграл секретарь академии некто Веселовский. Он откровенно заявил: "Мы не хотим университетских. Если они и лучше нас, то нам все-таки их не нужно".

В 1881 году с большим трудом был расторгнут брак Менделеева с первой женой, совершенно не понимавшей мужа и упрекавшей его в отсутствии внимания.

В 1895 году Менделеев ослеп, но продолжал руководить Палатой мер и весов. Деловые бумаги ему зачитывали вслух, распоряжения он диктовал секретарю, а дома вслепую продолжал клеить чемоданы. Профессор И.В. Костенич за две операции удалил катаракту, и вскоре зрение вернулось…

Зимой 1867-68 года Менделеев начал писать учебник "Основы химии" и сразу столкнулся с трудностями систематизации фактического материала. К середине февраля 1869 года, обдумывая структуру учебника, он постепенно пришел к выводу, что свойства простых веществ (а это есть форма существования химических элементов в свободном состоянии) и атомные массы элементов связывает некая закономерность.

Менделеев многого не знал о попытках его предшественников расположить химические элементы по возрастанию их атомных масс и о возникающих при этом казусах. Например, он не имел почти никакой информации о работах Шанкуртуа, Ньюлендса и Мейера.

Менделееву пришла неожиданная мысль: сопоставить близкие атомные массы различных химических элементов и их химические свойства.

Недолго думая, на обратной стороне письма Ходнева он записал символы хлора Cl и калия K с довольно близкими атомными массами, равными соответственно 35,5 и 39 (разница всего в 3,5 единицы). На том же письме Менделеев набросал символы других элементов, отыскивая среди них подобные "парадоксальные" пары: фтор F и натрий Na, бром Br и рубидий Rb, иод I и цезий Cs, для которых различие масс возрастает с 4,0 до 5,0, а потом и до 6,0. Менделеев тогда не мог знать, что "неопределенная зона" между явными неметаллами и металлами содержит элементы – благородные газы , открытие которых в дальнейшем существенно видоизменит Периодическую систему. Постепенно начал вырисовываться облик будущей Периодической системы химических элементов.

Так, вначале он положил карточку с элементом бериллием Be (атомная масса 14) рядом с карточкой элемента алюминия Al (атомная масса 27,4), по тогдашней традиции приняв бериллий за аналог алюминия. Однако затем, сопоставив химические свойства, он поместил бериллий над магнием Mg. Усомнившись в общепринятом тогда значении атомной массы бериллия, он изменил ее на 9,4, а формулу оксида бериллия переделал из Be 2 O 3 в BeO (как у оксида магния MgO). Кстати, "исправленное" значение атомной массы бериллия подтвердилось только через десять лет. Так же смело действовал он и в других случаях.

Постепенно Дмитрий Иванович пришел к окончательному выводу, что элементы, расположенные по возрастанию их атомных масс, выказывают явную периодичность физических и химических свойств.

В течение всего дня Менделеев работал над системой элементов, отрываясь ненадолго, чтобы поиграть с дочерью Ольгой, пообедать и поужинать.

Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу и под названием "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве" послал ее в типографию, сделав пометки для наборщиков и поставив дату "17 февраля 1869 года" (это по старому стилю). Так был открыт Периодический закон ...

всегда выделялись среди других, ведь многие наиболее важные открытия принадлежат именно им. На уроках химии ученикам рассказывают о самых выдающихся ученых в этой области. Но знания об открытиях наших соотечественников должны быть особенно яркими. Именно русские химикисоставили наиболее важную таблицу для науки, проанализировали минерал обсидиан, стали основоположниками термохимии, стали авторами множества научных работ, которые помогли продвинуться другим ученым в изучении химии.

Герман Иванович Гесс

Герман Иванович Гесс - это еще один знаменитый российский химик. Герман родился в Женеве, но после обучения в университете его выслали в Иркутск, где он работал врачом. В это же время ученый писал статьи, который отправлял в журналы, специализирующиеся на темы химии и физики. Спустя некоторое время Герман Гесс обучал химии знаменитого

Герман Иванович Гесс и термохимия

Главным в карьере Германа Ивановича стало то, что он сделал множество открытий в области термохимии, что сделало его одним из ее основоположников. Он открыл важный закон, который называется законом Гесса. Спустя некоторое время он узнал состав четырех минералов. Помимо этих открытий, он исследовал минералы (занимался геохимией). В честь русского ученого даже назвали минерал, который был впервые исследован именно им - гессит. Герман Гесс и по сей день считается знаменитым и почитаемым химиком.

Евгений Тимофеевич Денисов

Евгений Тимофеевич Денисов является выдающимся русским физиком и химиком, однако, про него известно крайне мало. Евгений родился в городе Калуга, выучился в Московском государственном университете на химическом факультете по специальности физической химии. Затем продолжил свой путь в научной деятельности. Евгений Денисов имеет несколько печатных трудов, которые стали весьма авторитетными. Также у него есть цикл работ на тему циклических механизмов и несколько моделей, построенных им. Ученый является академиком в Академии творчества, а также в Международной академии наук. Евгений Денисов - это человек, который всю свою жизнь посвятил химии и физике, а также обучал молодое поколение этим наукам.

Михаил Дегтев

Михаил Дегтев выучился в Пермском университете на химическом факультете. Через несколько лет он защитил диссертацию и закончил аспирантуру. Он продолжил свою деятельность в Пермском университете, где возглавил научно-исследовательский сектор. За несколько лет ученый провел множество исследований в университете, а затем стал руководителем на кафедре аналитической химии.

Михаил Дегтев сегодня

Несмотря на то, что ученому уже 69 лет, он до сих пор трудится в Пермском университете, где пишет научные труды, проводит исследования и обучает химии молодое поколение. Сегодня ученый руководит двумя научными направлениями в университете, а также работами и исследованиями аспирантов и докторантов.

Владимир Васильевич Марковников

Трудно недооценить вклад этого знаменитого русского ученого в такую науку, как химия. Владимир Марковников родился в первой половине 19 века в дворянской семье. Уже в десятилетнем возрасте Владимир Васильевич начал проходить обучение в Нижегородском дворянском институте, где окончил гимназические классы. После этого он прошел обучение в Казанском университете, где его учителем был профессор Бутлеров, известный российский химик. Именно в эти годы Владимир Васильевич Марковников открыл в себе интерес к химии. После окончания Казанского университета Владимир стал лаборантом и усердно работал, мечтая получить профессорское звание.

Владимир Марковников изучал изомерию и уже через несколько лет успешно защитил свой научный труд на тему изомерии органических соединений. В этой диссертации уже профессор Марковников доказал, что такая изомерия существует. После этого он был послан на работу в Европу, где работал с самыми известными зарубежными учеными.

Кроме изомерии, Владимир Васильевич изучал и химический Несколько лет он проработал в Московском университете, где обучал молодое поколение химии и до самой старости читал свои лекции студентам на физико-математическом отделении.

Помимо этого, Владимир Васильевич Марковников еще и выпустил книгу, которую назвал "Ломоносовским сборником". В ней представлены практически все знаменитые и выдающиеся русские химики, а также поведано об истории развития химии в России.

Россия - страна с богатой историей. Многие знатные личности-первооткрыватели прославили своими достижениями большую державу. Одними из таковых являются великие русские химики.

Химией сегодня называют одну из наук естествознания, которая изучает внутренние составы и строение материй, разложения и изменений веществ, закономерность образований новых частиц и их изменений.

Русские химики, прославившие страну

Если говорить об истории химической науки, то нельзя не вспомнить величайших людей, определенно заслуживающих всеобщего внимания. Список известных личностей возглавляют великие русские химики:

1. Михаил Васильевич Ломоносов.
2. Дмитрий Иванович Менделеев.
3. Александр Михайлович Бутлеров.
4. Сергей Васильевич Лебедев.
5. Владимир Васильевич Марковников.
6. Николай Николаевич Семёнов.
7. Игорь Васильевич Курчатов.
8. Николай Николаевич Зинин.
9. Александр Николаевич Несмиянов.

И многие другие.

Ломоносов Михаил Васильевич

Русские ученые химики не смогли бы работать в условиях отсутствия работ Ломоносова. Михаил Васильевич был родом из деревни Мишанинская (Санкт-Петербург). Родился будущий ученый в ноябре 1711 года. Ломоносов - химик-основатель, давший химии верное определение, ученый-естествоиспытатель с большой буквы, мировой физик и знаменитый энциклопедист.

Научные работы Михаила Васильевича Ломоносова в середине 17-го века были близки к современной программе химико-физических исследований. Ученый вывел теорию молекулярно-кинетического тепла, которая во многом превосходила тогдашние представления о структуре материи. Ломоносов сформулировал много фундаментальных законов, среди которых был закон о термодинамике. Ученый основал науку о стекле. Михаил Васильевич первым открыл тот факт, что у планеты Венеры есть атмосфера. Он стал профессором химии в 1745 году, через три года, после того как получил аналоничное звание в физической науке.

Дмитрий Иванович Менделеев

Выдающийся химик и физик, русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев родился в конце февраля 1834 года в городе Тобольске. Первый русский химик был семнадцатым ребенком в семействе Ивана Павловича Менделеева - директора училищ и гимназий Тобольского края. До сих пор сохранилась метрическая книга с записью о рождении Дмитрия Менделеева, где на старинной странице значатся имена ученого и его родителей.

Менделеева называли самым гениальным химиком 19-го столетия, и это было верное определение. Дмитрий Иванович - автор важных открытий в химии, метеорологии, метрологии, физике. Менделеев занимался исследованиями изоморфизма. В 1860 году ученый открыл критическую температуру (кипения) для всех видов жидкостей.

В 1861 году ученый издал книгу “Органическая химия”. Он исследовал газы и выводил правильные формулы. Менделеев сконструировал пикнометр. Великий химик стал автором многих работ по метрологии. Он занимался исследованиями угля, нефти, разработал системы для орошения землеугодий.

Именно Менделеев открыл одну из главных природных аксиом - периодический закон химических элементов. Им мы пользуемся и теперь. Он дал характеристики всем химическим элементам, теоретически определив их свойства, состав, размеры и вес.

Александр Михайлович Бутлеров

Родился А. М. Бутлеров в сентябре 1828 года в городе Чистополе (Казанская губерния). В 1844 году стал студентом Казанского университета, факультета естественных наук, по окончании которого был оставлен там для получения профессорского звания. Бутлеров интересовался химией и создал теорию химического строения органических веществ. Основатель школы “Русских химиков”.

