В в марковников

Содержание

Правило Марковникова

При протекании любой реакции, необходимо, чтобы разорвались старые связи между атомами и образовались новые. По типу разрыва химической связи в исходной молекуле различают гомолитические и гетеролитические реакции.

Гомолитическими называются реакции, при которых в результате разрыва связей образуются частицы, имеющие неспаренный электрон — свободные радикалы:

А : В →А• + •В

Гетеролитическими называют реакции, протекающие через образование ионных частиц — катионов и анионов:

А : В → А+ + :В—

Положительный ион в реакциях будет стремиться присоединить к себе электрон, т. е. будет вести себя как электрофильная частица. Отрицательный ион – так называемая, нуклеофильная частица будет атаковать центры с избыточными положительными зарядами.

Как определить по какому типу будет протекать разрыв?

1) Чем полярнее связь (чем больше разность ЭО атомов А и В), тем больше вероятность гетеролитического разрыва. Менее ЭО атом будет иметь +заряд – электрофильная частица, более электроотрицательный — отриц заряд – нуклеофильная частица.

2) Условия проведения реакции. Температура, свет способствует гомолитическому разрыву, образованию радикалов. А проведение реакций в полярном растворителе (вода) – способствует гетеролитическому разрыву. Наличие специальных катализаторов (кислот Льюиса), поляризующих химические связи, также обеспечивает гетеролитический разрыв.

Механизм электрофильного присоединения

Реакция гидрогалогенирования алкенов идет по механизму электрофильного присоединения с гетеролитическим разрывом связей.

Электрофилом в данном случае является протон Н+ в составе молекулы галогеноводорода HX (X — галоген). К одному атому углерода присоединяется водород, к другому – хлор. В случае этилена нет разницы к какому атому присоединится водород, а к какому – хлор. А в случае пропена и других несимметричных УВ это имеет большое значение – т.к. получаются разные вещества.

Направление реакции присоединения галогеноводородов к алкенам несимметричного строения (например, к пропилену CH2=CH–СН3) определяется правилом Марковникова:

В реакциях присоединения полярных молекул типа НХ к несимметричным алкенам водород присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода при двойной связи (т.е. атому углерода, связанному с наибольшим числом атомов водорода).

Так, в реакции HCl c пропиленом из двух возможных структурных изомеров 1-хлорпропана и 2-хлорпропана, образуется последний.

Правило Марковникова можно объяснить другим способом – с точки зрения смещения электронной плотности в молекуле или электронных эффектов. Алкильные группы обладают так называемым положительным индуктивным электронным эффектом (+I-эффектом).

Индуктивный эффект — смещение электронной плотности по цепи σ-связей, которое обусловлено различиями в электроотрицательностях атомов.

Например, в молекуле пропилена СН3–СН=СН2 метильная группа СН3 за счет суммирования небольшой полярности трех С–Н связей является донором электронов и проявляет +I-эффект по отношению к соседним атомам углерода. Это вызывает смещение подвижных p -электронов двойной связи в сторону более гидрогенизированного атома углерода (в группе СН2) и появлению на нем частичного отрицательного заряда. На менее гидрогенизированном атоме углерода (в группе СН) возникает частичный положительный заряд.

Поэтому присоединение электрофильной частицы Н+ происходит к более гидрогенизированному углеродному атому, а электроотрицательная группа Х присоединяется к менее гидрогенизированному атому углерода. По этому катион водорода H+ присоединяется к первому атому углерода, Сl— — ко второму, т.е к противоположным зарядам.

Присоединение против правила Марковникова

отмечается в случаях, когда заместитель при двойной связи оттягивает электронную плотность на себя, т.е. проявляет электроноакцепторные свойства (–I и/или –М-эффект).

Например, в реакции трихлорпропена Сl3C-CH=CH2 с HХ водород присоединяется к менее гидрогенизированному атому углерода, а Х – к более гидрогенизированному. Это обусловлено тем, что группа СCl3 проявляет отрицательный индуктивный эффект и электронная плотность пи-связи С=С смещена к менее гидрогенизированному атому углерода.

Сперва ответим на вопрос, почему алкены вступают в реакцию с электрофильными реагентами. Способность алкенов вступать в реакцию с электрофильными реагентами обусловлена повышенной электронной плотностью в области двойной связи (облако π-электронов над и под плоскостью молекулы).

Электрофильное присоединение протекает в несколько стадий.

I стадия: образование π-комплекса. π-Электронное облако двойной связи С=С взаимодействует с электрофилом (катион водорода).

II стадия (лимитирующая): образование карбокатиона.
Электрофил (Н+) присоединяется к одному из атомов углерода за счет электронной пары π-связи. На втором углеродном атоме, лишенном π-электронов, появляется положительный заряд.

III стадия: взаимодействие карбокатиона с анионом (например Cl-, образовавшемся при диссоциации HCl) которое приводит к продукту реакции.

Правило Марковникова по другому можно выразить так — присоединение электрофила происходит таким образом, чтобы образовался наиболее стабильный (устойчивый) каброкатион. Это и есть современная формулировка правила Марковникова: электрофильное присоединение к двойной связи идет через образование наиболее устойчивого карбокатиона.

Теперь давайте посмотрим, какие карбокатионы устойчивые и почему.

Устойчивость карбокатионов увеличивается в данном ряду слева направо.

Наиболее устойчивый — третичиный карбокатион, менее устойчивый вторичный, ещё менее устойчивый – первичный, и самый неустойчивый – метильный. Это связано с тем, что чем больше электронодонорных алкильных групп (СН3) тем в большей степени происходит гашение положительного заряда на атоме углерода, что приводит к уменьшению энергии этой частицы и увеличению её устойчивости. Реакция идет в основном по тому пути, который требует минимальных энергетических затрат. При гидрокалогенировании пропена возможно образование двух карбокатионов – первичного и вторичного, но преимущественно будет образовываться именно вторичный карбокатион, а не первичный. И преобладающим продуктом будет 2-хлорпропан.

Марковникова правило

Правило Марковникова В. В. Суть и примеры


Образование 31 марта 2014

В химических реакциях по месту разрушения двойной связи в алкенах и тройной в алкинах могут присоединяться различные частицы. Каким закономерностям подчиняется этот процесс? Исследовал поведение несимметричных гомологов этилена при гидрогалогенировании и гидратации русский ученый В. В. Марковников.

Он установил, что механизм протекания реакции зависит от того, с каким числом водорода связан углерод при двойной связи. Гипотеза, которую выдвинул ученый, подтвердилась после открытий в области строения атома. Правило Марковникова заложило основы создания научной теории, имеющей практическое применение.

Она позволяет более рационально организовать производство полимеров, смазочных масел, спиртов.

Русский ученый в своей деятельности много времени уделял изучению механизма присоединения несимметричных реагентов к непредельным углеводородам. В своей статье, изданной на немецком языке в 1870 году, В. В.

