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弗里德里希·维勒

时间:2023-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:弗里德里希·维勒的父亲是当地颇有名气的医生,为人性格内向,性情沉着稳重。该文发表后,立即引起了瑞典化学家贝采里乌斯的重视。当年冬天维勒就到了斯德哥尔摩,在贝采里乌斯这位卓越化学家的私人实验室开始工作。因此,维勒的成就在公之于世后,立即产生了巨大反响,不少人为之欢呼,纷纷祝贺。人工合成尿素,不仅为维勒本人赢得了荣誉,这一发现在化学史上也具有重大意义。但维勒提出的有机合成的新概念,促使

弗里德里希·维勒(1800.7.31—1882.9.23),德国著名的有机化学家。

他出生在德国莱茵河岸上的埃施耳亥姆,这个地方在法兰克福市附近。弗里德里希·维勒的父亲是当地颇有名气的医生,为人性格内向,性情沉着稳重。他特别喜欢自己的儿子,非常关心他的成长,为了把他培育成才,处处严格要求、细心指导孩子。1820年,维勒以优异的成绩从中学毕业。按照全家人的意见,他选择了学医。

1820年秋天,20岁的维勒进入马堡的医科大学。他喜欢上大学,在学校里他一心一意地攻读所有的功课。但他特别喜欢化学实验,只要回到宿舍,就会专心地搞起化学实验来,天天如此。这好像成了他的一种癖好,不做实验就不能安稳地入睡。晚上,维勒总是埋头于那些烧瓶和烧杯之间,似乎忘记了世上的一切。他的第一项科学研究,就是在那间简陋的大学生宿舍里弄成功的。

他最早研究的是不溶于水的硫氰酸银和硫氰酸汞的性质问题。

有一次,当他把硫氰酸按溶液与硝酸汞溶液混合时,得到了硫氰酸汞的白色沉淀。经过过滤,他把沉淀物放在一边,让它自然地干燥着,自己就躺下去睡觉。但他脑子里还总想着实验的事,无论如何也不能入睡。于是他干脆爬起来,重新点燃蜡烛,接着做实验。他将一部分硫氰酸汞放在瓦片上,让它靠近壁炉里熊熊燃烧的炭火。不一会儿,瓦片被烧热了,上面的白色粉末开始噼啪作响,并逐渐在瓦片上分散开来。维勒高兴极了,他兴致勃勃地注视着所发生的一切现象。响声停止后,他取了一点白色粉末,蘸上点水,用手把它揉搓成一根白色的长条,放在瓦片上干燥片刻,然后给瓦片的一端猛烈加热。于是,重新又听到噼噼啪啪的声音,白色的长条受热后开始剧烈地膨胀着,形成了一个大气泡,并且飞快地向另一端滚去。待反应停止后,剩下了一块不能流动的黄色物质。如此壮观与罕见的分解现象,使维勒非常兴奋。他激动得又度过了一个不眠之夜。

经过几个月的深入研究,他在自己的第一篇科学论文中,详细地描述了这个现象。由布赫医生推荐,这篇论文发表在《吉尔伯特年鉴》上。该文发表后,立即引起了瑞典化学家贝采里乌斯的重视。他在撰写《年度述评》中,以十分赞许的口吻对维勒的论文给予了肯定的评价。

这一成果增强了这个青年学生的信心,为了继续深造,他决定到海德堡去学习。维勒要拜著名化学家列奥波德·格美林、生理学家蒂德曼教授为师。1822年秋天,维勒到了海德堡,首先在蒂德曼教授的指导下从事实验工作,准备将来当医生。同时,他还可以在格美林的实验室里工作。那里的实验条件较好,所需的物品应有尽有。维勒继续着手研究氰酸及其盐类,同时还得同蒂德曼教授一起工作,头绪繁多的研究项目,使他的全部时间安排得满满的。然而,这个青年人,硬是坚持了下来,取得了丰硕的成果。

1823年9月2日,维勒通过了毕业考试,他获得了外科医学博士学位。但他并没有为此而兴高采烈,因为这将意味着他就要离开格美林的化学实验室,告别这位良师益友。格美林了解到这位年轻人的心情,于是就推荐他到瑞典著名学者贝采里乌斯那里去学习与工作。当年冬天维勒就到了斯德哥尔摩,在贝采里乌斯这位卓越化学家的私人实验室开始工作。此时的贝采里乌斯正在研究氟、硅和硼的化合物。在这里,维勒熟练地掌握了分析和制取各种元素的不少新方法。同时,他还继续研究氰酸。一年的留学时间转眼就过去了,1824年9月维勒告别了贝采里乌斯,回到了家乡法兰克福。回家后的第二天,他重又来到布赫医生家里,同过去一样,他们几乎每天都在一起热烈地讨论着有关化学的问题。维勒重新把自己的住所变成了实验室。在继续研究氰酸的同时,他利用实验过程中的空闲时间,把贝采里乌斯主编的《年度述评》译成了德文。