Марковников Владимир Васильевич

В список “русские химики” без сомнений входит еще один известный ученый. Владимир Васильевич Марковников, уроженец Нижегородской губернии, появился на свет 25 декабря 1837 года. Ученый-химик в области органических соединений и автор теории строения нефти и химического строения материи в общем. Его труды сыграли важную роль в развитии науки. Марковников заложил принципы органической химии. Он проводил много исследований на молекулярном уровне, устанавливая определенные закономерности. Впоследствии эти правила получили названия в честь их автора.

В конце 60-х годов 18-го века Владимир Васильевич защитил диссертацию о взаимном воздействии атомов в химических соединениях. Вскоре после этого ученый синтезировал все изомеры глутаровой кислоты, а потом - циклобутандикарбоновой кислоты. Марковников открыл нафтены (класс органических соединений) в 1883 году.

За свои открытия был награжден золотой медалью в Париже.

Сергей Васильевич Лебедев

С. В. Лебедев родился в ноябре 1902 года в Нижнем Новгороде. Образование будущий ученый-химик получил в Варшавской гимназии. В 1895 году поступил на физико-математический факультет Петербургского университета.

В начале 20-х годов 19-го века советом народного хозяйства был объявлен международный конкурс на выработку синтетического каучука. Предлагалось не только найти альтернативный способ его изготовления, но и предоставить результат работы - 2 кг готового синтетического материала. Сырье для производственного процесса также должно было быть дешевым. Каучук требовалось получить высокого качества, не хуже натурального, но дешевле последнего.

Стоит ли говорить, что Лебедев принял участие в конкурсе, в котором стал победителем? Он разработал специальный химический состав каучука, доступного и дешевого для всех, завоевав себе звание великого ученого.

Николай Николаевич Семёнов

Николай Семенов родился в 1896 году в г. Саратове в семье Елены и Николая Семеновых. В 1913 году Николай поступил в Петербургский университет на физико-математическую кафедру, где под наставлением известного российского физика Иоффе Абрама стал лучшим студентом на потоке.

Николай Николаевич Семенов занимался изучением электрических полей. Он проводил исследования по прохождению электротока через газы, на основе чего была разработана теория теплового пробоя диэлектрика. Позже он выдвинул теорию о тепловом взрыве и горении газовых смесей. Согласно данному правилу, тепло, выделяемое при химической реакции, при соблюдении некоторых условий может привести к взрыву.

Николай Николаевич Зинин

25 августа 1812 года в городе Шуши (Нагорный Карабах) родился Николай Зинин, будущий химик-органик. Николай Николаевич закончил физико-математический факультет в Петербургском университете. Стал первым президентом в русском химическом обществе. которая была подорвана 12 августа 1953 г. После этого последовала разработка термоядерной взрывчатки РДС-202, мощность которой составила 52 000 кт.

Курчатов являлся одним из основоположников применения в мирных целях ядерной энергии.

Известные русские химики тогда и сейчас

Современная химия не стоит на месте. Ученые со всего мира трудятся над новыми открытиями ежедневно. Но не стоит забывать, что важные основы этой науки были заложены еще в 17-19-м веках. Выдающиеся русские химики стали важными звеньями в последующей цепочке развития химических наук. Не все современники используют в своих исследованиях, к примеру, закономерности Марковникова. Но давно открытой таблицей Менделеева, принципами органической химии, условиями критической температуры жидкостей и прочим мы пользуемся до сих пор. Русские химики прошлых лет оставили важный след в мировой истории, и этот факт неоспорим.

В XX столетии химическая промышленность превратилась в мощную научно-техническую отрасль, занимающую одно из ведущих мест в экономике промышленно развитых стран. Эта трансформация во многом обусловлена развитием научных основ химии, что позволило ей со второй половины прошедшего столетия стать научной базой производства.

Характеризуя современную химию, необходимо отметить ее принципиальное отличие от науки предыдущих периодов, обусловленное качественным скачком, произошедшим в ней на рубеже XIX-XX вв. В его основе лежали оказавшие огромное влияние на естествознание в целом события в физике, прежде всего открытия электрона и явления радиоактивности, которые повлекли за собой определенный пересмотр физической картины мира, в частности создание и разработку квантовой, а затем квантово-механической моделей атома.

Иначе говоря, если еще в последнюю треть XIX и в самом начале XX в. развитие химии направлялось в основном такими важнейшими научными достижениями, как строение органических соединений, учение о периодичности, теория электролитической диссоциации, учение о растворах, химическая термодинамика, кинетические представления, стереохимия, координационная теория, то в последующем фундаментом этой науки стало учение о строении атома. Это учение легло в основу теории периодической системы элементов, позволило поднять на новый качественный уровень теорию строения органических соединений, разработать и развить современные представления о химической связи и реакционной способности элементов и соединений.

С этих позиций правомерно говорить о принципиальных особенностях химии XX в. Первая из них - размывание границ между основными разделами химии.

XIX в. характеризовался четким разграничением химии на органическую и неорганическую. На стыке столетий определились и стали стремительно развиваться новые химические направления, которые постепенно существенно сблизили между собой две ее основные ветви, - металлоорганическая (элементоорганическая) химия и химия координационных соединений.

Второй пример размывания границ - взаимодействие химии с другими естественнонаучными дисциплинами: физикой, математикой, биологией,- которое способствовало превращению химии в точную научную дисциплину, привело к формированию большого числа новых научных дисциплин.

Наиболее ярким примером такой пограничной дисциплины является физическая химия. На протяжении XX в. доля физико-химических исследований непрерывно возрастала, что в итоге привело к формированию самостоятельных научных дисциплин: термохимии, электрохимии, радиохимии, химии поверхностных явлений, физикохимии растворов, химии высоких давлений и температур и т. д. Наконец, классическими примерами физико-химического содружества являются такие обширные области исследования, как учение о катализе и учение о кинетике.

Вторая характерная черта химии XX в. заключается в основанной на методах и объектах исследования дифференциации химии на отдельные дисциплины, которая во многом явилась результатом процесса интеграции наук, характерного для науки XX в. в целом.

Для химии партнерами явились биология, геология, космогония, что привело к возникновению биохимии, геохимии, космохимии, которые в своем становлении и развитии связаны с использованием понятий и представлений химии (и физики) применительно к объектам биологии, геологии, космогонии. Таким образом, третья характерная черта современной химии - четко выраженная тенденция к ее «гибридизации» с другими науками.

Четвертая характерная черта химии XX в. - совершенствование старых и появление огромного числа новых методов анализа: химических, физико-химических и чисто физических. Можно сказать, что именно анализ в широком смысле слова стал решающим стимулом эволюции научной химии.

Пятая особенность состоит в создании глубоких теоретических основ химии, что прежде всего связано с разработкой теории строения атома. Это способствовало физическому объяснению причин периодичности и становлению современной теории периодической системы элементов, развитию представлений о химической связи квантово-механического уровня, появлению возможностей количественной характеристики различных химических процессов и влияния на их протекание в нужном направлении.

Современный теоретический фундамент химии в большой степени стимулирует ее практические возможности.

Прогностическая задача химии ныне заключается в предсказании условий синтеза веществ с заранее заданными свойствами и определении их важнейших химических и физических параметров. Поэтому шестую особенность химии XX в. можно сформулировать как постановку и попытки решения проблемы получения веществ и материалов с необходимым комплексом заданных свойств.

Существенные изменения в течение XX столетия претерпели характер взаимодействия и взаимовлияния науки и производства. С этой точки зрения можно выделить два основных периода: первый - 1900-1940 гг.; второй - с 50-х годов. Для первого периода характерны черты классической химии с традиционными методами и объектами исследования; для второго - рождение новых отраслей промышленности (атомной, полупроводниковой) и новой техники, нуждающейся в специальных материалах, возникновение новых разделов прикладной химии, исследование объектов с помощью новых физических методов.

Грань двух столетий - 1900 г. - стала границей между двумя периодами развития химической науки: классической органической химии и современной химии, которую по праву называют химией экстремальных состояний.

Классическая органическая химия, несомненно, была грандиозным достижением. Вооруженная теорией химического строения Бутлерова, она вскрыла глубинную сущность вещества - структуру молекул. Химики научились намечать планы синтезов и осуществлять их на практике. Однако классический органический синтез был очень трудоемким и требовал дефицитных исходных веществ. К тому же далеко не все его методы приводили к приемлемым выходам целевых продуктов.

Начало XX в. ознаменовалось для органической химии выдающимися событиями. Традиционно проводившиеся при нормальных условиях химические превращения стали осуществлять в экстремальных условиях в закрытых аппаратах при помощи твердых катализаторов. Пионерами этого преобразования методов выступили Владимир Николаевич Ипатьев (1867-1952) и Поль Сабатье.

Как ученый В.Н. Ипатьев сформировался в бутлеровской школе: его первым наставником был А.Е. Фаворский. Самые первые работы Ипатьева относились еще к классическому направлению исследований. Но уже в 1900 г. он впервые стал применять для управления процессами высокие давления (до 1000 атм.). Для этого им был сконструирован специальный аппарат - «бомба Ипатьева». По существу это был первый образец современного автоклава. Уже в первых работах в новом направлении Ипатьев показал возможность управления ходом реакций разложения спиртов путем варьирования температуры и давления. Ему впервые удалось дифференцированно разложить этиловый спирт в четырех направлениях и открыть при этом реакцию одновременной дегидрогенизации и дегидратации спирта с получением дивинила.

Дальнейший прогресс техники и технологии показал, что развитие промышленных методов гидрогенизации не могло обойтись без метода Ипатьева. Поэтому гидрогенизационный катализ при атмосферном давлении уже с 20-30-х годов уступил место каталитической гидрогенизации по методу Ипатьева.

В 1901-1905 гг. Ипатьев открыл каталитическое действие цинка, алюминия, железа и других металлов в реакциях гидро- и дегидрогенизации. В 1909 г. он впервые установил принципиальную возможность получения в одну стадию дивинила из этилового спирта. А в 1911 г. открыл принцип совместного действия двух- и многокомпонентных катализаторов, способных совмещать окислительно-восстановительные и кислотно-основные функции. Практическим следствием этих открытий стал известный в истории химии и химической промышленности синтез С.В. Лебедевым дивинила и блестящее по тому времени (1928 г.) решение проблемы синтеза каучуков.