Марковников обратил внимание научного сообщества на избирательность взаимодействия галогеноводородов с атомами углерода, находящимися при двойной связи в несимметричных алкенах. Русский исследователь привел данные, которые он получил опытным путем в своей лаборатории.

Марковников писал, что галоген обязательно присоединяется к тому атому углерода, который содержит наименьшее количество атомов водорода. Большую популярность работы ученого приобрели в начале XX века. Предложенная им гипотеза механизма взаимодействия получила название «правило Марковникова».

Жизнь и деятельность ученого-органика

Владимир Васильевич Марковников появился на свет 25 (13 по ст. стилю) декабря 1837 года. Учился в университете Казани, позже преподавал в этом учебном заведении и в Московском университете.

Марковников изучал поведение ненасыщенных углеводородов при взаимодействии с галогеноводородами с 1864 года. Вплоть до 1899 года ученые других стран не придавали значения выводам русского химика.

Марковников, кроме правила, названого в его честь, совершил ряд других открытий:

  • получил циклобутандикарбоновую кислоту;
  • исследовал нефть Кавказа и открыл в ней органические вещества особого состава — нафтены;
  • установил разницу в температурах плавления соединений с разветвленными и прямолинейными цепочками;
  • доказал изомерию жирных кислот.

Труды ученого в значительной мере содействовали развитию отечественной химической науки и промышленности.

Суть гипотезы, выдвинутой Марковниковым

Ученый много лет посвятил изучению реакций присоединения реагентов к непредельным углеводородам с одной двойной связью (алкенам). Он заметил, что если в составе соединений присутствует водород, то он направляется к тому углеродному атому, который содержит больше частиц этого вида.

Анион присоединяется к соседнему углероду. Это и есть правило Марковникова, его суть. Ученый гениально предсказал поведение частиц, о строении которых в то время еще имелись не очень четкие представления.

В соответствии с правилом, к этиленовым углеводородам присоединяются сложные вещества, имеющие состав НХ, где Х:

  • галоген;
  • гидроксил;
  • кислотный остаток серной кислоты;
  • другие частицы.

Современное звучание правила Марковникова отличается от формулировок ученого: атом водорода из молекулы НХ, присоединяемой алкеном, направляется к тому углероду при двойной связи, который уже содержит больше водорода, а частица Х направляется к наименее гидрогенизированному атому.

Механизм присоединения электрофильных частиц

Рассмотрим виды химических превращений, в которых применяется правило Марковникова. Примеры:

  1. Реакция присоединения к пропену хлороводорода. В ходе взаимодействия между частицами происходит разрушение двойной связи. Анион хлора направляется к менее гидрогенизированному углероду, находившемуся при двойной связи. Водород взаимодействует с наиболее гидрогенизированным из этих атомов. Образуется 2-хлор пропан.
  2. В реакции присоединения молекулы воды гидроксил из ее состава подходит к менее гидрогенизированному углероду. Водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому при двойной связи.

Существуют исключения из предложенного Марковниковым правила в тех реакциях, где реагентами выступают алкены, у которых углерод при двойной связи уже имеет рядом электроотрицательную группу.

Она частично отбирает электронную плотность, к которой обычно притягивается положительно заряженный водород. Не соблюдается правило и в реакциях, идущих по радикальному, а не электрофильному механизму (эффект Хариша).

Эти исключения не умаляют достоинств правила, выведенного выдающимся русским химиком-органиком В. В. Марковниковым.

Правило марковникова

Органическая химия не обошлась без известного химика Марковникова – он внес в нее значительный и весомый вклад. Правило Марковникова изучается и по сей день. Его используют чтоб предсказать региоселективность реакции присоединения воды и притонных кислот к несимметричным алкинам и алкенам.

Биография ученого

Владимир Васильевич Марковников родился 25 декабря (по старому стилю 13) 1837 года. Получил образование в университете города Казань, после чего преподавал в нем.

Также делился знаниями со студентами в университетах Москвы и Одессы. Изучал химик поведение ненасыщенных химических соединений углерода и водорода при воздействии с галогеноводородами.

Помимо правила, которое было названо его именем, он произвел такие значительные открытия:

  • Изобрел циклобутандикарбоновую кислоту (CH2)3C(COOH)2.
  • На Кавказе изучил нефть и обнаружил в ней органические составляющие – нафтены (насыщенные алициклические углеводороды).
  • Доказал существование химических соединений в жирных кислотах.
  • Обнаружил разницу в температуре расплавления соединений с развилистыми и прямолинейными.

Ни одно высшее учебное заведение, изучая такой предмет, как химия, не обходит стороной взгляды Марковникова. Он внес огромную лепту в развитие отечественной химической промышленности, организовал лаборатории.

Общие сведения

В. В. Марковников много лет изучал химические свойства алкенов. Публикации на эту тему были произведены еще в 1870 году (на немецком языке). Само правило обрело огласку лишь в 1924 году, а популярность набрало в начале 20 века.

В различных источниках правило формулируют по-разному. Оригинал выглядит таким образом: когда с галогеноводородной кислотой присоединяется несимметричный алкен, галоген присоединяется к атому углерода, в котором содержится меньше атомов водорода, в таком случае к атому углерода, на который более влияют другие атомы углерода.

В 1875 правило было переформулировано самим химиком и стало предполагать обратную региоселективность присоединения при больших температурах.

Суть гипотезы, которую вывел Марковников

Гениальный русский ученый сумел предсказать действие частиц, о понятии которых представления были далеко не четкие.

Он обратил внимание на тот факт, что если в составе соединений имеет место водород, то он будет следовать к тому углеродному атому, в котором содержится больше элементов этого вида. Анион будет добавляться к близ находящемуся углероду.

Следуя этому правилу, напрашивается вывод, что к этиленовым углеводородам добавляются сложные вещества, которые имеют в составе НХ, где Х будет:

  • Химические элементы, составляющие VII групу таблицы Менделеева (галогены).
  • Неустойчивое химическое соединение водорода и кислорода (гидроксил).
  • Серная кислота, точнее ее кислотный остаток.
  • Иные частицы.

Примеры из правила

К примеру, учения Марковникова можно рассмотреть таким образом: CH3-CH=CH2 + HCl ==== CH3-CHCl-CH3, откуда вытекает, что получается присоединение к пропилену хлороводорода (быстро растворяемого газа) с образованием хлоропрен (2-хлор) пропана.

Соединение происходит не в произвольном порядке, а имеет определенное направление. В этой реакции разрывается двойная связь и хлор добавляется к атому углерода, который более гидрогенизирован. Таким же образом будет происходить и присоединение воды.

