Эдуард Франкланд

Эдуард Франкланд (18 января 1825, Черчтаун, Ланкашир — 9 августа 1899, Норвегия) — английский химик-органик и минералог, один из основоположников теории валентности и металлоорганической химии. Член Лондонского королевского общества (1853), иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук (1876). Ввёл в научный обиход понятие «валентность» и разработал методы синтеза цинкорганических соединений, ставших важным инструментом органического синтеза.

Биография

Ранние годы и образование

Эдуард Франкланд родился в семье торговца хлопком. После смерти отца в 1834 году воспитывался у родственников. В 1840 году поступил учеником к аптекарю в Ланкастере, где начал самостоятельно изучать химию. В 1845 году переехал в Лондон и стал ассистентом в лаборатории Королевского химического колледжа под руководством Августа Вильгельма фон Гофмана. В 1847 году получил степень доктора философии в Марбургском университете, защитив диссертацию по изоляции радикалов, содержащих азот. В 1848–1849 годах работал в лаборатории Юстуса фон Либиха в Гиссене.

Академическая карьера

В 1850 году Франкланд вернулся в Англию и стал профессором химии в Оуэнс-колледже (Манчестер). В 1857 году перешёл в больницу Святого Варфоломея в Лондоне, а в 1863 году — в Королевский химический колледж. В 1865–1885 годах занимал должность профессора химии в Королевском горном училище (Лондон). В 1885 году вышел в отставку, но продолжал научные исследования. Скончался в 1899 году во время отпуска в Норвегии.

Научные достижения

Теория валентности

В 1852 году Франкланд опубликовал работу «О новом ряде органических тел, содержащих металлы», в которой сформулировал идею о «соединительной силе» атомов. На основе анализа состава металлоорганических соединений (цинк-, олово-, ртутьорганических) он пришёл к выводу, что каждый атом обладает строго определённой способностью присоединять определённое число атомов других элементов. Например, азот может связывать три, а фосфор — пять атомов водорода. Это понятие впоследствии получило название «валентность». Франкланд ввёл термин «атомность» (atomicity), который позже, в 1860-х годах, был заменён термином «валентность» (от лат. valentia — сила). Теория Франкланда стала фундаментом для развития структурной химии, позволив систематизировать огромное количество эмпирических данных.

Металлоорганическая химия

Франкланд считается пионером в области металлоорганических соединений — веществ, содержащих прямую связь между атомом углерода и металлом. В 1849 году совместно с Германом Кольбе он получил цинкорганические соединения (диэтилцинк и диметилцинк), разработав метод их синтеза из алкилйодидов и цинка. Эти соединения оказались чрезвычайно реакционноспособными: они самовоспламенялись на воздухе и бурно реагировали с водой. Франкланд использовал их для синтеза углеводородов, кислот и спиртов, что открыло новые пути в органическом синтезе. В 1852 году он выделил первый металлоорганический радикал — этилстаннан (C₂H₅)₃Sn.

Другие исследования

• Минералогия: Франкланд изучал состав минералов и метеоритов. В 1868 году совместно с Дж. Норманом Локьером открыл в спектре солнечной короны новый элемент — гелий (одновременно с Пьером Жансеном). В 1877 году описал минерал франклинит (названный в его честь), содержащий цинк, марганец и железо.
• Органическая химия: Разработал методы синтеза жирных кислот (например, масляной кислоты) из цинкорганических соединений и углекислого газа. В 1853 году совместно с Кольбе синтезировал уксусную кислоту из неорганических веществ (сероуглерода и хлора), что подтвердило принцип единства органической и неорганической химии.
• Аналитическая химия: Усовершенствовал методы анализа газов и определения углерода в органических соединениях.

Влияние на науку

Работы Франкланда оказали решающее влияние на становление органической химии как точной науки. Его теория валентности позволила химикам перейти от эмпирического накопления фактов к систематическому предсказанию состава и свойств соединений. Идеи Франкланда были развиты Фридрихом Августом Кекуле, который в 1858 году применил их к углероду и сформулировал теорию химического строения, и Александром Михайловичем Бутлеровым, создавшим теорию строения органических соединений. Металлоорганические соединения, открытые Франкландом, стали основой для синтеза Гриньяра (реактивы Гриньяра, 1900) и Циглера — Натты (катализаторы полимеризации, 1950-е).

Основные труды

• «On a New Series of Organic Bodies Containing Metals» (1852) — статья, заложившая основы теории валентности.
• «Experimental Researches in Pure, Applied, and Physical Chemistry» (1877) — сборник работ, включающий исследования по металлоорганической химии, минералогии и спектроскопии.
• «Inorganic Chemistry» (совместно с Ф. Дж. Джипсоном, 1870) — учебник, выдержавший несколько изданий.

Признание

• Член Лондонского королевского общества (1853).
• Королевская медаль Лондонского королевского общества (1857) — за исследования по органической химии.
• Иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук (1876).
• Иностранный член Американской академии искусств и наук (1878).
• В честь учёного названы минерал франклинит, кратер на Луне и химическая лаборатория в Манчестерском университете.

Интересные факты

• Франкланд был одним из первых химиков, кто использовал систематическую номенклатуру органических соединений, предложив названия «метил», «этил», «пропил» для радикалов.
• В 1868 году он совместно с Локьером обнаружил спектральную линию гелия в солнечной короне, но не смог выделить этот элемент в земных условиях. Честь открытия гелия на Земле принадлежит Уильяму Рамзаю (1895).
• Франкланд активно занимался популяризацией науки: читал публичные лекции, писал статьи для журналов и участвовал в работе Королевского института.
• Его сын, Эдуард Франкланд-младший (1862–1944), также стал химиком, специалистом по бактериологии и ферментации.

Источники

• Partington J. R. A History of Chemistry. — Vol. 4. — London: Macmillan, 1964.
• Russell C. A. Edward Frankland: Chemistry, Controversy and Conspiracy in Victorian England. — Cambridge: Cambridge University Press, 1996.
• Джуа М. История химии. — М.: Мир, 1975.
• Биографический словарь деятелей естествознания и техники. — М.: Большая советская энциклопедия, 1958.
• Соловьёв Ю. И. История химии: Развитие основных направлений современной химии. — М.: Просвещение, 1984.