В 1913 г. Ипатьев впервые - после многих неудавшихся попыток А.М. Бутлерова и зарубежных химиков - осуществил синтез полиэтилена. Затем он провел серию исследований, посвященных использованию высоких давлений в реакциях с неорганическими веществами. С этими исследованиями Ипатьева Н.Д. Зелинский связывает успехи в области синтеза аммиака из элементов, т. е. решение одной из основных проблем производства минеральных удобрений. Все эти работы заложили основы гетерогенно-каталитического синтеза при высоких температурах и давлениях.

Всемирное признание и авторитет русской химической науки первых десятилетий XX в. связаны также с глубокими изысканиями других ученых. Необходимо указать на создание Николаем Семеновичем Курнаковым (1860-1941) физико-химического анализа. Еще в конце ХIХ в., будучи сотрудником Петербургского горного института, Курнаков проводил исследования в области металлографии и термографического анализа. С них начался новый раздел химии - физико-химический анализ, впервые открывший возможность систематического изучения сложных многокомпонентных систем: металлических сплавов, силикатов, соляных растворов. Разработка способа геометрического изображения этих систем (диаграмм «состав-свойство») позволила предсказывать характер протекания химических процессов. Физико-химический анализ дал возможность создавать материалы с заданными свойствами. Благодаря его широкому использованию были достигнуты успехи в металлургии, освоении солевых месторождений и производстве удобрений.

Большое значение для становления химико-аналитической базы промышленности имела разработка метода хроматографии. Истоки хроматографии связаны с именем Михаила Семеновича Цвета (1872-1919), который в 1903 г. предложил метод разделения и анализа смеси веществ, основанный на различной сорбции компонентов смеси определенными сорбентами. Продолжая исследования в этой области уже во второй половине 1940-х годов, А.В. Киселев, К.В. Чмутов и А.А. Жуховицкий многое сделали для совершенствования и внедрения методов хроматографического анализа в научно-технической сфере. Хроматография позволила отделять и анализировать вещества очень близкие по свойствам, например, лантаноиды, актиноиды, изотопы, аминокислоты и др.

Важную роль в развитии русской химической науки сыграли исследования Льва Александровича Чугаева (1873-1922) по химии комплексных соединений, нефтехимические исследования Владимира Васильевича Марковникова (1838-1904), работы Григория Семеновича Петрова (1886-1957) по синтезу карболита и т. д.

Однако все эти блестящие достижения можно расценивать лишь как успехи талантливых одиночек. В дореволюционной России почти не было химической промышленности, которая своими запросами стимулировала бы развитие химической науки. В Российской академии наук имелось только одно научно-исследовательское учреждение - химическая лаборатория, созданная еще М.В. Ломоносовым в 1748 г., в которой могли работать три-четыре человека. Химическая наука развивалась в основном в университетских лабораториях. Русское физико-химическое общество насчитывало около четырехсот членов, из которых химиков было не более трехсот. В 1913 г. общее число химиков с высшим образованием в России составляло около 500 человек; таким образом, на 340 тыс. жителей приходился один химик. По образному выражению академика П.И. Вальдена, «каждый химик в России был нечто более редкое, чем редкий элемент неон».

Необходимо отметить и недостаточную разработанность теоретических основ химической технологии, которые в начале века уже базировались на фундаменте физической химии.

Первая мировая война консолидировала усилия отечественных ученых, инженеров в решении научно-технических задач военного времени. Мобилизация трудовых и материальных ресурсов в 1914-1917 гг. в рамках возглавляемого академиком В.Н. Ипатьевым Химического комитета при Главном артиллерийском управлении, химических отделов военно-промышленных комитетов и других структур явилась не только предпосылкой для развития химической технологии в стране, но и мощным стимулом для радикального пересмотра взаимоотношений науки и производства.

Для обеспечения армии вооружением и боеприпасами требовалось решить целый комплекс химико-технологических проблем. Это стало возможным благодаря сотрудничеству широкого круга химиков и промышленников. Так, исследованиями в области химии и технологии нефти занимался С.С. Наметкин, технологии бензола и толуола - И.Н. Аккерман, Н.Д. Зелинский, С.В. Лебедев, А.Е. Порай-Кошиц, Ю.И. Аугшкап, Ю.А. Грожан, Н.Д. Натов, О.А. Гукасов и др.

С февраля 1915 г. по февраль 1916 г. почти в 15 раз увеличить производство ВВ и на 20 созданных заводах наладить отечественное производство бензола. Схожие по объему и сложности проблемы решались с организацией производства серной и азотной кислот, селитры, аммиака и других исходных веществ производства боеприпасов и боевых ОВ. Наряду с созданием новых заводов принимались меры по разработке отечественных месторождений серного колчедана, свинца, серы, селитры.

Большую роль в объединении научных сил страны, создании первых блоков современной системы организации научных исследований сыграла созданная в 1915 г. по решению Общего собрания Академии наук постоянная Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС), председателем которой был избран минералог и геохимик Владимир Иванович Вернадский (1863-1945). Уже в первый состав КЕПС, вошли ученые, представлявшие практически все отрасли естественных наук, в том числе химики П.И. Вальден и Н.С. Курнаков. Хотя непосредственным поводом к образованию комиссии была необходимость поисков стратегического сырья для нужд обороны и информация о его разведанных запасах, фактически её задачи были гораздо шире - всестороннее исследование природных ресурсов России и консолидация с этой целью ее научных сил.

В декабре 1916 г. В.И. Вернадский, выступая на заседании КЕПС, наметил в качестве одной из ее первоочередных задач подготовку плана создания в России общенациональной сети исследовательских институтов. Он считал, что «наряду с возможным - без вреда для преподавания - напряжением научной мысли высших школ необходимо широкое развитие в стране специальных исследовательских институтов прикладного, теоретического или специального характера» (Цит. по:[Кольцов А.В. Деятельность Комиссии по изучению естественных производительных сил России: 1914-1918 гг.]). Спустя три недели, 10 января 1917 г., на совместном заседании КЕПС и Военно-химического комитета с участием более 90 ученых были обсуждены основные пути практического осуществления идеи исследовательских институтов в области химии, в частности, необходимость организации Исследовательского института физико-химического анализа (Н.С. Курнаков), Института по изучению платины, золота и других благородных металлов (Л.А. Чугаев), Института прикладной химии (А.П. Поспелов), нефтяного института в Баку, лаборатории для исследования продуктов сухой перегонки дерева (Н.Д. Зелинский), института эфирных масел (В.Е. Тищенко). Кроме того предметом внимания учёных были координация исследований, повышение роли вузов в научном потенциале страны, обеспечение правильного взаимоотношения между наукой, техникой и промышленностью, рациональное размещение институтов на территории России. В докладах и выступлениях подчёркивалось возрастающее значение науки в жизни государства, отмечалось, что наука нуждается в постоянной поддержке государства и общества. Участники заседания настаивали на увеличении финансирования исследований, поощрении творческого труда русской профессуры. Большинство этих предложений в той или иной форме уже в ближайшие годы были реализованы.

В 1917 г. в составе КЕПС насчитывалось 139 крупных ученых и специалистов в различных областях науки и практики, десять научных и научно-технических обществ, пять министерств, ряд университетов, ведомств. Комиссия была самым крупным научным учреждением России в первой трети XX в.

Таким образом, уже в начале столетия стали выделяться проблемы, разработка которых требовала постоянных, более устойчивых организационных форм. Достижения химической науки и логика ее развития все больше входили в противоречие с малочисленностью сообщества химиков и индивидуальным характером исследовательской деятельности. Без коллективного труда и ума продвинуться вперед в разработке крупных научных проблем было невозможно. Понимание химическим сообществом необходимости организации научных исследований в специализированных институтах полностью совпадало с курсом советского государства на форсированное развитие науки, обеспечение ее молодыми талантливыми кадрами, создание многочисленных научно-исследовательских институтов, в том числе химического профиля.

В конце 1917 г. при ВСНХ под руководством Л.Я Карпова был создан Отдел химических производств, переименованный в июне 1918 г. в Отдел химической промышленности. Базой для его создания, стал огромный материал, в котором была обобщена информация о состоянии отечественной химической промышленности и предложены первоочередные меры по переводу её на мирные рельсы. В.Н. Ипатьев писал по этому поводу: «Для решения целого ряда вопросов по демобилизации промышленности и организации новых производств для жизни мирного времени на заводах, которые ранее работали на оборону, была учреждена при В.С.Н.Х. при Химическом Отделе Комиссия под председательством бывшего Председателя Химического Комитета академика В.Н. Ипатьева и сотрудников Хим. Комитета Л.Ф. Фокина, М.М. Филатова и представителей В.С.Н.Х. Эта комиссия в течение года во многом помогла Химическому Отделу разобраться в деятельности химических заводов, созданных в военное время, и указать на те производства, которые наладить ныне в России представляется насущною необходимостью. Кроме всех материалов Химического комитета… Химический Отдел В.С.Н.Х. получил весь остальной материал, а также и все работы Подготовительных Комиссий и Центрального органа по демобилизации промышленности…» [ , с.79].

В январе 1918 г. по инициативе В.И. Ленина правительство поставило вопрос о привлечении к научно-техническим работам ученых Академии наук. 16 августа 1918 г. В.И. Ленин подписал декрет «Об учреждении Научно-технического отдела» (НТО) при ВСНХ, который был создан в целях централизации всего научно-технического опытного дела республики, сближения науки с производством. Одной из основных задач Научно-технического отдела стала организация сети научно- исследовательских институтов, о необходимости которой ещё в 1915-1917 гг. говорили такие крупные учёные, как В.И. Вернадский, Н.К. Кольцов и А.Е. Ферсман.

В трудный для советской власти период 1918-1920 гг. были созданы многие институты, составившие базу химической отраслевой науки. Так, в 1918 г. были организованы Центральная химическая лаборатория при ВСНХ - «для удовлетворения научно-технических потребностей химической промышленности» (в 1921 г. преобразована в Химический институт, а в 1931 г. преобразована в Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова); Институт физико-химического анализа, возглавлявшийся Н.С. Курнаковым; Институт по изучению платины и других благородных металлов под руководством Л.А. Чугаева; Научно-исследовательский институт чистых химических реактивов; в 1919 г. - Научный институт по удобрениям (впоследствии Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам), Институт гидролизной промышленности, Институт силикатов, Российский институт прикладной химии (с января 1924 г. - Государственный институт прикладной химии); в 1920 г. - Научно-исследовательский химико-фармацевтический институт и др. В начале 1922 г. был учреждён Государственный радиевый институт, директором которого стал В.И. Вернадский. Этот институт стал третьим (после парижского и венского) специальным центром по изучению явлений радиоактивности и радиохимии.