Механизм, по которому присоединяются электрофильные частицы:

  • Реакция добавления к пропилену хлороводорода. Во время взаимодействия между частицами осуществляется разрушение двойной связи. К минимально гидрогенизированному углероду стремится анион хлора, который находился при двойной связи. Водород станет взаимодействовать с самым гидрогенизированным атомом.
  • В реакции добавления Н2О (молекулы воды), гидроксил, который входит в ее состав, подойдет к минимально гидрогенизированному атому. Водород присоединяет к себе гидрированный атом при двойной связи.

Случаи, когда правило Марковникова не выполняется

Существуют реакции, протекание которых осуществляется против правила Марковникова:

  • Когда в реакцию входят соединения, имеющие атом углерода двойной связи, носящий сопряженную связь с электроотрицательной (умением атомов притянуть к себе другие атомы) группировкой, которая оттягивает на себя электронную плотность частями.
  • В химических реакциях с атакующими свободными радикалами (радикальным механизмом), например, когда бромоводород присоединяет к себе олефины. Такая реакция также идет против правила Марковникова.

Где применяется на практике

По правилу Марковникова образуются различные смеси, которые используются как в быту, так и на производстве:

  1. В составе горючего для бензинных двигателей внутреннего сгорания автомобилей (самолетов).
  2. В виде химического сырья.
  3. Для производства сажи, которая идет для получения топографической краски и изделий из резины (каучука).
  4. В виде топлива.
  5. Помогает организовать производство полимеров, масел для смазки и спирта.

Причины критики

За последние годы закономерность электрофильного присоединения к алкинам и алкенам все больше изучаются. Это дало возможность объяснить региоселективность реакций на основе их же механизмов. Таким образом, он отличается от правила Марковникова и выступает более удобным и универсальным.

Такие нововведения служат угрозой тому, что правило вовсе исключат с изданий. Предложения поступили в зарубежных методических публикациях.

В нынешнее время формулировка правила Марковникова значительно отличается от оригинала. Звучит она таким образом: атом водорода из молекул, добавляемый алкеном, следует к углероду с двойной связью, который уже имеет больше водорода, а частицы следуют к самому менее гидрогенизированному атому.

Правило, которое вывел Марковников – это основа формирования научной теории, применяющаяся на практике. Имеет связь с медициной и биологией.

правило марковникова

Ориентация. Правило Марковникова

Значительный интерес синтеза галогеноалканов и исследования механизма реакции присоединения представляет взаимодействие алкенов с галогеноводородами. В отличие от симметричных электрофилов, галогеноводороды представляют собой несимметричные электрофильные реагенты.

Присоединение любого несимметричного электрофила к несимметричному алкену, в принципе, могло бы дать смесь альтернативных продуктов, вместе с ᴛᴇᴍ на практике обычно образуется лишь один ᴎɜ них.

При гидрогалогенировании этилена и ᴇᴦο гомологов, содержащих одинаковые заместители у атомов углерода, связанных двойнои̌ связью, получается лишь один продукт присоединения:

Присоединение галогеноводородных кислот к алкенам несимметричного строения могло бы ь к двум различным продуктам.

При ϶том реакция протекает преимущественно в одном направлении и так, что галоген присоединяется к менее, а водород к более богатому водородом углероду при двойнои̌ связи. Другими словами сформулированное в 1870 г. В. В.

Марковниковым эмпирическое правило гласит, что несимметричные алкены присоединяют HX таким пу преимущественно образуется продукт, в котором H присоединяется к наименее замещенному, а X – к наиболее замещенному концу двойнои̌ связи.

Эта закономерность была обнаружена Владимиром Васильевичем Марковниковым (1838—1904 гг., ученик А. М. Бутлерова) и носит название правила Марковникова.

Объяснение правила Марковникова

Механизм реакции следующий: в несимметричных алкенах, например пропилене, двойная C = C -связь чно поляризована. Повышенная электронная плотность возникает у атома углерода, удаленного от метильнои̌ группы, а пониженная — у углерода, связанного с ней.

Рассматриваемое явление обусловлено некоторой поляризацией связей H—C в метильнои̌ группе вследствие большей электроотрицательности углерода (соответственно 2,5 и 2,1 в условных единицах). Эᴛο к смещению электронных плотностей от группы CH_3 к двойнои̌ связи.

Подобное смещение электроннои̌ плотности может быть обозначено прямой стрелкой, направленнои̌ от метильнои̌ группы к атому углерода и двойнои̌ связи, или изогнутой стрелкой, охватывающей три H—C -связи.

Данный эффект можно объяснить и большей электроотрицательно- стью атома углерода при двойнои̌ связи, находящегося в состоянии sp2 —гибридизации (2,62), чем электроотрицательность sp3 -гибридизованного углерода метильнои̌ группы (2,5). Отсюда следует, что метильная группа слабым электронодонорным заместителем. Сказанное подтверждается дипольным моментом пропилена (0,35D).

Обычно правило Марковникова объясняют различием в стабильности двух альтернативных карбокатионов. К примеру, в приведенном выше примере нормальный пропильный катион значительно менее стабилен, чем изопропильный катион, и по϶тому реакция идет по второму пути.

В действительности мы, конечно, должны рассматривать относительную стабильность альтернативных переходных состояний стадии образования возможных продуктов.

При ϶том, согласно постулату Хэммонда, распределение заряды в переходном состоянии не сильно отличается от распределения заряда в карбокатионе и по϶тому объяснение правила Марковникова через относительную стабильность карбокатионов вполне приемлемо.

Применение расчетных квантовомеханических методов показало, что в пропилене на крайнем атоме углерода при двойнои̌ связи содержится повышенная электронная плотность, а на атомах C_2 и C_3 она понижена (в единицах заряда электрона):

В ходе реакции гидрогалогенирования протон атакует атом уг-лерода с повышеннои̌ электроннои̌ плотностью. Образуется карбо- катион, который стабилизируется присоединением аниона галогена в 2-галогенопропан. Отсюда следует, что, реакция гидрогалогенирования протекает по механизму электрофильного присоединения:

Допустим обратный порядок присоединения галогеноводорода, при котором промежуточным продуктом явится карбокатион с положительным зарядом на крайнем атоме углерода:

Исходя из всᴇᴦο выше сказанного, мы приходим к выводу, что задача сводится к сравнению устойчивости обоих карбокатионов:

  • с положительным зарядом на центральном томе углерода (а);
  • положительным зарядом на крайнем метиленовом углероде (б).

Две метальные группы вследствие электронодонорности будут компенсировать положительный заряд на вторичном атоме углерода в большей степени, чем одна метиленовая группа на первичном атоме углерода.

Отсюда следует, что, положительный заряд в катионе а делокализован в большей степени, он обла меньшим запасом свободнои̌ энергии и устойчивее катиона б. По϶тому протон атакует крайний атом углерода пропилена.

Очевидно, что третичный карбокатион в ряду:

(R)_3C > (R)_2CH > RCH_2 > CH_3

Значимость правила Марковникова

Дополнительный материал 1

Сформулированные Марковниковым правила имеют и в настоящее время огромное значение химиков-органиков. За 80—90 лет подвергались неоднократнои̌ проверке. Было выяснено, при каких именно условиях справедливы.

