登陆注册
45077000000019

第19章 维勒

说到化学在生活中的应用应当谈谈有机物,因为在古代已经会酿酒、制醋、染色、造纸、制糖等;但对有机化合物的性质却长期缺乏认识。直到19世纪初,化学家还是认为有机体(植物和动物)内的含碳的化合物乃是由奇妙的“生命力”所造成的,而人力是不能制造出有机化合物的。这种不正确的观念一直到1828年,才为德国化学家维勒所动摇,他用人工的方法从无机物氰酸铵制得了由人体内排泄出来的一种含碳、氮、氢、氧的有机化合物——尿素,这是历史上第一次在离开了“生命力”的条件下合成出来的有机化合物。维勒对于“生命力论”这严重的一击,为有机化学成为一门独立的分支学科奠定了坚实的基础。

维勒于1800年7月31日出生在德国梅因河畔法兰克福城附近的埃希海姆村。他的父亲平素喜欢研究大自然中的种种现象并喜欢做各种各样的实验,因此他也希望自己的儿子具有和自己同样爱好和才能。维勒在法兰克福大学预科学习时,成绩虽然平平,但是对收集矿物标本和做化学实验这两件事却很感兴趣。在他的房间里放着一些木箱,里面装满了各种岩石和矿物的标本,屋子里还有一堆做化学实验用的仪器药品,维勒则经常活动在这些标本和仪器之中。

在维勒19岁那年,进入马尔堡大学攻读医学。由于想在著名无机化学家格曼林手下做研究工作,维勒在马尔堡大学学习一年以后,又转入海德尔堡大学学习,1823年他以优异的成绩获该校医学博士学位。格曼林教授发现维勒在化学实验方面具有卓越的才能,因此,在维勒毕业之前劝他放弃医学而专门从事化学研究,并到贝采里乌斯那里去留学。

为了自己更深入的研究化学,维勒专门写信给瑞典化学大师贝采里乌斯,请求能够在他的实验室内工作。使这个年轻人兴奋的是他得到了贝采里乌斯的允许。维勒来到斯德哥尔摩,贝采里乌斯指定他作沸石的定量分析,这是一项难度极大的分析工作。这位导师手把手地指导他的学生做实验,每当维勒操作得过快时,贝采里乌斯就对他说:“快是快,但工作可不大好!”维勒虽然只在斯德哥尔摩做了一年的研究工作,但是老师的教导却对他的终身事业发生了很大的影响。

1825年,维勒回到了德国,在柏林工业学院讲授化学。过了两年,他就作出了一个重要的贡献,就是制出了金属铝。在维勒之前,丹麦化学家和矿物学家厄斯泰德将氯气通过红热的木炭和铝土(氧化铝)的混合物,制得了氯化铝,然后让钾汞齐与氯化铝作用,就得到了铝汞齐。将铝汞齐中的汞在隔绝空气的情况下蒸掉,就得到了一种金属。现在看来,厄斯泰德所得到的金属只不过是一种不纯的金属铝。

厄斯泰德是维勒的朋友,他把制备金属铝的实验过程和结果告诉了后者。于是,维勒开始重复厄斯泰德的实验,发现钾汞齐与氯化铝发生反应以后,能形成一种灰色的熔渣,当将熔渣中所含的汞蒸去以后,得到了一种与铁的颜色一样的金属块。把这种金属块加热时,它还能产生钾燃烧时生成的烟雾。维勒写信给他的老师贝采里乌斯,告知已重复了厄斯泰德的实验,但制不出金属铝,并提出这不是一种制备金属铝的好方法。