В первые годы советской власти приоритет отдавался прикладным исследованиям. Так, благодаря изучению соляных озер Крыма, залива Кара-Богаз-Гол, дельты Волги, регионов Западной и Восточной Сибири, Средней Азии и обнаружению калийно-магниевых отложений в районе Соликамска под руководством Н.С. Курнакова начались широкие лабораторные и полевые изыскания в области химии и технологии природных солей, что привело к развитию новых направлений общей и неорганической химии, а также физико-химического анализа. Эти исследования, проводившиеся в Институте физико-химического анализа, способствовали созданию калийной и магниевой промышленности.

В Научном институте по удобрениям начались полевые испытания жидких удобрений, разработка технологии фосфатов аммония и калия, метафосфатов кальция и тройных удобрений.

Получение в декабре 1921 г. высокоактивных препаратов радия стало первым шагом на пути создания радиевой и урановой промышленности.

В 1922-1923 гг. в Петрограде и Изюме возобновились прерванные Гражданской войной работы по организации отечественного производства оптического стекла.

В этот же период в ряде институтов была начата разработка теории гетерогенного катализа, при создании которой большую роль сыграла электронная теория катализа. Важную роль в развитии этого направления физической химии сыграли исследования Льва Владимировича Писаржевского (1874-1938) и его школы, проводившиеся в Украинском институте физической химии (с 1934 г. - Институт физической химии АН СССР).

Первые успехи советской органической химии связаны с развитием химии углеводородов, сырьевой базой для которых были нефть и каменный уголь. В 1918 г. в связи с потребностью страны в жидком топливе были начаты исследования в области крекинга нефти, дегидрогенизационного катализа и др. Задачу получения бензиновых фракций из тяжелых фракций нефти в 30-х годах успешно решили Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953), Б.А. Казанский и И.А. Анненков.

С целью изучения состава и совершенствования методов переработки нефти в 1920 г. в Баку была организована Центральная химическая лаборатория треста «Азнефть», на базе которой впоследствии создан Азербайджанский научно-исследовательский нефтяной институт. В последующие годы были организованы Государственный исследовательский институт нефти, Российский пищевой научно-технический институт, занявшийся получением гидролизного спирта и сахара, и др.

Новый стимул развитию прикладной химической науки дал III съезд Советов (1925 г.), на котором было принято решение ускорить темпы развития основных отраслей промышленности, в первую очередь сельскохозяйственного машиностроения, металлической, текстильной, электротехнической, сахарной, основной химической, анилинокрасочной и строительной.

Большую роль в развитии химической науки сыграло постановление СНК от 28 апреля 1928 г. «О мероприятиях по химизации народного хозяйства Союза ССР», инициированное обращением в правительство страны ведущих ученых-химиков А.Н. Баха, Э.В. Брицке, Н.Д. Зелинского, В.Н. Ипатьева, Н.С. Курнакова, Д.Н. Прянишникова, А.Е. Фаворского, А.С. Ферсмана, Н.Ф. Юшкевича со специальной запиской о путях развития народного хозяйства, и прежде всего его широкой химизации. В постановлении впервые была определена роль химической науки и промышленности как одного из решающих факторов индустриализации страны, поставлены задачи детальной научно-технической разработки важнейших проблем в области химических производств: организации промышленности удобрений и инсектицидов, калийной промышленности, дальнейшего развития индустрии органических красителей, редких элементов; решение основных проблем синтетической химии (искусственный каучук, бензин и жидкое топливо, синтетические жиры и т. д.). Особое внимание обращалось на решение ближайших практических проблем: газификации, исследования и обогащения фосфоритов и др.

В записке отмечалось, что проект первого пятилетнего плана недостаточно учитывает достижения химической науки, в то время, как в мире начинается новая эпоха, связанная с безграничными возможностями использования катализа, радиоактивности и внутриатомной энергии, и указывали на возрастающую роль химии в создании синтетических материалов, на возможность замены механических процессов химико-технологическими, использования промышленных отбросов и комбинирования различных производств с получением максимальной экономической выгоды [Журнал химической промышленности. 1928. № 3-4. С.226-228 ].

Большая роль химии в индустриализации СССР отмечалась на XV, XVI и XVII съездах партии. XVIII съезд назвал третью пятилетку «пятилеткой химии».

Отличительной чертой химических изысканий в первые послевоенные десятилетия был переход от индивидуальных лабораторных исследований к разработке коллективами вновь создаваемых НИИ обширных фундаментальных и прикладных программ.

В годы первой пятилетки был организован ряд институтов прикладного назначения: Научно-исследовательский институт пластических масс (НИИпластмасс), Научно-исследовательский институт полупродуктов и красителей; ряд институтов на Урале: Уральский научно-исследовательский химический институт (УНИХИМ), Уральский физико-химический научно-исследовательский институт и др.

Одним из основных продуктов химической промышленности является серная кислота. В XIX в. ее получали нитрозным способом. Однако магистральным направлением в производстве серной кислоты является контактный способ, при котором окисление двуокиси серы идет на твердых катализаторах.

Отечественная школа специалистов в области сернокислотной технологии внесла заметный вклад в развитие этого производства. Благодаря работам Николая Федоровича Юшкевича (1884-1937) и Георгия Константиновича Борескова (1907-1984) в 1929 г. взамен дорогостоящего и неустойчивого к контактным ядам платинового катализатора в промышленности стал использоваться кальциево-ванадиевый катализатор. В 1932 г. Н.Ф. Юшкевичем был создан и использован в контактных аппаратах Владимирского и Дорогомиловского заводов в Москве промышленный ванадиевый катализатор для окисления диоксида серы в триоксид. Примерно в то же время в Одесском химико-радиологическом институте под руководством Г.К. Борескова был разработан новые высокоэффективные катализаторы сложного состава - БОВ (барий-олово-ванадиевый) и БАВ (барий-алюмо-ванадиевый). В сентябре 1932 г. на Константиновском химическом заводе в Донбассе состоялся пуск промышленного контактного аппарата на БАВ катализаторе. В конце 30-х годов на катализатор БАВ перешли все заводы страны, выпускавшие серную кислоту контактным способом.

Н.Ф. Юшкевичу и Г.К. Борескову принадлежит заслуга создания отечественной школы сернокислотчиков, которые исследовали кинетику и термодинамику химических реакций процесса получения серной кислоты, создали и внедрили в промышленность различные типы контактных аппаратов. В 1932 г. на основе научных разработок Н.Ф. Юшкевича было налажено производство серы из диоксида серы с использованием ряда каталитических процессов. За эти работы Н.Ф. Юшкевич и В.А. Коржавин одними из первых в нашей стране были награждены орденами Ленина. Н.Ф. Юшкевичем были разработаны также катализаторы для азотной промышленности.

В 1931 г. Г.К. Боресков впервые предложил способ осуществления контактных технологических процессов в псевдоожиженном слое, что нашло широкое применение в химической промышленности.

Продуктом, вокруг которого создавалась отечественная азотная промышленность явился аммиак. У истоков отрасли стоял И.И. Андреев, который в 1915 г. разработал способ получения азотной кислоты окислением аммиака в присутствии платинового катализатора. В 1916 г. при коксовом заводе в Макеевке была построена опытная установка, а в 1917 г. - первый в России завод по этой технологии.

Основные достижения в производстве азотной кислоты можно схематично представить следующим образом: в 1943-1945 гг. в ГИАПе был разработан тройной платино-родиево-палладиевый катализатор, который обеспечивал более высокий выход окиси азота по сравнению с бинарным платиново-родиевым катализатором; в 1950-1955 гг. в НИФХИ им. Л.Я. Карпова М.И. Темкин создал катализатор на основе окиси кобальта, также обеспечивающий высокий выход окиси азота; в 1956 г. в промышленность внедрен двухступенчатый процесс окисления аммиака с применением комбинированного катализатора, состоящего из трех платиновых сеток (первая ступень) и неплатиновой части (вторая ступень).

Интенсивное развитие азотной промышленности потребовало создания центров научно-исследовательских и проектных работ. В 1931 г. на базе Лаборатории основной химии Института прикладной минералогии был создан Государственный институт азота (ГИА), а в 1932 г. организован Государственный институт по проектированию новых азотно-туковых комбинатов (ГИПРОазот). В 1943 г. эти институты были объединены в Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности (ГИАП).

В 1938 г. после ввода в строй Кемеровского и Днепродзержинского азотно-туковых заводов на базе коксового газа азотная подотрасль заняла ведущее место в химической промышленности страны.

В годы первой пятилетки началось промышленное производство пластмасс и синтетических смол. Значительным достижением в этой области была организация производства малорастворимой смолы (копала).

В организованном в 1931 г. Институте искусственного волокна интенсивно разрабатывались способы увеличения объемов производства продукции. Достижения в технологии искусственного волокна и строительство клинской, могилевской, ленинградской и других крупных профильных фабрик обусловило создание в декабре 1935 г. Государственного института по проектированию предприятий искусственного волокна (ГИПРОИВ). Наиболее значительным результатом деятельности института во второй половине 30-х годов был проект строительства Киевской фабрики вискозного шелка. В октябре 1937 г. это предприятие выпустило первую партию продукции.

В годы первой пятилетки получили развитие электрохимическая промышленность, производство минеральных солей, химическое машиностроение и ряд других отраслей. Значительным достижением была разработка конструкции фильтр-прессных электролизеров для электролиза воды, которые в третьей пятилетке были установлены на ряде заводов.

В период индустриализации страны исключительно важную роль играло развитие коксохимической промышленности. Научное обеспечение отрасли было возложено на созданный в сентябре 1931 г. Уральский углехимический научно-исследовательский институт, который в 1938 г. был переименован в Восточный научно-исследовательский углехимический институт (ВУХИН).

Первые работы института были посвящены определению коксуемости углей Кузнецкого бассейна с целью разработки составов угольных шихт для новых коксохимических предприятий. В дальнейшем в институте проводили все исследования углей месторождений востока страны с целью расширения и совершенствования сырьевой базы коксования, в том числе углей Кизеловского бассейна для строившегося Губахинского коксохимического завода и Карагандинского бассейна, угли которого получили промышленное использование вначале на Магнитогорском, а затем на Орско-Халиловском металлургических комбинатах. В организации и развитии института большую роль сыграли И.Я. Постовский, А.В. Кирсанов, Л.М. Сапожников, Н.Н. Рогаткин (первый директор) и др.