Так, например, установлено, что присоединение бромистоводороднои̌ кислоты к несимметричным углеводородам идет против правила Марковникова, когда реакция протекает по радикальному механизму. В целом возражения вызвало, пожалуй, только правило, согласно которому хлор в хлоропроизводных облегчает дальнейшее замещение при том атоме углерода.

В действительности, например, оказалось, что при хлорировании монохлоридов в газовой фазе на свету второй атом хлора вступает чаще всœᴇᴦο не к ϶тому атому углерода, а к соседнему или да ещё более отдаленному.

В настоящее время электронные теории органической химии позволяют у до известнои̌ степени объяснить внутренний механизм реакций, иными словами, механизм взаимного влияния атомов в реагирующих молекулах, и, таким образом, осуществляется та задача, решение которой было завещено Марковниковым будущим химикам.

При протекании любой реакции, необходимо, чтобы разорвались старые связи между атомами и образовались новые. По типу разрыва химической связи в исходной молекуле различают гомолитические и гетеролитические реакции.

Гомолитическими называются реакции, при которых в результате разрыва связей образуются частицы, имеющие неспаренный электрон — свободные радикалы:

А : в →а• + •в

Гетеролитическими называют реакции, протекающие через образование ионных частиц — катионов и анионов:

А : в → а+ + :в—

Положительный ион в реакциях будет стремиться присоединить к себе электрон, т. е. будет вести себя как электрофильная частица. Отрицательный ион – так называемая, нуклеофильная частица будет атаковать центры с избыточными положительными зарядами.

Как определить по какому типу будет протекать разрыв?

1) Чем полярнее связь (чем больше разность ЭО атомов А и В), тем больше вероятность гетеролитического разрыва. Менее ЭО атом будет иметь +заряд – электрофильная частица, более электроотрицательный — отриц заряд – нуклеофильная частица.

2) Условия проведения реакции. Температура, свет способствует гомолитическому разрыву, образованию радикалов. А проведение реакций в полярном растворителе (вода) – способствует гетеролитическому разрыву. Наличие специальных катализаторов (кислот Льюиса), поляризующих химические связи, также обеспечивает гетеролитический разрыв.

Реакция гидрогалогенирования алкенов идет по механизму электрофильного присоединения с гетеролитическим разрывом связей.

Электрофилом в данном случае является протон Н+ в составе молекулы галогеноводорода HX (X — галоген). К одному атому углерода присоединяется водород, к другому – хлор. В случае этилена нет разницы к какому атому присоединится водород, а к какому – хлор. А в случае пропена и других несимметричных УВ это имеет большое значение – т.к. получаются разные вещества.

Направление реакции присоединения галогеноводородов к алкенам несимметричного строения (например, к пропилену CH2=CH–СН3) определяется правилом Марковникова:

В реакциях присоединения полярных молекул типа НХ к несимметричным алкенам водород присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода при двойной связи (т.е. атому углерода, связанному с наибольшим числом атомов водорода).

Так, в реакции HCl c пропиленом из двух возможных структурных изомеров 1-хлорпропана и 2-хлорпропана, образуется последний.

Правило Марковникова можно объяснить другим способом – с точки зрения смещения электронной плотности в молекуле или электронных эффектов. Алкильные группы обладают так называемым положительным индуктивным электронным эффектом (+I-эффектом).

Индуктивный эффект — смещение электронной плотности по цепи σ-связей, которое обусловлено различиями в электроотрицательностях атомов.

Например, в молекуле пропилена СН3–СН=СН2 метильная группа СН3 за счет суммирования небольшой полярности трех С–Н связей является донором электронов и проявляет +I-эффект по отношению к соседним атомам углерода.

Это вызывает смещение подвижных p -электронов двойной связи в сторону более гидрогенизированного атома углерода (в группе СН2) и появлению на нем частичного отрицательного заряда.

На менее гидрогенизированном атоме углерода (в группе СН) возникает частичный положительный заряд.

Поэтому присоединение электрофильной частицы Н+ происходит к более гидрогенизированному углеродному атому, а электроотрицательная группа Х присоединяется к менее гидрогенизированному атому углерода. По этому катион водорода H+ присоединяется к первому атому углерода, Сl— — ко второму, т.е к противоположным зарядам.

отмечается в случаях, когда заместитель при двойной связи оттягивает электронную плотность на себя, т.е. проявляет электроноакцепторные свойства (–I и/или –М-эффект).

Например, в реакции трихлорпропена Сl3C-CH=CH2 с HХ водород присоединяется к менее гидрогенизированному атому углерода, а Х – к более гидрогенизированному. Это обусловлено тем, что группа СCl3 проявляет отрицательный индуктивный эффект и электронная плотность пи-связи С=С смещена к менее гидрогенизированному атому углерода.

Сперва ответим на вопрос, почему алкены вступают в реакцию с электрофильными реагентами. Способность алкенов вступать в реакцию с электрофильными реагентами обусловлена повышенной электронной плотностью в области двойной связи (облако π-электронов над и под плоскостью молекулы).

Электрофильное присоединение протекает в несколько стадий.

I стадия: образование π-комплекса. π-Электронное облако двойной связи С=С взаимодействует с электрофилом (катион водорода).

II стадия (лимитирующая): образование карбокатиона.
Электрофил (Н+) присоединяется к одному из атомов углерода за счет электронной пары π-связи. На втором углеродном атоме, лишенном π-электронов, появляется положительный заряд.

III стадия: взаимодействие карбокатиона с анионом (например Cl-, образовавшемся при диссоциации HCl) которое приводит к продукту реакции.

Правило Марковникова по другому можно выразить так — присоединение электрофила происходит таким образом, чтобы образовался наиболее стабильный (устойчивый) каброкатион. Это и есть современная формулировка правила Марковникова: электрофильное присоединение к двойной связи идет через образование наиболее устойчивого карбокатиона.

Теперь давайте посмотрим, какие карбокатионы устойчивые и почему.

Устойчивость карбокатионов увеличивается в данном ряду слева направо.

Наиболее устойчивый — третичиный карбокатион, менее устойчивый вторичный, ещё менее устойчивый – первичный, и самый неустойчивый – метильный.

Это связано с тем, что чем больше электронодонорных алкильных групп (СН3) тем в большей степени происходит гашение положительного заряда на атоме углерода, что приводит к уменьшению энергии этой частицы и увеличению её устойчивости. Реакция идет в основном по тому пути, который требует минимальных энергетических затрат.

При гидрокалогенировании пропена возможно образование двух карбокатионов – первичного и вторичного, но преимущественно будет образовываться именно вторичный карбокатион, а не первичный. И преобладающим продуктом будет 2-хлорпропан.