维勒只好从头做起,设计自己的方法,他将热的碳酸钾溶液与沸腾的明矾溶液作用,将所得到的氢氧化铝经过洗涤和干燥以后,与木炭粉、糖,油等混合,并调成糊状,然后放在密闭的坩埚中加热,得到了氧化铝和木炭的烧结物。将这种烧结物加热到红热的程度,通入干燥的氯气,就得到了无水氯化铝。维勒将少量金属钾放在铂坩埚中,然后在它的上面覆盖一层过量的无水氯化铝,并用坩埚盖将反应物盖住。当坩埚加热以后,很快就达到了白热的程度,他认为反应已经完成,等坩埚冷却之后,他把坩埚投入水中,发现坩埚中的混合物并不与水发生反应,水溶液也不显碱性,可见坩埚中的反应物之一——金属钾已经完全作用完了。剩下的混合物乃是一种灰色粉末,它就是金属铝。维勒所制得的金属铝虽然很少,但是却是一个重大的创造。此外他还用相同的方法制得了金属铍。

由于维勒可以称为最初分离出金属铝的化学家,所以在美国威斯汀豪斯实验室工作的埃尔赛曾经铸了一个铝制的维勒挂像。

事隔一年之后,维勒又于1828年作出了他生平最大的贡献,他用氰酸铵合成了尿素,第一次冲击了当时在有机化学界流行很广的“生命力论”。维勒的研究动摇了“生命力论”的理论基础,被认为是有机化学发展的里程碑之一。

18世纪末到19世纪初,在有机化学和生物学领域内流传着一种“生命力论”,这种理论认为,动植物有机体内存在着一种生命力,只有依靠这种生命力,有机化学家才能制造出有机化合物,即有机物质只能在动植物的有机体内产生。在化学实验室里,化学家只能合成无机化合物,但决不能合成出有机化合物,特别是不能从无机物质合成有机物质,“生命力论”的拥护者认为这是一条不可逾越的界线。

维勒的二位老师格曼林和贝采里乌斯也都是生命力论的信奉者,他们都认为能够人工制备的只有无机物而不包括有机物,尽管一种有机化合物可以转变为另外一种有机化合物,但是没有一种有机化合物能够以人工的方法用组成它的元素制得。例如,糖是广泛存在于植物界的一种有机化合物,有机化学家可以通过发酵的方法把糖转变成乙醇,乙醇又能转变成醋酸和其他有机化合物,但是,它们之中的任何一个都不能用人工合成的方法从组成它们的元素制备出来。

维勒利用自己的实验结果,以无可辩驳的事实证明了有机化合物尿素可以从无机化合物氰酸铵制得,而“生命力论”的拥护者从来就认为尿素纯粹是动物的产物,是在“生命力”控制下产生出来的。维勒的研究成果恰恰打中了“生命力论”的要害。

1828年维勒总结了各种人工合成尿素的方法,发表了论文《论尿素的人工合成》,文章介绍了合成方法。第一种方法是利用氯化铵溶液处理氰酸银并进行加热,可以得到一种白色的结晶物质,维勒以为这种结晶是氰酸铵,但是它又不显示氰酸铵所具有的性质;第二种方法是用氨水处理氰酸铅,在分离掉氢氧化铅沉淀以后,也能获得一种白色结晶物质,其性质与用第一种方法制得的结晶相同。

这种白色结晶物质到底是什么呢?经过仔细的研究,维勒发现这种结晶具有有机化合物的性质,一开始,他认为这是一种生物碱,但是它又没有生物碱的典型反应,而是与普罗斯和普劳特所描述的尿素的性质一样。于是,维勒将自己合成的白色结晶物质与从尿中提炼出来的尿素相比较,结果发现它们是同一种物质。

1828年2月22日维勒写信给他的老师贝采里乌斯:“我告诉您,我已经能够制造出尿素,而且是不求助于动物(无论是人,或是犬)的肾。也许您还记得,我和您在一起工作时完成的那些实验,当我尝试将氰酸与氨发生反应时,产生了一种白色结晶状物质,它既不像氰酸铵,也不具有氰酸铵的性质。当这种晶体用酸处理时,不会产生氢氰酸,它与碱作用时,也未发现氨的痕迹。”

用化学反应式来表述维勒当年合成尿素的反应,可以归结为以下几个反应式,氯化铵与氰酸银的反应为:

NH4Cl+AgCNOAgCl+NH4CNONH4CNO→CO(NH2)2

氨水与氰酸铅的反应为:

2NH3·H2O+Pb(CNO)2→Pb(OH)2+2NH4CNONH4CNO→CO(NH2)2

尿素的人工合成虽然开始动摇了“生命力论”的基础,但是还是有不少的化学家提出,氰酸和氨的本身虽然都是无机化合物,但是它们却都是从有机化合物合成或提取出来的。因此,从这个意义上来说,尿素的人工合成仍然没有能够完全摆脱动植物有机体即“生命力”的范畴,甚至连维勒本人也接受了这种观点。他说:“尿素的人工合成,可否认为是从无机化合物制备有机化合物的一个范例呢?值得注意的是,为了制得氰酸和氨,我们首先必须要有一种有机化合物。所以,哲学家们会说,碳是由有机化合物制得的,无论如何,由活性炭制成的氰的化合物总还保留有机化合物的某些痕迹。”

一直到了1845年,德国化学家柯尔柏利用木炭、硫黄、氯和水为原料,合成了醋酸这个典型的有机化合物:C+2S→CS2 C2Cl4+Cl2+2H2O→CCl3COOH+3HClCCl3COOH+3H2→CH3COOH+3HCl随后,人们又合成了葡萄酸、柠檬酸等一系列有机酸,进而还合成了属于油脂类和糖类的物质,从而彻底解决了由无机元素合成有机化合物的问题,使“生命力论”遭到彻底的破产。

维勒不但从氰酸铵人工合成了尿素,他还分析了氰酸银的组成,其中含氧化银77.23%;含氰酸22.77%。这一分析结果竟然与李比希对雷酸银组成的分析结果相当地吻合,后者的结果是雷酸银中含氧化银77.53%;含氰酸22.47%。但是氰酸银和雷酸银确实是两种性质不同的化合物,这种现象使维勒和李比希迷惑不解,甚至认为二人之中总有一个人的分析结果是错误的。最后,还是化学大师贝采里乌斯解决了这个问题,他提出了同分异构的概念,认为氰酸银(AgCNO)和雷酸银(AgONC)确实是两种化合物,它们的性质虽然不同(实际上是结构不同),分子量和组成却是相同的,他把这种现象叫做同分异构现象,组成相同但性质不同的化合物称为同分异构体。

维勒制得的氰酸铵和尿素也是证明贝采里乌斯关于同分异构现象的实验依据,这两种化合物的分子式分别为NH4CNO和CO(NH2)2,一种是无机化合物;另一种是有机化合物,它们之所以不同是在于二者的结构不同。

1832年维勒和李比希共同研究了苦杏仁油,发现了安息香酸基,从而发展了有机化合物的基团理论。共同的研究使维勒与李比希之间结成了永恒的友谊,在化学史上,他们二人的名字常常是联系在一起的。E.Von迈耶尔曾经说过:“维勒和李比希的友谊在他们的工作中表现得特别突出,他们共同研究,彼此互相鼓励,同时又各自奋发图强……有机化学之所以达到今日的水平,完全是李比希奠定的基础,是由于有了李比希和维勒合作研究的那些首创的工作,这些话一点也没有过誉……李比希比维勒年长三岁,1871年,当李比希68岁时,他写信给维勒:‘哪怕我们都死了,我们的躯体都已化为尘埃,联系我们生命之间的关系将永远常存于人世,我们两人在同一个园地里努力工作,没有嫉妒,没有不快的感觉,永远继续着最友爱的热情,这是十分难得的’。”

1836年维勒被聘为格丁根大学的化学教授,在他的晚年,不但从事教学,而且还是保持着一位实验化学家的本色,一直没有离开他的实验室和研究工作。他制出了碳化钙,研究硅的化学,发现了氢醌。他也是一位很好的教师,给他的学生以很大的自由,让学生选择自己的研究课题,并用学生自己的姓名发表论文。