В начале 30-х годов наиболее актуальным направлением работ института была минимизация потерь в основных цехах коксохимических предприятий. Перед институтом были поставлены задачи разработки и внедрения новых методов поглощения бензола, устранения потерь фенолов, улавливания паров антраценового масла и др. С учетом этого повышенное внимание уделялось изучению качества и состава продуктов коксования вводимых в строй промышленных цехов: каменноугольной смолы, пека, сырого бензола.

В военные годы ВУХИН, будучи фактически единственной научно-исследовательской организацией в области коксохимии, решал сложные задачи, связанные с расширением сырьевой базы производства кокса, выполнял оперативные распоряжения Государственного комитета обороны. Так, разработанная технология пиролиза нефтепродуктов в коксовых печах позволила существенно увеличить производство толуола для оборонной промышленности. Впервые в СССР была разработана технология, построены и освоены установки для получения пиридиновых оснований, использовавшихся для производства лекарственных веществ. Был разработан способ получения из коксохимического сырья смазочных масел, применявшихся на многих предприятиях, в том числе на прокатных станах уральских заводов; созданы технология и рецептура получения из продуктов коксохимии олифы и лаков; усовершенствована технология улавливания химических продуктов коксования.

Исключительно важным достижением были исследования в области получения искусственного каучука. Был освоен промышленный выпуск синтетического натрийбутадиенового каучука по методу С.В. Лебедева (1874-1934). В конце второй пятилетки в Государственном институте прикладной химии был разработан метод синтеза из ацетилена хлоропренового каучука, отличающегося от натрийбутадиенового маслоустойчивостью. Завод по его изготовлению вступил в строй в третьей пятилетке. Это предприятие было спроектировано Государственным институтом по проектированию заводов основной химической промышленности (Гипрохим), созданным в 1931 г. На Ярославском заводе синтетического каучука было освоено производство синтетических латексов - жидких каучуков с различными свойствами на основе бутадиена по методу Б.А. Догадкина и Б.А. Долгоплоска (1905-1994).

Для проектирования заводов синтетического каучука в 1936 г. был создан Государственный институт по проектированию объектов каучуковой промышленности (Гипрокаучук). Первыми заводами, построенными по проектам института, стали Ярославский, Воронежский, Ефремовский и Казанский. Основным продуктом, производившимся этими предприятиями, был натрийбутадиеновый каучук, который получали методом жидкофазной, а затем газофазной полимеризации бутадиена с использованием в качестве катализатора металлического натрия. В 1940 г. в Ереване по проекту Гипрокаучука был построен первый в мире завод по производству хлоропренового каучука на базе ацетилена, получаемого из карбида кальция и хлора.

В военные годы коллективом Гипрокаучука была разработана проектная документация для строительства двух новых заводов в Караганде и Красноярске, велось проектирование завода в Сумгаите; были начаты проектные работы для восстановления заводов синтетического каучука в Ефремове и Воронеже.

Большой вклад в развитие промышленного потенциала страны в годы предвоенных пятилеток внес созданный в сентябре 1923 г. по решению СНК УССР Украинский государственный институт прикладной химии (УкрГИПХ) и ставший научным центром химической индустрии Украины. Важнейшими направлениями исследований института стали технология производства серной кислоты, минеральных удобрений, электрохимия водных растворов, расплавленных солей и щелочных металлов. В дальнейшем ориентация его работ изменилась в сторону увеличения исследований в области производства кальцинированной соды.

В 1938-1941 гг. УкрГИПХ обрел статус общесоюзного отраслевого научно-технического центра содовой промышленности, а в 1944 г. он был преобразован во Всесоюзный институт содовой промышленности (ВИСП). Главной задачей института стало восстановление содовых заводов, совершенствование технологии производства и увеличение выпуска соды и щелочей. С участием ученых института были введены в строй первая очередь Стерлитамакского содово-цементного комбината и два новых цеха на Березниковском содовом заводе.

Развитие прикладных направлений химических исследований протекало параллельно с интенсификацией изысканий в области фундаментальных наук. В системе Академии наук были образованы Институт общей и неорганической химии (ИОНХ), Институт органической химии (ИОХ), Коллоидно-электрохимический институт (КЭИН) и др. Они стали базой для формирования крупных научных школ.

В области неорганической химии научные школы были созданы под руководством Э.В. Брицке (1877-1953), И.В. Гребенщикова (1887-1953), Н.С. Курнакова, Г.Г. Уразова (1884-1957), И.И. Черняева: в области органической химии работали школы А.А. Баландина (1898-1967), Н.Д. Зелинского, А.Н. Несмеянова (1899-1980), А.Е. Фаворского (1860-1945); в области физической химии - школы Н.Н. Семенова (1896-1986), А.Н. Теренина (1896-1967), А.Н. Фрумкина (1895-1976) и другие.

В области неорганической химии крупнейшим исследовательским центром стал Институт общей и неорганической химии, образованный в 1934 г. путем объединения созданного Н.С. Курнаковым Института физико-химического анализа и созданного Л.А. Чугаевым Института по изучению платины и других благородных металлов, Лаборатории общей химии и руководимого Н.С. Курнаковым физико-химического отдела Лаборатории высоких давлений (основанной в 1927 г. В.Н. Ипатьевым).

Исследовательские направления института охватывали такие актуальные проблемы, как разработка общих вопросов методики физико-химического анализа; применение физико-химического анализа к исследованию металлических систем и металлургических процессов, к изучению соляных равновесий и природных соляных месторождений; исследование комплексных соединений с целью их использования в технологии и анализе благородных металлов; исследование трансвлияния и направленный синтез комплексных соединений заданного состава и строения; разработка методов физико-химического изучения водных и неводных систем; аналитические исследования.

Исследования, выполненные в ИОНХе, позволили дать рекомендации по промышленному получению калийных и магниевых удобрений на базе соликамских месторождений, переработке апатитов и нефелинов Кольского полуострова в фосфорные и смешанные удобрения, производству щелочей и глинозема для выплавки алюминия. Были получены данные, необходимые для создания технологических схем переработки рассолов залива Кара-Богаз-Гол с целью получения сульфата натрия, крымских озер для получения поваренной соли и брома, индерских соляных отложений для получения борных солей и др. Созданной Н.С. Курнаковым школой металловедов и металлургов решены актуальные проблемы, связанные с производством необходимых для оборонной промышленности легких авиационных, сверхпрочных, жаростойких и других специальных сплавов.

Научная школа Чугаева-Черняева разработала научные и технологические основы организации отечественной платиновой промышленности, а также наиболее полного использования и охраны месторождений платины и металлов платиновой группы. Установление И.И. Черняевым (1926) закономерности трансвлияния открыло новую страницу в изучении и синтезе соединений платины и других благородных металлов. В институте были разработаны новые способы промышленного получения чистых металлов: платины, иридия, родия, осмия и рутения.

В России с XIX столетия традиционно сильна была школа в области органической химии, созданная А.А. Воскресенским, Н.Н. Зининым, А.М. Бутлеровым и В.В. Марковниковым.

В XX в. лидером исследований в этой области стал Институт органической химии (ИОХ), образованный в феврале 1934 г. путём объединения нескольких лабораторий ведущих отечественных научных школ академиков А.Е. Фаворского, Н.Д. Зелинского, В.Н. Ипатьева, А.Е. Чичибабина. Кроме того, уже в первые годы работы в коллектив института влились лаборатории Н.Я. Демьянова, М.А. Ильинского, группа Н.М. Кижнера и ряд сотрудников П.П. Шорыгина.

Перед институтом были поставлены задачи развития теоретических основ органической химии, организации исследований в области органического синтеза с целью получения веществ, играющих важную роль в народном хозяйстве страны, а также новых веществ, способных заменить природные продукты.

Совместно с учеными МГУ и других организаций в ИОХе разрабатывались способы разделения нефти, низкотемпературные процессы получения ацетилена на основе метана, дегидрогенизации бутана и пентанов соответственно до бутадиена и изопрена, этилбензола и изопропилбензола - до ароматических углеводородов. Н.Д. Зелинский, Б.А. Казанский, Б.Л. Молдавский, А.Ф. Платэ и другие открыли и детально изучили реакции С 5 - и С 6 -дегидроциклизации алканов в соответствующие циклопентановые и ароматические углеводороды. Эти реакции наряду с дегидрогенизационным катализом Н.Д. Зелинского стали важнейшим звеном в процессах риформинга, в промышленном синтезе бензола и других индивидуальных ароматических углеводородов. С.В. Лебедевым и Б.А. Казанским в 20-30-е годы были проведены исследования по гидрогенизации углеводородов. А.Д. Петровым, Р.Я. Левиной и другими в 40-е годы были синтезированы модельные углеводороды по схеме: спирты-олефины-парафины. Работы школы А.Е. Фаворского в области изомерных превращений ацетиленовых углеводородов, начавшиеся еще с 1880-х годов и продолжавшиеся более 50 лет, позволили установить взаимные переходы между ацетиленовыми, алленовыми и диеновыми соединениями, определить условия их устойчивости, изучить механизм изомеризации и полимеризации диенов, найти структурные закономерности, относящиеся к внутримолекулярным перегруппировкам. Российские химики изучали реакции жидкофазного окисления парафиновых углеводородов с получением жирных кислот, спиртов и альдегидов.

Уже в современный период учеными института получен ряд крупных научных результатов. Открыто новое физическое явление - резонансное комбинационное рассеяние света, которое в настоящее время успешно используется в различных областях науки и техники. Разработаны методы синтеза практически важных органических соединений различных классов, в том числе природных веществ. Мировое признание получили работы в области химии непредельных соединений, гетероциклов, карбенов и их аналогов, малых циклов, органических соединений бора. В ИОХе создана и уже полвека успешно развивается крупнейшая в мире школа по химии нитросоединений, в том числе и высокоэнергетических. Широкое признание получили исследования в области электроорганического синтеза. Успешно развиваются работы по синтезу гетероцепных полимеров.

Фундаментальные исследования структуры микробных и вирусных углеводсодержащих биополимеров позволили впервые в мире осуществить синтезы искусственных антигенов на основе сложных олиго- и полисахаридов, открыв принципиально новый путь получения вакцин и сывороток. Оригинальные исследования по синтезу стероидов привели к созданию первых отечественных гормональных препаратов с разделенными биологическими функциями.

В институте выполнены основополагающие исследования в области теории органического катализа, изучены элементарные акты ряда каталитических реакций, а также структура и физика поверхности ряда катализаторов. Выполнены приоритетные исследования в области каталитических превращений углеводородов, синтеза на основе окиси углерода и других одноуглеродных молекул, асимметрического катализа, разработаны научные основы приготовления новых катализаторов на базе отечественных цеолитов, созданы кинетические, физические и математические модели для расчета промышленных процессов и реакторов.