Валерий Легасов

Имя Валерия Легасова навсегда вошло в историю отечественной и мировой науки как выдающегося ядерного химика, академика, одного из руководителей Курчатовского атомного института. Но более всего он известен как один из организаторов и непосредственных исполнителей работ по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, где он находился с первых дней после этой страшной катастрофы. А затем выступал как инициатор новой концепции безопасного развития человечества и недопущения подобных событий в будущем.
Валерий Алексеевич Легасов родился 1 сентября 1936 года в Туле, в семье служащих. В 1954 году окончил с золотой медалью московскую среднюю школу № 56 (сегодня носящую его имя) и поступил на физико-химический факультет Московского химико-технологического института (МХТИ) имени Д.И. Менделеева, который готовил специалистов, главным образом исследователей, для работы в области атомной промышленности.
После получения диплома в 1961 году Валерий уехал работать в Сибирь, где участвовал в пуске и работе одного из радиохимических заводов Томской области. Но вскоре вернулся в Москву и продолжил обучение – в 1964 году закончил аспирантуру при институте атомной энергии им. И.В. Курчатова, защитил кандидатскую диссертацию. В 1972 году после защиты докторской диссертации Легасов был назначен заместителем директора Института атомной энергии им. И.В. Курчатова по научной работе, а с 1983 года и до конца своей жизни он занимал пост первого заместителя директора данного института.
Ещё в 1976 году за успехи в создании нового направления химической науки и технологии – синтеза соединений благородных газов – он был удостоен Государственной премии СССР. В 1981 году избран действительным членом Академии наук СССР, а в 1984 году за цикл работ по изучению применения соединений благородных газов и других фторсодержащих соединений в специальных областях науки и техники стал лауреатом Ленинской премии.
Также в 1978-1983 годах Легасов был профессором МФТИ, а с 1983 года и до момента ухода из жизни работал на химическом факультете МГУ, заведовал кафедрой радиохимии и химической технологии.
Научные интересы Валерия Алексеевича – учёного с мировым именем – касались области использования ядерно-физических и плазменных методов для синтеза и исследования свойств новых соединений с элементами в аномально высоких окислительных состояниях; ядерной и плазменной технологий; энергосберегающей технологии и водородной энергетики. Под его руководством была создана научная школа в новейшем разделе неорганической химии – химии благородных газов, и впервые в СССР организованы широкие исследования в данной области. Эти исследования позволили использовать новые вещества в химическом синтезе и для анализа минерального сырья. Результаты этих работ в мировой науке определяются как эффект Н.Бартлетта − В.Легасова.
Но не менее важным направлением деятельности академика была концепция безопасности человечества в развивающемся технологичном мире. Он считал, что техногенные катастрофы, в результате которых гибнет огромное количество людей, – это трагический симптом современного общества, поэтому он говорил о необходимости сформулировать новые критерии безопасности и иметь современную методологию её обеспечения. Ещё в 1970-е годы Валерий Алексеевич одним из первых учёных утверждал, что «…система знаний о закономерностях в состояниях защищенности человека и окружающей среды от опасностей, сопутствующих развитию цивилизации, должна стать самостоятельной научной дисциплиной». И данному направлению он уделял много внимания, понимая, какие последствия могут иметь техногенные катастрофы, ведь в институте он курировал вопросы атомных электростанций и атомной энергетики в целом, включая оборонные аспекты.
Поэтому не удивительно, что с первых минут после аварии на Чернобыльской АЭС Легасов был назначен членом правительственной комиссии по расследованию причин и по ликвидации последствий аварии. В тот же день, 26 апреля 1986 года, он вылетел на место происшествия и активно включился в работу. Валерий Алексеевич принимал ряд важнейших решений по предотвращению дальнейших взрывов, информировал правительство, прессу и коллег о ситуации в зоне аварии, о рисках и состоянии разрушенной станции, а также настаивал на немедленной полной эвакуации города Припять. Именно он предложил состав смеси, которой был засыпан горящий реактор, благодаря чему значительно снизился риск неблагоприятных последствий.
В первые дни после аварии он ежедневно поднимался на вертолете над реактором по 5-6 раз. Видел последствия… И именно тогда Легасов стал активным сторонником полной информированности населения об особенностях АЭС, об уровнях радиации, опасных и безопасных для человека, о необходимости медицинского контроля, необходимости массового производства индивидуальных дозиметров и т.п. Вот тогда и стало оформляться направление его работ, связанное с техногенными проблемами и концепцией безопасности, которым он уделил большое внимание в оставшийся период жизни.
Надо сказать, что появившись на месте катастрофы одним из первых, Валерий Алексеевич проработал в Чернобыле в общей сложности четыре месяца – вместо допустимых 2-3 недель. Что, конечно же, не могло не сказаться на его здоровье. В конце концов, врачи вынудили учёного вернуться в Москву. Но уже в конце августа 1986 года Легасов выступал в Вене на специальном совещании МАГАТЭ с докладом «Анализ причин аварии на Чернобыльской АЭС и ликвидация ее последствий». Пятичасовой доклад академика, как отметило совещание, по своей откровенности «превзошел все ожидания», но и стал поворотным пунктом в его карьере в СССР. Ведь причиной аварии, по убеждению учёного, стали не только ошибки при строительстве и эксплуатации конкретно чернобыльского реактора, но и всего развития советской атомной индустрии начиная с конца 50-х – начала 60-х годов 20 века.
Позднее Легасов четко сформулировал свои идеи о принципах безопасности ядерной энергетики. А в 1975 году в Курчатовском институте именно по инициативе Валерия Алексеевича была создана «Лаборатория мер безопасности» для изучения открытых проблем безопасности топливного ядерного цикла и различных аспектов экологии. К этому времени имя академика, как выдающегося учёного, грамотного организатора, было уже хорошо известно и в научных, и в промышленных кругах. И не только в СССР.
Однако выступления на заседании МАГАТЭ ему «не простили»… В 1987 году при тайном голосовании Легасова не избрали в научно-технический совет. В 1986-1987 годах его дважды выдвигали на звание Героя Социалистического Труда, но так и не наградили. По распространённой версии – из списка награждаемых его вычеркнул М.С. Горбачёв.
27 апреля 1988 года, после второй годовщины Чернобыльской аварии, Валерий Алексеевич Легасов был найден мёртвым у себя в московской квартире, повешенным. По официальной версии – это было самоубийство. Был похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Сохранилась диктофонная запись, которую академик сделал перед самой смертью, где он рассказывает о малоизвестных фактах, касающихся катастрофы (по некоторым данным, часть послания была кем-то умышленно стёрта). Позднее по материалам этих записей компания «Би-би-Си» сняла фильм «Пережить катастрофу: Чернобыльская ядерная катастрофа» (англ. Surviving Disaster: Chernobyl Nuclear Disaster).
В сентябре 1996 года Указом Президент России Бориса Ельцина академику Легасову посмертно было присвоено звание Героя Российской Федерации за «отвагу и героизм, проявленные во время ликвидации Чернобыльской аварии». Международная академия наук экологии и безопасности жизнедеятельности учредила памятную медаль академика В.А. Легасова, которая присуждается за научные и практические достижения в обеспечении радиационной безопасности. При жизни Валерий Алексеевич был награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени, медалями и именным оружием.