维勒病故于1882年10月9日,享年82岁。按照他的遗嘱,他的墓上不设立铜制的或大理石制的纪念碑,只在上面放置了一块石头,上面刻着他的姓名——弗里德里希·维勒。

同类推荐
  • 中国最新校园德育建设丛书-爱国主义教育基地选编

    中国最新校园德育建设丛书-爱国主义教育基地选编

    德育的短效,已成为社会、家庭、学校、教师极为关注的热点。如何提高德育效能,是每个教育工作者必须认真研究的问题。建构主义认为,人的认识来源于主体客体之间的相互作用。它是一个主体主动的、不断深化的建构过程。学生的道德养成同样也是由学习者根据自己的经验背景不断建构的过程。学校德育应紧紧把握这一特点,构筑德育的网络体系,全方位、多角度地对学生进行持续教化。
  • 高中英语作文模仿秀

    高中英语作文模仿秀

    本书集纳了若干中学生英语作文的日常习作,按文章体裁分为日记、书信、记叙文、描写文、说明文和议论文几个部分,并在每篇习作后附点评,在每部分后另附相应体裁文章的写作指导,以期对中学生的英语写作提供鼓励和帮助。
  • 中学生读简媜

    中学生读简媜

    简媜以散文知名,其文字曾经入选海内外多种文学选本,获得过台湾岛内三大散文奖。简媜的散文颇具古典文学的素养及传统浪漫的情怀。本书精选简媜散文名篇,大部分作品被收入中学生语文考试篇目。集实用性和欣赏性于一体。
  • 带着梦想去成功

    带着梦想去成功

    本书收录了启迪中学生智慧的哲理美文,是引入深思的品格故事典范。其中每一篇故事都会贴近生活的写照,每一篇故事都会拓宽你的文化视野,每一篇故事都会激发你的心灵,每一篇故事都会是一对翅膀,使你勇敢飞翔!从这些故事中你会找到一一成长和成才的启发,也会给你最深刻的认识,慟尔终身受益!这里,有优美而浪漫,让人馨香绕怀久久不忘的心灵独白;这里,有启迪青春、点缀人生、畅想未来的人生感悟;这里,有最具有代表性的或伤感或甜蜜或浪漫或纯情的情感故事;这里,有诗一样的文字,格言一样的论说……
  • 打开心灵之门

    打开心灵之门

    生命走到青春时节、也就是到了最灿烂的花季。这是一个如梦如幻的季节,一个渴望自由的季节,也是一个逐步走向成熟的季节。
热门推荐
  • 生化AMSW一生存之道

    生化AMSW一生存之道

    当一个吃人的怪物出现,并且犹如感冒一般可以大规模感染人类,你会怎样生存,你还会相信这个世界吗?
  • 清穿之侧妃也威武

    清穿之侧妃也威武

    南一,一名现代女保镖,一次任务失败,回到三百年前的大清王朝,彼时,她身为大清皇四子的侧室,却意外与皇八子皇九子结缘。她不甘一生困于后宅,屡次逃离,却一一宣告失败。一次次交锋,一次次不舍,最终牵绊住她的心的,是他,亦或者是他们。嫡福晋那拉氏:一个个都是妖精,慢慢收拾。侧福晋李氏:我儿子最多,我地位稳,就算侧室我怕谁。侧福晋年氏:佟依兰,你一辈子也别想争过我,他永远最宠我。南一:我要闯荡江湖,我行侠仗义。。。什么,不行,那我要隐退江湖,隐居山林总行吧。胤禛:别瞎蹦跶了,你只能老实在后院待着。(雷点多,慎λ)
  • 快穿语儿太悲催

