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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(1190)

  但经过推论,布特列洛夫的假说本身有着很大的矛盾,正如布朗所指出 的那样,草酸、醋酸等也可以从NC-CN中衍生出来;那么按布特列洛夫的说 法,NC—CN中含有两个伯价,则草酸、醋酸就应如此,这岂不是与他自己所 说的醋酸中含伯—仲价相互矛盾了吗?所以,布特列洛夫的假说没能站住 脚。

  1863年艾伦迈又提出另一种假说:碳的四个价彼此都不相同,有a、b、 c、d四种价;而碳化合价的不同是因为各价受不同的“力”的影响;他以下 列化学结构方式来解释二甲基与氢化乙基的异构现象(式中C=4c):

  在艾伦迈看来,二甲基中的两个碳原子各以2个d价相联;氢化乙基中 的两个碳原子则以1个a价和1个d价相联。从实质上分析,艾伦迈的这种 假说不过是布特列洛夫翻版,也无法解决实际问题。

  此时的肖莱马,还只是欧文斯学院化学实验室里的一名普通的实验助 手。但是面对有机化学理论的这种混乱的局面,他并没有被化学权威们的理 论所吓倒,并开始向那些似是而非的假说进行了挑战。他一分为二地对待了 前人的见解,此时他已经对煤焦油与石油馏份中的醇基氧化物进行过研究, 对醇基氧化物和醇基的物理、化学性质都了然于胸,所以他提出了与前人截 然不同的见解。

  如前所述,在肖莱马以前,关于脂肪烃的异构物被化学家们按其形成过 程而分为并列的两大族异构的系列:醇基与醇基氢化物。根据阿佛加德罗定 律,它们的通用分子为CH 。但化学家所注意的,只是醇基与醇基氢化物

  n2n+2 之间在物理性质上的差异;对于两者的化学性质,却很少有人研究过。这无 疑是本末倒置,因为从根本上反映物质性状的,是物质的化学性质。肖莱马 认识到了这一点。他认为判断两种有机物的异同,不应只着眼于它们的物理 性质,因为有时样品不纯会直接影响所测物理性质的准确性;他主张应着眼 于它们的化学性质,两种有机物在同一试剂,同一条件作用后是否得出同一 产物,才是最终判断两者是否相同的准则。因此,肖莱马对CH 系列烷

  n2n+2 烃的化学性质第一个作了详细的系统研究。

  肖莱马首先以CH 系列的较高级成员为研究对象。在考察了直链烷烃

  n2n+2 中被化学家们当成互为异构的乙基-戊基(CH-CH)与氢化庚基(CH·H)

  25 511          75 以及二戊基(CH-CH)与氢化癸基(CH ·H)这两对氢化物和基的化

  511511           1021 学反应及其衍生物特征,发现经过氯处理后,氢化庚基与乙基-戊基都得出同 样的氯化庚基;而氢化癸基与二戊基都得出同样的氯化癸基。再以硫氢化钾

  (KSH)处理氢化庚基与乙基-戊基后,二者都得出同一产物:CHSH它表现

  715 出硫醇的全部性质,具有同样的沸点。

  经过反复实验后,肖莱马得到了同样的实验结果。于是他在论文中写道:

  “从这项研究的上述结果中,我大胆地作出结论说,在氢化物与基之间,至 少在这个系列的较高级成员间,不存在化学上的区别”。同时他指出,至于 两者在沸点上的差异,是由于分离技术所面临的暂时困难所造成的。

  肖莱马在作出上述结论后,接着指出:“如果以上的这些观点是正确的, 那有些重要问题就急需研究了。正如我已说过的,曾有人认为甲基与氢化乙 基有不同的化学性状。那么CH以及CH之间化合物的性状又是如何的呢?

  26    716 只是这个系列的两个最低级的异构物得出的不同衍生物,还是另一些成员也 表现出一种类似的异点,而哪一些成员没有这种区别,或者是否只是系列中 的高级成员的这种区别开始逐渐变小呢?”

  为了解释这些不清楚的问题,肖莱马又开始专心致力于研究二甲基与氢 化乙基的化学性质了。在1864年,他发表了《氯对甲基的作用》与《论甲基 与氢化乙基的同一性》这两篇具有历史意义的论文。他精心地制备了纯度很 高的试剂,严格地重复了以前弗兰克兰与柯贝尔所进行的氯对二甲基和氢化 乙基的作用的实验,仔细地观察了实验中遇到的所有现象并予以详细的记 录,又对实验产物进行了精密的分析,但却得出了与前两个人不同的结果。 而高纯度的试剂、熟练的实验技巧、严格的实验步骤,证明了肖莱马所得结 论的正确性。用肖莱马自己的话来说,他得出了“既是出人意料的,又是决 定性的研究成果”。通过实验,他证明先前弗兰克兰与柯贝尔等人确认下来 的所谓甲基(或二甲基)的氯化产物与氢化乙基的氯化产物,成分都同样主 要是氯乙烷 (CHCI),一种沸点为11℃的无色液体;此外,还含有少量的

  25 沸点为64℃的二氯乙烷(CHCl)。

  24 2

  得到了正确的实验结果后,肖莱马充满信心地在论文中得出结论说:“从 这些实验中显而易见,就CH 系列烃的较高级成员而言,在氢化物与基

  n2n+2 之间我先前证明的它们没有化学上的区别的理论,就是对这个族的低级异构 物而言,也是有效。至于说到二甲基与氢化乙基在物理性质 (如溶度)上的

  ‘差异’,则可用所取原料之不纯来解释。如果用纯品,则他们将表现有严 格的一致性。”


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