Известные русские химики: список, достижения, открытия и интересные факты

Россия — страна с богатой историей. Многие знатные личности-первооткрыватели прославили своими достижениями большую державу. Одними из таковых являются великие русские химики.

Химией сегодня называют одну из наук естествознания, которая изучает внутренние составы и строение материй, разложения и изменений веществ, закономерность образований новых частиц и их изменений.

Русские химики, прославившие страну

Если говорить об истории химической науки, то нельзя не вспомнить величайших людей, определенно заслуживающих всеобщего внимания. Список известных личностей возглавляют великие русские химики:

  1. Михаил Васильевич Ломоносов.
  2. Дмитрий Иванович Менделеев.
  3. Александр Михайлович Бутлеров.
  4. Сергей Васильевич Лебедев.
  5. Владимир Васильевич Марковников.
  6. Николай Николаевич Семёнов.
  7. Игорь Васильевич Курчатов.
  8. Николай Николаевич Зинин.
  9. Александр Николаевич Несмиянов.

И многие другие.

Ломоносов Михаил Васильевич

Русские ученые химики не смогли бы работать в условиях отсутствия работ Ломоносова. Михаил Васильевич был родом из деревни Мишанинская (Санкт-Петербург). Родился будущий ученый в ноябре 1711 года. Ломоносов — химик-основатель, давший химии верное определение, ученый-естествоиспытатель с большой буквы, мировой физик и знаменитый энциклопедист.

Научные работы Михаила Васильевича Ломоносова в середине 17-го века были близки к современной программе химико-физических исследований. Ученый вывел теорию молекулярно-кинетического тепла, которая во многом превосходила тогдашние представления о структуре материи. Ломоносов сформулировал много фундаментальных законов, среди которых был закон о термодинамике. Ученый основал науку о стекле. Михаил Васильевич первым открыл тот факт, что у планеты Венеры есть атмосфера. Он стал профессором химии в 1745 году, через три года, после того как получил аналоничное звание в физической науке.

Дмитрий Иванович Менделеев

Выдающийся химик и физик, русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев родился в конце февраля 1834 года в городе Тобольске. Первый русский химик был семнадцатым ребенком в семействе Ивана Павловича Менделеева — директора училищ и гимназий Тобольского края. До сих пор сохранилась метрическая книга с записью о рождении Дмитрия Менделеева, где на старинной странице значатся имена ученого и его родителей.

Менделеева называли самым гениальным химиком 19-го столетия, и это было верное определение. Дмитрий Иванович — автор важных открытий в химии, метеорологии, метрологии, физике. Менделеев занимался исследованиями изоморфизма. В 1860 году ученый открыл критическую температуру (кипения) для всех видов жидкостей.

В 1861 году ученый издал книгу “Органическая химия”. Он исследовал газы и выводил правильные формулы. Менделеев сконструировал пикнометр. Великий химик стал автором многих работ по метрологии. Он занимался исследованиями угля, нефти, разработал системы для орошения землеугодий.

Именно Менделеев открыл одну из главных природных аксиом — периодический закон химических элементов. Им мы пользуемся и теперь. Он дал характеристики всем химическим элементам, теоретически определив их свойства, состав, размеры и вес.

Александр Михайлович Бутлеров

Родился А. М. Бутлеров в сентябре 1828 года в городе Чистополе (Казанская губерния). В 1844 году стал студентом Казанского университета, факультета естественных наук, по окончании которого был оставлен там для получения профессорского звания. Бутлеров интересовался химией и создал теорию химического строения органических веществ. Основатель школы “Русских химиков”.

Марковников Владимир Васильевич

В список “русские химики” без сомнений входит еще один известный ученый. Владимир Васильевич Марковников, уроженец Нижегородской губернии, появился на свет 25 декабря 1837 года. Ученый-химик в области органических соединений и автор теории строения нефти и химического строения материи в общем. Его труды сыграли важную роль в развитии науки. Марковников заложил принципы органической химии. Он проводил много исследований на молекулярном уровне, устанавливая определенные закономерности. Впоследствии эти правила получили названия в честь их автора.

В конце 60-х годов 18-го века Владимир Васильевич защитил диссертацию о взаимном воздействии атомов в химических соединениях. Вскоре после этого ученый синтезировал все изомеры глутаровой кислоты, а потом — циклобутандикарбоновой кислоты. Марковников открыл нафтены (класс органических соединений) в 1883 году.

За свои открытия был награжден золотой медалью в Париже.

Сергей Васильевич Лебедев

С. В. Лебедев родился в ноябре 1902 года в Нижнем Новгороде. Образование будущий ученый-химик получил в Варшавской гимназии. В 1895 году поступил на физико-математический факультет Петербургского университета.

В начале 20-х годов 19-го века советом народного хозяйства был объявлен международный конкурс на выработку синтетического каучука. Предлагалось не только найти альтернативный способ его изготовления, но и предоставить результат работы — 2 кг готового синтетического материала. Сырье для производственного процесса также должно было быть дешевым. Каучук требовалось получить высокого качества, не хуже натурального, но дешевле последнего.

Стоит ли говорить, что Лебедев принял участие в конкурсе, в котором стал победителем? Он разработал специальный химический состав каучука, доступного и дешевого для всех, завоевав себе звание великого ученого.

Николай Николаевич Семёнов

Николай Семенов родился в 1896 году в г. Саратове в семье Елены и Николая Семеновых. В 1913 году Николай поступил в Петербургский университет на физико-математическую кафедру, где под наставлением известного российского физика Иоффе Абрама стал лучшим студентом на потоке.

Николай Николаевич Семенов занимался изучением электрических полей. Он проводил исследования по прохождению электротока через газы, на основе чего была разработана теория теплового пробоя диэлектрика. Позже он выдвинул теорию о тепловом взрыве и горении газовых смесей. Согласно данному правилу, тепло, выделяемое при химической реакции, при соблюдении некоторых условий может привести к взрыву.

Николай Николаевич Зинин

25 августа 1812 года в городе Шуши (Нагорный Карабах) родился Николай Зинин, будущий химик-органик. Николай Николаевич закончил физико-математический факультет в Петербургском университете. Стал первым президентом в русском химическом обществе.

Зинин нашел способ обращения в бензоин горького масла миндаля, об этом было написано в его первой статье в 1839 г. Данная работа стала темой его докторской диссертации, которую он защитил в России.

Игорь Васильевич Курчатов

12 января 1903 года в Уфимской губернии родился “отец” советской атомной бомбы. Так называют сегодня главного научного руководителя по атомным разработкам СССР Игоря Васильевича Курчатова.

