Вернер, Альфред: биография

Первая публикация Вернера появилась в 1890 году в соавторстве с Ганчем и называлась «О пространственном расположении атомов в азотсодержащих молекулах». Эта работа была теоретической частью его докторской диссертации.

В работе над диссертацией Вернер впервые высказал идею, что «три валентности атома азота в некоторых соединениях направлены к углам тетраэдра, четвертый угол которого занимает сам атом азота». После защиты диссертации, продолжая работы по органической химии, предложил теорию стереоизомерии соединений, содержащих двойную связь C=N, объяснявшую существование двух изомерных монооксимов.

Позже Ганч признавал, что Вернер первым сформулировал основные представления о стереохимии соединений азота.

Координационная теория

Началом работы Вернера над координационной теорией была теоретическая часть его исследования производных бензгидроксамовой кислоты, которая носила название «К теории сродства и валентности» (1891). Здесь Вернер сформулировал оригинальные идеи о химическом сродстве, полагая, что «сродство есть сила притяжения, действующая из центра атома равномерно ко всем частям его шарообразной поверхности». Кстати, атомы «для простоты» принимались шарообразными. При образовании химической связи атом расходует часть своего сродства, которая соответствует некоторому участку на его поверхности.

В 1893 году в немецком «Журнале неорганической химии» появилась статья на 63 страницах «Строение неорганических соединений», в которой Вернер изложил основные положения своей координационной теории, которые можно суммировать следующим образом:

• Введены понятия комплексообразователя (центрального атома) и окружающих его лигандов;
• Описано понятие координационного числа, которое определяется пространственными соотношениями между центральным атомом, и координационной ёмкости лигандов;
• Расшифрована природа связей центрального атома с лигандами внутренней и внешней сферы (неионогенная и ионогенная);
• На основании этого разработан вопрос о реакционной способности атомов и групп, находящихся во внешней сфере;
• Дана рациональная классификация огромного количества комплексных соединений;
• Предложена теория пространственного строения комплексов;
• Позже введены понятия первичной и вторичной валентности и описано различие между ними.

В значительной степени Вернеру помогла теория электролитической диссоциации Аррениуса, с помощью которой удалось объяснить подвижность и реакционноспособность лигандов внешней сферы и стабильность лигандов внутренней. Также Вернер активно пользовался стереохимическим учением Я. Х. Вант-Гоффа и Ж. А. Ле Беля.

Сотрудникам лаборатории Вернера удалось за достаточно короткий срок экспериментально обосновать различные аспекты комплексной теории. К 1911 году лабораторией Вернера осуществлен направленный синтез более чем 40 новых оптически активных координационных соединений. Вернер проделал огромную работу по изучению комплексов с координационными числами центральных атомов 4 и 6, по оптической изомерии одно- и многоядерных комплексов.

В 1905 году в Германии была издана книга «Новые воззрения в области неорганической химии», в которой Вернер систематизировал все свои работы по координационной теории.

Координационная теория Вернера принадлежит к числу глубоких научных обобщений, её основные постулаты выдержали проверку временем. Представления Вернера получили широкое приложение в различных областях химии.

Теория кислот и оснований

В 1907 году в ходе исследования кислотно-основных равновесий комплексных соединений на основании экспериментальной базы Вернер сформулировал свою теорию кислот. По его представлениям, свойствами кислот обладают две группы веществ. Первая группа — «аквакислоты», которые в водном растворе отщепляют катион водорода. Вторая — «ангидрокислоты», не содержащие водорода, но способные в водном растворе гидратироваться и превращаться в аквакислоты. Механизм гидратации следующий: ангидроксокислоты присоединяют из водной среды гидроксильные анионы, и в растворе накапливаются катионы водорода до некоторой предельной концентрации. Основаниями же, по Вернеру, являются такие вещества, которые способны присоединять катионы водорода.