5.3. Атомна реформа Каніцаро

Фактично реформу почали два французькі хіміки-органіки, Жерар та Лоран, але не змогли завершити, бо рано померли. Реформу завершив видатний італійський хімік Станіслао Каніцаро.

Шарль Фредерік Жерар (1816 – 1856) – син страсбурзького фабриканта білил, недовго працював у Лібіха, в 1838 році працював із Дюма, із яким потім розійшовся і все життя виступав проти. В 1841 році отримав ступінь доктора і зайняв місце професора в Монпельє, з 1848 року знову в Парижі. В 1843 році познайомився з Лораном, із яким тісно співпрацював до кінця їх, життя.

Огюст Лоран (1807 – 1853) після навчання хімії у Дюма був професором у Бордо та хіміком Монетного Двору до кінця своїх днів. Мав у Парижі скромну лабораторію. Вони з Жераром притримувались демократичних поглядів і різко виступали проти Дюма. Вони невіддільні один від іншого і доповнювали один іншого.

Жерар, дослідуючи органічні сполуки, вказав, що вода завжди утворюється в парній кількості еквівалентів (тобто 2H₂O, 4H₂O та тому подібне), тому спотворювались формули не лише органічних сполук (C₄H₈O₄ – оцтова кислота), але й неорганічних (H₂Cl₂, N₂H₆). Цю обставину він пояснював тим, що еквіваленти (тепер атомні ваги) О та С визначені неправильно. Він запропонував прийняти половинні еквіваленти для органічних сполук (точніше, подвоїти їх, тобто зменшити вдвоє число атомів в органічній молекулі), або прирівняти їх об’єм до двох об’ємів, тобто відповідно об’єму водню з масою 2. При цьому Жерар тишком визнавав гіпотезу Авогадро і прийняв атомні маси Н = 1, О = 16, S = 32. Тоді він одержав формули: H₂O, NH₃, C₂H₄O₂. Але, на жаль, Жерар прийняв для всіх оксидів металів формулу Ме₂О (за аналогією з водою), тому атомні ваги багатьох металів визначались неправильно. Жерар усе ще плутав між еквівалентом та атомом.

Лоран дійшов висновку, що еквівалент та атом не одне і те ж. Він вважав еквівалентними Li, Na, K, Rb, H, Cl, Br, J між собою, визнавав еквівалентність між O, S, Se, але між цими двома групами еквівалентності нема (тобто вони не однозначні). Пізніше він дав визначення поняття “еквівалент”: це кількість простої речовини, яка заміщуючи іншу просту речовину, грає її роль. Він критикував концепцію Жерара, і в 1846 році писав формули молекул водню, кисню та хлору так: Н₂, О₂ та Cl₂. Він припускав, що молекули простих речовин у реакціях діляться на дві частини, які він називав атомами:

HH + ClCl = HCl +HCl

:Жерар враховував критику Лорана і в 1848 році випустив книгу “Вступ до вивчення хімії за унітарною системою”, де він уже чітко розрізняє еквіваленти, атоми та молекули. Він підкреслює, що деякі метали мають декілька еквівалентів, тому поняття еквівалент та атом – різні. Молекула ж речовини є унітарним (цілим, неділимим) утворенням і не має дуалістичної, як у Берцеліуса, природи. Багато хіміків, особливо Берцеліус та Лібіх, зустріли погляди Жерара та Лорана вороже. Усе ж поступово ці погляди завоювали уми хіміків, особливо молодих. І цей процес завершився реформою Каніцаро, перемога якої остаточно була закріплена на Першому Міжнародному хімічному Конгресі в Карлсруе 3.09.1860 року, ідея про скликання якого належить Августу Кекуле. В конгресі приймали участь 140 хіміків, із них 7 росіян, в тому числі Менделєєв, Зінін, Бородін.

Станіслао Каніцаро (1826 – 1910), учився в Палермо (Італія) та Неаполі, в 1847 році брав участь у повстанні в Сіцілії, після придушення якого емігрував у Францію, в 1853 році опублікував дані по реакції, яка носить його ім’я (КОН, бензойний альдегід). З 1855 року він професор хімії у Генуї. В 1860 році приєднався до Гарібальді в Палермо і став тут професором хімії. Після об’єднання Італії в 1870 році перейшов у Римський університет і скоро став сенатором. Він був прекрасним лектором. Саме багаторічний викладацький досвід дав йому можливість чітко сформулювати поняття еквівалента, атома, молекули, які були прийняті конгресом шляхом голосування.

В розвитку теоретичної хімії Каніцаро зіграв видатну роль і як розробник, і як пропагандист. Виходячи з гіпотези Авогадро та користуючись методом визначення густини пари, він дійшов висновку про двох атомність молекул газів (H₂, O₂, N₂, Cl₂ і таке інше), про одно атомність пари ртуті, визначаючи молекулярні ваги речовин за формулою М = 2D (D – густина пари речовини за Н₂), правильно визначив атомні ваги всіх елементів. Він також пояснив причину аномалій визначення густини пари PCl₅, амонію хлористого за високою температурою наявністю дисоціації:

N H₄Cl NH₃ + HCl

P Cl₅ PCl₃ + Cl₂

Усі ці погляди він виклав у “Нарисі курсу хімічної філософії”, який опублікував в 1858 році. На конгресі він виступив із палкою промовою та поширив відбиток свого “Нарису”. Конгрес по суті справи пройшов під знаком Каніцаро і закріпив перемогу атомно-молекулярної теорії, яка прийнята і зараз. Конгрес прийняв положення, чи визначення, що таке атом, яке називають законом атомів Каніцаро. Єдиною властивістю атомів, яка внутрішньо пов’язана з поняттям атома, Каніцаро запропонував вважати вагомість (масу), а не форму, об’єм та таке інше. Конгрес визнав молекулу як єдине ціле, в якому атоми (у тому числі і в Н₂, О₂ та інших) тримаються разом за рахунок якихось сил. Це призвело в подальшому до виникнення вчення про валентність, а також сприяло розвитку уявлень про хімічну спорідненість.