Ученый окончил Таврическую академию им. В. И. Вернадского. Под его руководством была построена первая АЭС — Обнинская, также разработана первая в мире водородная бомба, которая была подорвана 12 августа 1953 г. После этого последовала разработка термоядерной взрывчатки РДС-202, мощность которой составила 52 000 кт.

Курчатов являлся одним из основоположников применения в мирных целях ядерной энергии.

Известные русские химики тогда и сейчас

Современная химия не стоит на месте. Ученые со всего мира трудятся над новыми открытиями ежедневно. Но не стоит забывать, что важные основы этой науки были заложены еще в 17-19-м веках. Выдающиеся русские химики стали важными звеньями в последующей цепочке развития химических наук. Не все современники используют в своих исследованиях, к примеру, закономерности Марковникова. Но давно открытой таблицей Менделеева, принципами органической химии, условиями критической температуры жидкостей и прочим мы пользуемся до сих пор. Русские химики прошлых лет оставили важный след в мировой истории, и этот факт неоспорим.

Учебно-исследовательский проект «Великие русские ученые химики»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Холмовская средняя школа»

Холм-Жирковского района

Смоленской области

Итоговый проект

по химии

Великие русские ученые химики

Выполнил:

Кель Максим,

ученик 9 класса.

Руководитель:

Сергеева Вера Николаевна,

учитель химии.

пгт Холм-Жирковский

2016 – 2017 учебный год

I. Введение

1.Актуальность работы.

2. Предмет исследования.

4.Цель проекта.

5. Задачи проекта.

6. Методы исследования.

7. Теоретическая значимость проекта.

8. Практическая значимость проекта.

II. Основное содержание работы

1. Дмитрий Иванович Менделеев – великий русский ученый.

1.1. Биография Д.И. Менделеева.

1.2. Научные открытия Д.И. Менделеева.

1.3. Интересные факты из жизни Д.И. Менделеева.

2. Михаил Васильевич Ломоносов – великий русский ученый.

1.1. Биография М.В. Ломоносова.

1.2. Научные открытия М.В. Ломоносова.

3. Владимир Васильевич Марковников – великий русский ученый.

1.1. Биография В.В. Марковникова.

1.2. Научные открытия В.В. Марковникова.

1.3. Интересные факты из жизни В.В. Марковникова.

III. Выводы по работе

IV. Источники

V. Приложения

  1. Введение

Актуальность работы заключается в том, чтобы, изучив биографии, научные открытия, интересные факты из жизни известных и выдающихся русских ученых: Дмитрия Ивановича Менделеева, Михаила Васильевича Ломоносова и Владимира Васильевича Марковникова, применять полученные знания на уроках и в жизни, в дальнейшем обучении, пропагандировать достижения русских ученых в общении со сверстниками и взрослыми, чтобы все окружающие гордились ими и своей великой страной.

Предмет исследования: великие русские ученые химики.

Цель проекта: целью исследования является изучение биографии, научных открытий, интересных фактов из жизни известных и выдающихся русских ученых: Дмитрия Ивановича Менделеева, Михаила Васильевича Ломоносова и Владимира Васильевича Марковникова.

Задачи исследования:

  1. Анализ литературных данных и данных сети интернета.

  2. Обобщение полученных знаний.

3. Систематизация приобретенных сведений.

Методы исследования:

  1. Библиографический анализ литературы и материалов сети интернета.

  2. Описание.

  3. Обобщение.

  4. Сравнительный анализ.

  5. Абстрагирование.

  6. Компьютерное моделирование.

Теоретическая значимость проекта заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы в нашей школе на уроках химии, физики и во внеурочной деятельности для более глубокого изучения разных тем, будут способствовать пропаганде знаний о великих русских ученых, будут развивать гордость за нашу страну.

Практическая значимость работы состоит в том, что она может быть использована для повышения образовательного уровня школьников при изучении предметов химии и физики, подготовки к экзаменам, проведении занимательных уроков и внеклассных мероприятий.

  1. Основное содержание работы

  1. Дмитрий Иванович Менделеев – великий русский ученый (Приложение 1)

Русский учёный-энциклопедист, химик, физикохимик, физик, метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, педагог, преподаватель, воздухоплаватель, приборостроитель. Профессор Санкт-Петербургского университета; член-корреспондент по разряду «физический» Императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Среди наиболее известных открытий — периодический закон химических элементов, один из фундаментальных законов мироздания, неотъемлемый для всего естествознания. Автор классического труда «Основы химии».

    1. Биография

Родился 8 февраля 1834 г. в Тобольске в семье директора гимназии. Учился в этой гимназии, затем был принят на отделение естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Петербурге. Курс окончил с золотой медалью, однако за годы напряжённых занятий подорвал здоровье.

В 1855 г. уехал в Одессу, где преподавал в гимназии при Ришельевском лицее.

В 1859—1861 гг. посетил Германию «для усовершенствования в науках», а по возвращении на родину издал первый в России учебник по органической химии, который был удостоен Демидовской премии.

В 1865 г. Менделеев защитил докторскую диссертацию, заложившую основы учения о растворах

.В 1890 г. Менделеев покинул университет в знак протеста против притеснения студенчества. Несколько лет учёный был консультантом научно-технической лаборатории Морского министерства; в 1892 г. он организовал производство изобретённого им бездымного пороха.

С 1892 г. и до конца своей жизни Дмитрий Иванович возглавлял Главную палату мер и весов.

Скончался 2 февраля 1907 г. в Петербурге.

    1. Научные открытия Дмитрия Ивановича Менделеева

СОЗДАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО АЭРОСТАТА

Дмитрий Менделеев занимался изучением газов в химии. Также Менделеева интересовали проекты стратостатов и аэростатов. Так в 1875 году он разработал проект стратостата объёмом около 3600 м3 с герметичной гондолой, подразумевающий возможность подъёма в верхние слои атмосферы, уже позже он спроектировал управляемый аэростат с двигателями.

СОЗДАНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЫ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Одним из главных достижений Дмитрия Ивановича Менделеева было создание периодической таблицы химических элементов. Эта таблица – классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Таблица – это графическое выражение периодического закона, который установил сам Менделеев. Также известно, что периодическая таблица, разработанная Менделеевым больше в рамках химии, явилась готовой систематизацией типов атомов для новых разделов физики.

Периодический закон сыграл огромную роль в развитии химии и других естественных наук. Была открыта взаимная связь между всеми элементами, их физическими и химическими свойствами. Это поставило перед естествознанием научно-философскую проблемы огромной важности: эта взаимная связь должно получить объяснение. После открытия Периодического закона стало ясно, что атомы всех элементов должны быть построены по единому принципу, а их строение должно отображать периодичность свойств элементов. Таким образом, периодический закон стал важным звеном в эволюции атомно-молекулярного учения, оказав значительное влияние на разработку теории строения атома. Он также способствовал формулировке современного понятия «химический элемент» и уточнению представлений о простых и сложных веществах.