С началом выполнения программы индустриализации промышленность СССР столкнулась с рядом серьезных проблем, в том числе резким ростом аварийности на производстве. Одной из главных ее причин была коррозия металлов. Правительство страны поставило задачу изучить природу коррозии и разработать эффективные методы борьбы с ней.

Инициаторами государственной постановки проблемы борьбы с коррозией выступили известные ученые - академик В.А. Кистяковский, член-корр. АН СССР Г.В. Акимов и др. В.А. Кистяковский в своем докладе на чрезвычайной сессии Академии наук, состоявшейся 21-23 июня 1931 г. в Москве, подчеркивал, что борьба с коррозией может быть основана только на плановой научно-исследовательской работе. Это обусловило создание в конце 1934 г. под его руководством Коллоидно-электрохимического института (КЭИН).

Институт работал в двух основных направлениях. Первое - изучение коррозии и электрокристаллизации металлов. Особенно актуальной была борьба с подземной коррозией, с коррозией в нефтяной и химической промышленности. В связи с этим разрабатывались такие методы защиты поверхности изделий, как нанесение металлических и лакокрасочных покрытий, образование защитных пленок и т. д.

Второе - изучение коррозии металлов и электрокристаллизации металлов; изучение физикохимии дисперсных систем и поверхностных слоев с целью исследования свойств адсорбционных слоев ориентированных молекул в связи с их значением в различных областях (теория флотации, трение и смазка, моющее действие, роль адсорбционных слоев в дисперсных системах и гетерогенных процессах).

Под руководством П.А. Ребиндера и Б.В. Дерягина в институте велись работы по изучению процессов диспергирования (механического разрушения) горных пород и минералов с целью наибольшего ускорения бурения твердых горных пород, в частности при бурении на нефть. Изучался процесс проникновения поверхностно-активных веществ, входящих в состав смазочных жидкостей, в наружные слои металла при обработке давлением и резанием.

Стремительное развитие биохимической науки и возрастание ее роли в наращивании хозяйственного потенциала страны обусловили принятие Президиумом АН СССР в январе 1935 г. постановления об организации Института биохимии. Он был образован на базе Лаборатории биохимии и физиологии растений и Лаборатории физиологии и биохимии животных. Институт возглавил академик А.Н. Бах, имя которого было присвоено институту в 1944 г.

В течение ряда лет институт занимался главным образом изучением тех биокатализаторов, которые определяют ход течения химических реакций в живых организмах, изучением механизма ферментативного синтеза. Учение о ферментах было широко использовано для решения многочисленных практических вопросов народного хозяйства. Организация витаминной промышленности во многом была связана с научными исследованиями института.

А.И. Опарин (директор института в 1946-1980 гг.) выполнил многочисленные исследования по биохимии переработки растительного сырья. В.А. Энгельгардт пришел в институт, будучи автором открытия дыхательного (окислительного) фосфорилирования, положившего начало биоэнергетике. В 1939 г. он совместно с М.Н. Любимовой открыл ферментативную активность миозина и тем самым положил начало механохимии мышечного сокращения. А.Л. Курсанов опубликовал фундаментальные труды по проблемам ассимиляции углекислоты, химизму и обмену дубильных веществ, энзимологии растительной клетки. А.А. Красновский открыл реакцию обратимого фотохимического восстановления хлорофилла (реакция Красновского). Основные труды Н.М. Сисакяна посвящены исследованию ферментов растений, биохимии хлоропластов, технической биохимии. В.Л. Кретович - автор работ по биохимии растений, энзимологии процесса фиксации молекулярного азота, биохимии зерна и продуктов его переработки.

Характерной чертой сближения науки и производства в период индустриализации было внедрение научных теорий и методов в народное хозяйство. Именно это обусловило создание в Ленинграде 1 октября 1931 г. в системе центрального научно-исследовательского сектора Наркомтяжпрома на базе Государственного физико-технического института Института химической физики АН СССР. Основной задачей, поставленной перед ним, стало внедрение физических теорий и методов в химическую науку и промышленность, а также в другие отрасли народного хозяйства.

Исследования велись в двух основных направлениях. Первое - изучение кинетики химических реакций. Решением этой проблемы занимались лаборатории общей кинетики и газовых реакций, газовых взрывов, изучения реакций окисления углеводородов, распространения горения, взрывчатых веществ, растворов. Вторым направлением - изучением элементарных процессов - занимались лаборатории элементарных процессов, катализа, молекулярной физики, реакций в разряде. Руководителями лабораторий были будущие известные ученые В.Н. Кондратьев, А.В. Загулин, М.Б. Нейман, А.С. Соколик, Ю.Б. Харитон, С.З. Рогинский и др.

«Большая часть работ ЛИХФ, - отмечал его директор академик Н.Н. Семенов в 1934 г., - посвящена разработке узловых проблем современной теоретической химии и исследованиям таких процессов, которые в дальнейшем могли бы послужить базой для новых производств химической промышленности, а также исследованиям процессов, изменяющих коренным образом технологии существующих производств».

Начиная с 1934 г. в институте проводилась большая серия работ, целью которой являлись обоснование и развитие созданной Н.Н. Семеновым теории разветвленных цепных реакций. Важное теоретическое и практическое значение имело изучение процессов теплового взрыва, распространения пламени, быстрого горения и детонации топлива в двигателе и взрывчатых веществ.

В 1943 г. институт перебазировался в Москву, где большая научная школа Н.Н. Семенова продолжала развивать теорию разветвленных цепных реакций в различных направлениях. Ю.Б. Харитон и З.С. Вальта изучали их механизмы на примере окисления фосфора, Семенов, В.Н. Кондратьев, А.Б. Налбандян и В.В. Воеводский - водорода, Н.М. Эммануэль - сероуглерода. Я.Б. Зельдович, Д.А. Франк-Каменецкий и Семенов разработали тепловую теорию распространения пламени, а Зельдович теорию детонации. Затем А.Р. Беляев системы распространил эту теорию на конденсированные. Российские физикохимики создали основы теории турбулентного горения. Новые типы цепных реакций в различных средах и условиях исследовали А.Е. Шилов, Ф.Ф. Волькенштейн, С.М. Когарко, А.Д. Абкин, В.И. Гольданский и Н.М. Эмануэль.

На основе теоретических представлений, развитых школой Семенова, были впервые осуществлены многие технологические процессы, в частности ядерные реакции, окисление метана до формальдегида, разложение взрывчатых веществ и др. В 1956 г. Эмануэль предложил новый метод получения уксусной кислоты окислением бутана, который в дальнейшем разрабатывался под его руководством сотрудниками лаборатории Института химической физики АН СССР.

В 1956 г. за работы в области механизма химических реакций Н.Н. Семенову совместно с английским физикохимиком С. Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия.

Большое внимание во второй половине 30-х годов наряду с развитием фундаментальной химической науки уделялось разработке прикладных проблем. Это диктовалось важнейшей ролью химической промышленности как в обеспечении стремительного роста социалистической экономики, так и в укреплении обороноспособности страны, решавшей трудные военно-стратегические задачи в условиях быстро ухудшавшейся международной обстановки.

В решении поставленных задач важнейшая роль отводилась химической науке. К концу 30-х годов в химической промышленности насчитывалось более 30 научно-исследовательских институтов. Помимо этого, разработками для химической промышленности занималось Научно-исследовательское бюро по вопросам комплексного использования хибинской апатитонефелиновой породы, прикладные работы проводились в институтах АН СССР и вузах.

Большое народнохозяйственное значение имели работы Научного института по удобрениям и инсектофунгицидам (НИУИФ) по изучению сырьевой базы основной химической промышленности, разработке и внедрению новых и усовершенствованию существующих способов производства удобрений, серной кислоты и ядов для борьбы с вредителями, а также методов их применения среди наиболее важных работ института - разработка технологий переработки апатитов в удобрения, способов получения высококонцентрированных фосфорных, азотных и калийных удобрений (Э.В. Брицке, С.И. Вольфкович, М.Л. Чепелевецкий, Н.Н. Постников), серной кислоты башенным и контактным способами (К.М. Малин, В.Н. Шульц, Г.К. Боресков, М.Н. Второв, С.Д. Ступников и др.), соды, различных минеральных солей (А.П. Белопольский и др.), инсектофунгицидов (А.Н. Несмеянов, Н.Н. Мельников и др.), обширные агрохимические исследования (Д.Н. Прянишников, А.Н. Лебедянцев, А.В. Соколов и др.).

В Уральском научно-исследовательском химическом институте и Украинском научно-исследовательском институте химии были разработаны новые методы получения минеральных солей, интенсифицирован нитрозный способ получения серной кислоты и т. д. В Государственном институте азота и Государственном институте высоких давлений велись исследования в области технологии связанного азота и органического синтеза при высоких давлениях.

В Научно-исследовательском институте органических полупродуктов и красителей (НИОПиК) было разработано более 100 рецептур получения соединений бензольного, нафталинового и антраценового рядов и созданы методы синтеза красителей различных типов. В Научно-исследовательском институте лаков и красок (НИИЛК) проводились работы в области производства олиф и красок: предложены способы получения асфальтового лака из ухтинской нефти, глифталевой смолы - из отхода целлюлозной промышленности (талового масла), титановых белил - из перовскита и др.

Государственный научно-исследовательский институт пластических масс провел большую работу по изысканию заменителей дефицитного сырья для производства пластмасс и разработал методы получения термопластического материала - сополимера хлорвинилацетата, стирола - и его полимеризации и т. п.

В конце 30-х годов К.А. Андрианов предложил общий метод получения кремнийорганических полимеров, положив таким образом начало созданию новой отрасли химической промышленности, выпускающей используемые в разных областях народного хозяйства термостойкие масла, каучуки, клеи и электроизоляционные материалы.

Говоря о развитии химической науки в 20-30-х годах, необходимо подчеркнуть исключительно большую роль межотраслевых научно-исследовательских химических институтов. Важнейшее место в их ряду принадлежит возглавляемому академиком А.Н. Бахом Научно-исследовательскому физико-химическому институту им. Л.Я. Карпова (НИФХИ). Перед институтом стояла задача научно-технического обслуживания химической промышленности путем выработки новых и усовершенствования существующих методов производства. С этой целью в НИФХИ были созданы лаборатории поверхностных явлений, коллоидной химии, неорганической и органической химии под руководством А.Н. Фрумкина, А.Н. Рабиновича, И.А. Казарновского, С.С. Медведева.