当时,维勒正埋头研究制取氰酸铵的最简便的方法。他首先让氰酸和氨气这两种无机物进行反应。结果使他感到意外,生成物不是氰酸铵,而是草酸。他多次重复这一实验,结果仍然一样。于是改用氰酸与氨水进行复分解反应,企图制得氰酸铵,结果他注意到“形成了草酸及一种肯定不是氰酸铵的白色结晶物”。他分析了这种白色物质,证明它确实不是氰酸铵。因为它与苛性钾反应,并不放出氨,它与酸反应,也不能产生氰酸。因此,维勒肯定,他发现了一种与氰酸铵不同的新物质。那么,这白色晶体究竟是什么呢?限于当时的实验条件,他自己还证明不了。他渴望有一个条件较好的实验室,为此,他毅然受聘到柏林工艺学校去任教。尽管那里的工资待遇不高,居住条件较差,但他满意那里有一个设备齐全的实验室。

到1828年为止,他一直在这里工作,使用了当时最先进的实验分析方法,证实了他在四年前在家乡发现的白色晶状物质是尿素,然后发表了《论尿素的人工制成》一文。他还发现,用氯化铵与氰酸银或以氨水与氰酸铅反应,都能得到比较纯净的尿素,维勒感到无比兴奋,经过自己三四年的艰苦工作,他终于实现了用无机物来人工合成尿素的设想。他把这一成果写成论文,题为《论尿素的人工制成》,并且发表在1828年《物理学和化学年鉴》第12卷上。这篇论文引起了化学界的一次震动。因为在18世纪至19世纪初,生物学和有机化学领域中普遍流行着一种生命力论。它认为有机物只能依靠一种生命力在动植物有机体内产生:在生产上和实验室里,人们只能合成无机物质,不能合成有机物质,尤其是由无机物合成有机物更不可能。贝采里乌斯曾认为,许多化学定律对有机物不起作用。因此,维勒的成就在公之于世后,立即产生了巨大反响,不少人为之欢呼,纷纷祝贺。但同时也遭到了许多人的反对。贝采里乌斯最初听到这个消息时,幽默地讽刺说:“能不能在实验室造出一个孩子来。”

人工合成尿素,不仅为维勒本人赢得了荣誉,这一发现在化学史上也具有重大意义。首先,人工合成尿素又一次提供了同分异构现象的早期事例,成为有机结构理论的实验证明。其次,这一发现强烈地冲击了形而上学的生命力论,为辩证唯物主义自然观的诞生提供了科学依据。它填补了生命力论制造的无机物同有机物之间的鸿沟。恩格斯曾指出,维勒合成尿素,扫除了所谓有机物的神秘性的残余。最后,人工合成尿素在化学史上开创了一个新兴的研究领域。尽管这一发现最初仅限于孤立的个别事例,而且在生命力论者看来尿素不是真正的有机物,只是动物机体的排泄物并易于分解成氨和二氧化碳,只是一种联系有机物和无机物的过渡产物,真正的有机物决不能人工合成。但维勒提出的有机合成的新概念,促使了以后关于乙酸、脂肪、糖类物质等一系列有机合成的成功。因此,可以说维勒开创了一个有机合成的新时代。

在无机化学领域,他也有不少贡献。他于1827年和1828年发现了铝和铍两种元素。他还对硼、钛、硅的化合物进行了广泛研究并发现了硅的氢化物。

维勒也是一位化学教育家,为人类培育了许多化学良才,他的学生中有不少人后来成了著名的教授、工程师和化学工艺师。弗里德里希·维勒,最终成为世界上赫赫有名的伟大化学家,他一生中取得了科学研究的累累硕果,但同时他也有过重大失误。他曾因一时疏漏而失去了发现化学元素钒的机会。当时维勒正在斯德哥尔摩随贝采里乌斯从事研究工作,教授曾指定他分析墨西哥出产的黄铅矿石。在分析化验过程中,维勒曾发现过一种特殊的沉淀物,当时他认为这可能是铬的化合物,未去深究其真实面目,过后这一现象又被他的同学瑟夫斯特姆发现。后者却抓住这个现象不放,经过反复实验研究,终于发现那沉淀物是一种含有新元素的物质,这种元素就是钒。维勒得知后,在感到震惊的同时,思想上也很苦闷、内疚和失望。虽然,他受到了恩师贝采里乌斯及时的鼓励和教导,重新振作了起来,但这件事仍然令他终生难忘,他还常常以此为训去教育他的学生及子女。

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