    快穿语儿太悲催

    她是卑微的奴,他是高高在上的六陛下,她与他初见,他要她帮助他争夺皇位,她同意了,皇位怎是这么容易得到,他安排她来大皇子身边,大皇子,是被百姓拥护,又心地善良,常年为百姓招想这样一个人是表里如一的人吗,还是阴险小人,……皇位争夺,各位皇子如何明争暗斗,她又该好何应对……[作者插话]女主是一个被系统绑定的人,完成任务而生存。这只是其中一个世界故事六皇子:燕国人,是女主要拯救对象,大皇子身份不详,需女主自已探索女主(肖语):呼叫统儿,这世界太难!我要换个世界玩。统子:宿主!你只有3条命,当宿主你任务失败,我和你…肖语…(小统子,等着)
  • 天纵妖娆

    天纵妖娆

    “若有来世,若有来世,绯夜我一定选择你........”她,紫曦,至高无上的神女,因为心爱之人的背叛,魂飞魄散。却不想处处刁难与她的魔帝,以他的生命为代价强行催动禁术聚了她三魂七魄。千万年后,紫曦苏醒,前尘往事,忘记干净。再度相遇,他是至高神,俯瞰天下众生,而她是卑微的牡丹花妖精。她说:“尊上能收我为徒吗?我想修炼起死回生的法术?”他温文尔雅的说道:“那就修仙吧!”命运和她开了一个玩笑,来世她依旧倾慕那个淡薄如风的男子,却一如既往的遍体鳞伤。“呵呵!紫陌?师傅?你的眼中,从来只有天下苍生,从未有过我的位置......”
  • 未曾拥有的凌晨时分

    未曾拥有的凌晨时分

    那声你叫什么名字,温柔的唤醒了身在黑暗的我,那放在脸颊的手,温暖了身在寒冬的我。22岁那年我们不顾一切,此后的余生便都是他/她
  • 试炼石门

    试炼石门

    世界各地出现了一种特殊石门,石门抓取了周围存在的任何活物,然后扔进门中,那里是一片特殊的地方,一开始是试炼之地,淘汰不合格之人。石门第二次开启将会模拟场景,电影、小说、动画石门都能模拟,被石门抓取的幸运儿将会经历一场又一场的试炼,并获得积分。积分能够兑换武器,血统,天赋等等等等,无论是虚幻的还是真实的,积分都能够兑换。王野就是被抓取幸运儿,在完成第一场初始试炼之后,他发现自己获得的积分是别人的两倍,这意味着每经过一场试炼,他获得的资源将是别人的两倍,这让他拥有了在试炼世界活下去,甚至是保护别人的本钱。
  • 上古世纪之巅峰战斗

    上古世纪之巅峰战斗

    一个小小的宅男,在下雨天吃着方便面玩着电脑,结果面不小心打翻,然后就.....
  • 我真的只想做个二师兄

    我真的只想做个二师兄

    陆浩穿越了,成为了方寸山的……二师兄。虽然这个头衔听起来有些怪怪的,但是陆浩本人却很中意:穿越嘛,猥琐发育才是王道,能当混子为什么要c?可是为什么突然之间,平日对自己爱答不理的师弟师妹们对自己毕恭毕敬起来;众师尊也一改往日严苛,对自己嘘寒问暖,视如己出。师妹,我待你如妹真情实意,从未生过其他想法,你可千万自重啊!师兄,你你……你为何对我行如此大礼?什么?!要做我的师弟?怎能如此乱了辈分呐!为什么?我究竟做错了哪一步,竟落得如此下场?!陆浩仰天长叹。我真的只想做个二师兄啊!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 恰巧娜阳年华

    恰巧娜阳年华

    “如果一切重新开始……”林琳搅拌着咖啡,答非所问的随意说道。如果一切重新开始,我和花娜之间的结局也会是这样的吧……因为我们恰巧在那样的年华里相识相知相爱!在那样的年华里,她有她的期盼,而我有我的梦想!她固执己见,而我犹豫不决!没有人来提醒我们应该妥协,如何妥协……本小说讲叙的是一个屌丝程序员逆袭为富一代的过程中的爱情与事业,所以会有些关于程序方面的专业术语,大家不要太在意,只要当它是个名词就行。PS:本文第一人称,是透过男主视角看女主的。