Из работ, вышедших из стен института, большое практическое значение имели работы Петрова по производству изобретенного им карболита - продукта конденсации формальдегида с креозолом в кислой среде. Кроме того, Г.С. Петров предложил новые виды сырья для производства пластических масс и электроизоляционных изделий - фурфурол, ацетон и нефтяные сульфокислоты. Заводские опыты на заводах «Карболит» и «Изолит» подтвердили возможность внедрения этих материалов взамен дефицитного формальдегида.

На основе работ Г.С. Петрова по каталитическому окислению нефтяных масел для получения жирных кислот были построены два завода на 1000 т жирных кислот каждый.

Развитие производства пластических масс нуждалось в большом количестве растворителей. Методами контактного окисления, разработанными под руководством М.Я. Кагана, из этилового спирта были получены ацетон, этиловый эфир и ацетальдегид. Наличие ацетальдегида в достаточных количествах дало возможность получать уксусную кислоту, уксусный альдегид, этилацетат и бутанол. В 1936 г. вошел в строй большой завод по производству синтетической уксусной кислоты.

Промышленное использование получил разработанный в институте метод получения безосколочного стекла «триплекс» для нужд авиационной и автотракторной промышленности. В 1935 г. в Константиновке был пущен завод по производству этого продукта, оснащенный отечественным оборудованием.

В лаборатории органического катализа под руководством С.С. Медведева был разработан новый оригинальный метод превращения метана в формальдегид, сущность которого заключалась в контактном окислении метана природных и технических газов кислородом или воздухом в присутствии катализатора при температуре 600 о. В НИФХИ была успешно решена задача разработки промышленного метода получения формалина - соединения, имеющего широкое применение в кожевенной и текстильной промышленности, сельском хозяйстве, фармацевтической промышленности, промышленности пластических масс.

Успешно изучалась кинетика полимеризационных процессов. На основе созданной С.С. Медведевым теории полимеризационных процессов нашел решение ряд проблем получения эластомеров и пластиков, что имело важное значение при разработке промышленных методов синтеза многочисленных полимеров.

В институте был разработан ряд методов нанесения антикоррозионных электрохимических покрытий: цинкование, лужение, свинцевание, хромирование, никелирование, покрытие сплавами и др. По этим технологиям на Белорецком, Запорожском и других заводах были построены гальванические цеха для выпуска оцинкованной проволоки и листов. На базе разработанной в институте технологии меднения проволоки и листов работали Ревдинский и Пыжвенский заводы.

Разработанный в институте способ химического крепления грунтов нашел применение при строительстве Московского метрополитена, проходке шахт и буровых скважин.

В 1932-1935 гг. И.А. Казарновский разработал комбинированный метод использования хлористого алюминия, полученного из глин. Первоначально хлористый алюминий применялся в качестве катализатора крекинга нефти, а затем уже перерабатывался в чистую окись алюминия, которая шла на производство металлического алюминия. На основе разработанного в институте метода был построен завод хлористого алюминия в составе Угрешского химкомбината.

Таким образом, учеными института успешно разрабатывалось большинство важнейших проблем физической химии: электрохимия и химия коллоидов, адсорбция газов, катализ, теория строения полимеров, теория кислот и оснований, кинетика окисления, крекинга и полимеризации.

Основной задачей созданного в Москве в 1918 г. Института чистых химических реактивов (ИРЕА) стало «содействие в организации в республике производства реактивов путем изучения методов их изготовления, изыскание полупродуктов и исходных материалов, аналитическое изучение отечественных и иностранных реактивов, опытное изготовление чистейших препаратов». Институт возглавили ученые МГУ А.В. Раковский, В.В. Лонгинов, Е.С. Пржевальский.

Деятельность института осуществлялась как по аналитическому, так и по и препаративному направлениям, т. е. решались не только задачи создания методов получения различных препаратов, но и их промышленной реализации. Хотя технологические разработки постепенно становились определяющими, параллельно велась интенсивная работа в области физико-химических исследований и непрерывного совершенствования аналитического контроля.

В годы индустриализации в институте было положено начало широкому проведению научных исследований в области химии и смежных наук. Исследования в области аналитической химии всемерно содействовали развитию ведущих разделов науки и техники: металлургии, электротехники, геохимии, физики и др. При этом возросли требования к ассортименту и качеству химических реактивов. В плане развития народного хозяйства на первую пятилетку в разделе, посвященном химическим реактивам, впервые основное внимание уделялось производству органических реактивов. В годы второй пятилетки особое внимание было уделено производству органических реактивов с более сложной технологией, чем традиционные неорганические реактивы. Среди работ, проводимых институтом в годы третьей пятилетки, - разработка методов получения высокочистых бромистых препаратов, методы синтеза высокочистых хлоридов лития, калия и стронция, а также бессвинцовых солей и кислот, оригинальные методы получения гипофосфита натрия, окиси урана и солей цезия.

Исследования в области препаративной органической химии были посвящены синтезу окислительно-восстановительных индикаторов индофенольного ряда, органических аналитических реактивов: купрона, гуанидина карбоната, дитизона - чистых органических препаратов для научных целей: пальмитиновой кислоты, изопропилового спирта. Цикл работ по использованию отходов лесохимической промышленности позволил организовать промышленное производство метилэтиленкетона и метилпропилкетона, разработать метод получения высокочистого мезитила, выделить из сивушных масел аллиловый и пропиловый спирты.

Важное значение в развитии теории органических реактивов и применения их в аналитической химии имели исследования С.А. Вознесенского в области внутрикомплексных соединений и работы В.И. Кузнецова, которому принадлежит заслуга в развитии концепции функционально-аналитических группировок и аналогии неорганических и органических реактивов.

В период индустриализации ИРЕА сыграл решающую роль в развитии производства химических реактивов. Только за годы первой пятилетки он передал производствам и организациям методики и технологии производства более 250 химических реактивов. В период с 1933 по 1937 г. в институте были разработаны методики получения таких реактивов, как родизонат натрия для колориметрического определения сульфат-иона, димедон для количественного осаждения альдегидов в присутствии кетонов, а также новых аналитических реактивов: магнезона, флороглюцина, семикарбазида, дифениламиносульфоната бария и др., новых индикаторов: крезолфталеина, ксиленолового синего, щелочного голубого и др.

Большой объем работ был посвящен изучению пределов чувствительности аналитических реакций при определении малых количеств примесей в реактивах, а также вопросам химии чистого вещества и процессам очистки препаратов. Был проведен цикл исследований по разработке методов получения «предельно» чистых веществ, тождественных международным эталонам, на основе которых созданы первые эталонные образцы ряда веществ. Специально для бактериологических исследований были получены химически чистые сахара. Помимо этого было создано более 100 методик получения новых реактивов, в том числе не выпускавшихся ранее в СССР.

Во время Великой Отечественной войны институт дал стране целый ряд реактивов, предназначенных для оборонных целей. В эти годы здесь были разработаны методы получения оксидов бериллия, цинка, магния и кремневой кислоты для изготовления люминофоров, создан ассортимент реактивов для определения натрия, цинка, кобальта и алюминия, предложены методики получения ряда новых аналитических реагентов: б-нафтофлавона, нафтилового красного, антразо, титанового желтого, получено около 30 высокочистых растворителей для микробиологии, спектроскопии и других целей.

Большое значение для развития промышленности и прежде всего ее нефтехимического сектора имело инициированное академиком В.Н. Ипатьевым создание в 1929 г. Государственного института высоких давлений (ГИВД). Помимо фундаментальных исследований реакций, идущих при высоких давлениях в институте широко велись технологические, конструкторские, материаловедческие изыскания, позволившие заложить основы проектирования и изготовления промышленных аппаратов и машин высокого давления. В ГИВДе появились первые работы по технологии синтеза катализаторов.

В начальный период существования института были созданы предпосылки для развития нефтепереработки и нефтехимии, в последующие годы заложены теоретические и технологические основы промышленных процессов под высоким и сверхвысоким давлением, выполнен большой комплекс работ по изучению физико-химических свойств многих веществ в широких интервалах давления и температуры. Большое теоретическое и исключительно важное практическое значение для создания процессов под давлением водорода имели исследования воздействия водорода на стали при высоких давлениях и температурах.

Под руководством ученика Ипатьева А.В. Фроста изучались кинетика, термодинамика, фазовые равновесия органических реакций в широких диапазонах давления и температуры. В дальнейшем на базе этих работ были созданы технологии синтеза аммиака, метанола, мочевины, полиэтилена. Отечественные катализаторы синтеза аммиака были внедрены в промышленность уже в 1935 г.

Блестящие работы по органическому катализу и химии кремнийорганических соединений были выполнены Б.Н. Долговым. В 1934 г. под руководством ученого была разработана промышленная технология синтеза метанола. В.А. Болотов создал и внедрил технологию получения мочевины. А.А. Ваншейд, Э.М. Каган и А.А. Введенский создали процесс прямой гидратации этилена.

Практически первым исследованием в области нефтяной промышленности стали работы В.Н. Ипатьева и М.С. Немцова по превращению непредельных углеводородов, получаемых при крекинге, в газолин.

В 30-е годы в институте углубленно изучались процессы деструктивной гидрогенизации, применение которых давало широкие возможности эффективного использования тяжелых нефтяных остатков и смол для получения высококачественных моторных топлив.

В 1931 г. была предпринята первая попытка создания обобщенной теории превращений углеводородов под давлением водорода. Развитие этих классических работ привело к очень важным результатам. В 1934 г. В.Л. Молдавский совместно с Г.Д. Камушером открыл реакцию ароматизации алканов, что послужило основой для создания под руководством Г.Н. Маслянского отечественной технологии каталитического риформинга. В 1936 г. М.С. Немцовым с сотрудниками впервые была открыта реакция расщепления индивидуальных углеводородов под давлением водорода. Тем самым были заложены основы дальнейшего развития гидродеструктивных процессов нефтепереработки.

В ГИВДе созданы первые оксидные и сульфидные катализаторы, заложены основы бифункциональных катализаторов, изучены принципы нанесения активных элементов, подбора носителей, синтеза носителей.

В специальном КБ под руководством А.В. Бабушкина были развернуты работы по конструированию и испытанию аппаратов высокого давления. Необходимо отметить, что первые аппараты высокого давления были выполнены по чертежам В.Н. Ипатьева в Германии за счет его личных средств, но уже через два года точно такие же установки стали изготовляться в ГИВДе.

Уникальность ГИВДа заключалась в том, что в его стенах проводились глубокие теоретические исследования во многих областях науки, которые были необходимы для создания завершенных работ в области реакций, протекающих в экстремальных условиях. В дальнейшем после войны разработка процессов синтеза метанола, получения аммиака и других перешла в ведение прикладных институтов, созданных специально для этих целей.

Параллельно с ГИВДом в Ленинграде развивался Государственный опытно-экспериментальный завод «Химгаз», получивший в 1946 г. статус Всесоюзного научно-исследовательского института химической переработки газа. Уже в 1931 г. здесь была создана полузаводская установка парофазного крекинга и ряд установок для химической переработки непредельных газов. Тогда же начались исследования в области высокотемпературного крекинга углеводородного сырья, заложившие первые блоки в создание промышленного процесса пиролиза. А в 1932-1933 гг. А.Ф. Добрянский, М.Б. Маркович и А.В. Фрост завершили обоснование схем комплексной переработки нефти.

Вторым направлением исследований было использование крекинг-газов. Работы по димеризации, олигомеризации, изомеризации углеводородов, а также производству изооктана из изобутилена были проведены под руководством Д.М. Рудковского. Изучалась также возможность переработки газов крекинга с получением алифатических спиртов, гликолей, алкилхлоридов, альдегидов.

В годы войны ГИВД и Химгаз вели напряженную работу по интенсификации производства моторного топлива, ароматических углеводородов, лигроина. Оборонное значение этого завода в годы войны было огромно. Сотрудники института провели ряд работ на крекинг-установках, установках полимеризации и газофракционирования, позволившие значительно увеличить выпуск высокооктановых топлив.

В 1950 г. ГИВД и Химгаз были объединены в Ленинградский научно-исследовательский институт по переработке нефти и получению искусственного жидкого топлива, который в 1958 г. был переименован во Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтехимических процессов (ВНИИНефтехим).

Бурное развитие химической индустрии требовало оснащения ее предприятий современной аппаратурой, установками, технологическими линиями, что, в свою очередь, предполагало создание проектно-конструкторского центра по разработке химического машиностроения. В 1928 г. в Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева была создана лаборатория по химической аппаратуре, которая взяла на себя роль научного центра химического машиностроения. Ученым института предстояло исследовать специальные материалы для химического машиностроения, процессы и аппараты химической технологии; определить экономические коэффициенты, характеризующие стоимость одного и того же процесса в аппаратах различных конструкций, оптимальные условия работы химических машин и аппаратов; осуществить проверку новых конструкций; стандартизировать оборудование и унифицировать методы его расчета.

Инженеров для отрасли готовила кафедра химического машиностроения МХТИ им. Д.И. Менделеева, которая выросла затем в механический факультет, преобразованный в 1930 г. в Государственный научно-исследовательский институт химического машиностроения. Впоследствии этот институт стал составной частью Государственного научно-исследовательского института машиностроения и металлообработки при Всесоюзном объединении тяжелого машиностроения, а позднее был реорганизован в Экспериментально-конструкторский институт химического машиностроения (ЭКИхиммаш). В феврале 1937 г. было создано Главное управление химического машиностроения (Главхиммаш), в состав которого вошел ЭКИхиммаш.

В институте разрабатывались проекты для изготовления таких сложных аппаратов, как колонны для синтеза аммиака, компрессоры высоких давлений, турбокомпрессоры для контактных сернокислотных систем, крупные центрифуги, вакуум-аппараты для концентрирования растворов едкого натра и других растворов.

Основная исследовательская нагрузка по проблемам повышения урожайности легла на созданный еще в мае 1919 г. в Москве при НТО ВСНХ Институт по удобрениям (НИУ). В его задачи входило исследование способов переработки агрономических руд для получения туков, а также всестороннее испытание полуфабрикатов и фабрикатов различных удобрений с точки зрения их агрономической применимости.

Работа института строилась по комплексному принципу: изучение сырья, разработка технологического процесса и применение удобрений в сельском хозяйстве. Соответственно этому в институте были созданы горно-геологический (руководитель Я.В. Самойлов, он же директор института в 1919-1923 гг.), технологический (руководитель Э.В. Брицке, затем С.И. Вольфкович) и агрономический (руководитель Д.Н. Прянишников) отделы. Научные сотрудники НИУ активно участвовали в строительстве таких крупных предприятий, как Хибинский апатитовый комбинат, Соликамский калийный комбинат, Воскресенское, Чернореченское, Актюбинское туковые предприятия, а также многие другие рудники и заводы.

Развитие химико-фармацевтической промышленности связано с деятельностью Всесоюзного научно-исследовательского химико-фармацевтический института (ВНИХФИ). Уже в первые годы существования в институте под руководством А.Е. Чичибабина были разработаны методы синтеза алкалоидов, заложившие основу отечественной алкалоидной промышленности, метод получения бензойной кислоты и бензальдегида из толуола, осуществлено окисление амида в сахарин, метод получения пантопона и сернокислого атропина.

В 1925 г. перед институтом были поставлены задачи, связанные с созданием и развитием отечественной химико-фармацевтической промышленности, в том числе разработка методов получения не производящихся в СССР химико-фармацевтических, душистых и других препаратов, улучшение существующих технологий, изыскание отечественного сырья с целью замены импортного, а также разработка научных вопросов в области фармацевтической химии.

Большую работу по развитию химии алкалоидов в институте провел А.П. Орехов. В 1929 г. им был выделен алкалоид анабазин, который приобрел народнохозяйственное значение в качестве прекрасного инсектицида.

Эпоха индустриализации Советского Союза характеризовалась форсированным развитием современных технологий, применявшихся в новейших отраслях производства, и прежде всего военно-промышленного комплекса. С целью обеспечения стратегических отраслей сырьем в 1931 г. в Москве по инициативе и под руководством В.И. Глебовой был создан Государственный научно-исследовательский институт редких металлов (Гиредмет). Институт должен был обеспечить развитие оригинальных технологических способов получения редких элементов и внедрения их в промышленность. С участием Гиредмета была закончена перестройка и сдан в эксплуатацию первый в нашей стране завод по извлечению ванадия из керченских руд. Под руководством В.И. Спицына был разработан способ получения бериллия из отечественных бериллиевых концентратов, а в 1932 г. была пущена опытная полузаводская ванна для электроосаждения этого металла.

Значительная доля практически важных работ института связана с именем академика Н.П. Сажина. Под его руководством в СССР на базе отечественных месторождений впервые было организовано производство металлической сурьмы, первая партия которой была выплавлена в конце 1935 г. на заводе Гиредмета. Разработанные им с сотрудниками (1936-1941) методы извлечения висмута и ртути из концентратов руд цветных металлов позволили уже в 1939 г. полностью отказаться от импорта этих металлов. В послевоенное время ученый руководил исследованиями по проблемам германиевого сырья и германия, на основании которых в СССР была создана собственная промышленность германия, обеспечивавшая быстрый рост производства полупроводниковых приборов для радиотехники; в 1954-1957 гг. он возглавлял работы по получению ультрачистых редких и малых металлов для полупроводниковой техники, что явилось базой для организации в СССР производства индия, галлия, таллия, висмута и сурьмы особой степени чистоты. Под руководством ученого был выполнен цикл исследований по получению чистого циркония для нужд ядерной промышленности. Благодаря этим изысканиям в практику работы наших заводов был введен целый ряд способов, новых не только для нашей промышленности, но и промышленности зарубежных стран.

Проблемы получения редких элементов разрабатывались и в других институтах. Так, еще в начале 20-х годов ряд методов аффинажа платиновых металлов создал В.В. Лебединский. С 1926 г. весь получаемый в стране родий, имевший оборонное значение, производился по разработанному им методу.

С 40-х годов благодаря трудам Н.П. Сажина, Д.А. Петрова, И.П. Алимарина, А.В. Новоселова, Я.И. Герасимова и других ученых большой импульс в своем развитии получила химия полупроводников. Ими были решены задачи глубокой очистки германия, кремния, селена и теллура, синтезированы и изучены нитриды, фосфиды, арсениды, сульфиды и селениды, халькогениды и другие соединения, внедрены методы производства полупроводниковых материалов, созданы способы производства материалов для лазеров.

В 2004 г. исполнилось 80 лет со времени основания Государственного научно-исследовательского института органической химии и технологии (ГосНИИОХТ). С самого начала деятельности института его главным исследовательским направлением являлись химия и технология органического синтеза. По разработкам института в нашей стране были созданы производства таких важнейших продуктов, как уксусный ангидрид, ацетилцеллюлоза, окись этилена, синильная кислота, капролактам, акрилнитрил, фенол и ацетон, адиподинитрил и др.

Технология получения фенола и ацетона через кумол, созданная в институте, разошлась по всему миру, и в настоящее время фенол и ацетон производятся по этой технологии сотнями тысяч тонн. Создание производства окиси этилена позволило наладить выпуск большого ряда продуктов, в том числе тосола. Большой цикл работ выполнен институтом по разработке технологии промышленного синтеза пестицидов, особенно фосфорорганического и триазинового ряда (хлорофос, тиофос, карбофос, симазин и др.).

Исключительно велика роль института в обеспечении обороноспособности страны. Накануне Великой Отечественной войны ученые НИИОХТа разработали зажигательные самовоспламеняющиеся жидкости, на основе которых были созданы противотанковые средства защиты, успешно использовавшиеся Красной Армией в борьбе с фашистской военной техникой. В этот же период была разработана технология получения органического стекла. Созданное на основе этой разработки крупнотоннажное производство обеспечило потребности самолето- и танкостроения.

Институтом проводился широкий спектр исследований в области специальных приложений химии к нуждам обороны страны. Одним из их результатов стали разработки в области создания, а позже уничтожения химического оружия и конверсии бывших объектов по его производству.

Оценивая развитие химической науки в период постреволюционного восстановления разрушенного народного хозяйства и последующей индустриализации страны, можно констатировать, что усилиями вновь образованных многочисленных фундаментальных, прикладных и междисциплинарных институтов был создан мощный каркас теоретических знаний и проведены обширнейшие эмпирические изыскания и разработки. Благодаря научным исследованиям и полученным результатам были образованы азотная, анилинокрасочная, нефтехимическая, резиновая и другие отрасли промышленности, промышленность основного органического синтеза, пластмасс, удобрений и др., которые сыграли огромную роль в развитии всего народного хозяйства и укреплении обороноспособности страны.

© Все права защищены