Используя Периодический закон, Д. И. Менделеев стал первым исследователем, сумевшим решить проблемы прогнозирования в химии. Это проявилось уже через несколько лет после создания Периодической системы элементов, когда были открыты предсказанные Менделеевым новые химические элементы. Периодический закон помог также уточнить многие особенности химического поведения уже открытых элементов. Успехи атомной физики, включая ядерную энергетику и синтез искусственных элементов, стали возможными лишь благодаря Периодическому закону. В свою очередь, они расширили и углубили сущность закона Менделеева, расширили пределы Периодической системы элементов.

ОТКРЫТИЕ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Ещё одно немалое достижение Менделеева – это открытие «температуры абсолютного кипения жидкостей», то есть критической температуры. Критическую температуру Менделеев открыл в 1860 году, устроив в своем доме лаборатории, с помощью которой он исследовал поверхностное натяжение жидкостей при различных температурах. Сама под собой в термодинамике «критическая температура» подразумевает значение температуры в критической точке, то есть при температуре выше критической точки газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.

ОТКРЫТИЕ ОБЩЕГО УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Уравнение состояния идеального газа – это формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Это уравнении называется уравнением Клайперона-Менделеева, именно потому что вклад в открытие уравнения внесли оба этих ученых. Если уравнение Клапейрона содержало неуниверсальную газовую постоянную, значение которой необходимо было измерять для каждого газа, то Менделеев нашел коэффициент пропорциональности того, чего он назвал универсальной газовой постоянной.

    1. Интересные факты из жизни Д.И. Менделеева

Семнадцатый ребёнок в семье

Дмитрий Менделеев был семнадцатым ребёнком в семье Ивана Павловича Менделеева, который занимал должность директора Тобольской гимназии. На то время многодетная семья была нетипичной для русской интеллигенции, даже в деревнях такие семьи редко встречались. Впрочем, ко времени рождения будущего великого учёного в семье Менделеевых осталось в живых двое мальчиков и пять девочек, восемь детей умерли ещё в младенческом возрасте, и троим из них родители не успели дать даже имени.

Двоечник и золотой медалист

В гимназии Дмитрий Менделеев учился плохо, не любил латынь и Закон Божий. Во время обучения в Главном педагогическом институте Петербурга будущий учёный остался на второй год. Учёба вначале давалась нелегко. На первом курсе института он умудрился по всем предметам, кроме математики, получить неудовлетворительные отметки. Да и по математике он имел всего лишь «удовлетворительно»… Но на старших курсах дело пошло по-другому: среднегодовой балл у Менделеева был равен 4,5 при единственной тройке — по Закону Божьему. Менделеев окончил институт в 1855 году с золотой медалью и был назначен старшим учителем гимназии в Симферополь, но из-за подорванного во время учёбы здоровья и начавшейся Крымской войны перевёлся в Одессу, где работал учителем в Ришельевском лицее.

Учёный-разведчик

Мало кто знает, что знаменитому учёному приходилось участвовать в промышленном шпионаже. В 1890 году к Дмитрию Менделееву обратился морской министр Николай Чихачёв и попросил помочь добыть секрет изготовления бездымного пороха. Поскольку покупать такой порох было довольно дорого, великого химика попросили разгадать секрет производства. Приняв просьбу царского правительства, Менделеев заказал в библиотеке отчёты железных дорог Британии, Франции и Германии за 10 лет. По ним он составил пропорцию, сколько было привезено угля, селитры и т. д. к пороховым заводам. Через неделю после того, как были сделаны пропорции, он изготовил два бездымных пороха для России. Таким образом, Дмитрию Менделееву удалось получить секретные данные, которые он добыл из открытых отчётов.

Признанный мастер чемоданных дел

Менделеев любил переплетать книги, клеить рамки для портретов, а также изготовлять чемоданы. В Петербурге и в Москве его знали как лучшего в России чемоданных дел мастера. «От самого Менделеева», — говорили купцы. Его изделия были добротными и качественными. Учёный изучил все известные в то время рецепты приготовления клея и придумал свою особую клеевую смесь. Способ её приготовления Менделеев держал в секрете.

Изобретатель аэростата

19 октября 1875 года в докладе на заседании физического общества при Петербургском университете Дмитрий Менделеев выдвинул идею аэростата с герметичной формой для исследования высотных слоёв атмосферы. Первый вариант установки подразумевал возможность подъёма в верхние слои атмосферы, но уже позже учёный спроектировал управляемый аэростат с двигателями. Однако денег у учёного не нашлось даже на постройку одного высотного аэростата. В итоге предложение Менделеева так и не было реализовано. Первый в мире стратостат — так стали называть герметичные аэростаты, предназначенные для полёта в стратосферу (высоту более 11 км), — совершил полёт лишь в 1931 году из немецкого города Аугсбурга.

Менделеев придумал использовать трубопровод для перекачки нефти

Дмитрием Менделеевым была создана схема дробной перегонки нефти и сформулирована теория неорганического происхождения нефти. Он первым заявил о том, что сжигать нефть в топках — преступление, поскольку из неё можно получить множество химических продуктов. Он также предложил нефтяным предприятиям перевозить нефть не на арбах и не в бурдюках, а в цистернах, и чтобы перекачивалась она по трубам. Учёный на цифрах доказал, насколько целесообразнее перевозить нефть наливом, а заводы для переработки нефти строить в местах потребления нефтепродуктов.

Трижды номинант на Нобелевскую премию

Дмитрий Менделеев номинировался на Нобелевскую премию, присуждаемую с 1901 года, трижды — в 1905, 1906 и 1907 годах. Однако номинировали его только иностранцы. Члены Императорской академии наук при тайном голосовании неоднократно отвергали его кандидатуру. Менделеев был членом многих зарубежных академий и учёных обществ, но так и не стал членом родной Российской академии.
Д. И. Менделеев и его любимые хобби

Его любимая опера «Иван Сусанин» М.И. Глинки; любимый балет – «Лебединое озеро» П.И. Чайковского; любимое произведение – «Демон» М.Ю. Лермонтова.

  1. Михаил Васильевич Ломоносов – великий русский ученый (Приложение 2)

Первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик; он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований.

    1. Биография

Великий русский ученый, философ, основатель Московского университета. Родился в селе Денисовка Архангельской губернии, в семье помора.

В 1731 г. поступил учиться в Славяно-греко-латинскую академию в Москве.

В 1735 г. был послан в Петербург в академический университет, а в 1736 г. — в Германию, где учился сначала в Марбургском университете (1736—1739 гг.), а затем во Фрейбурге в Школе горного дела (1739—1741 гг.) у горного советника И. Генкеля.

После возвращения в Россию в 1741 г. Ломоносов стал адъюнктом физического класса Академии наук в Петербурге, а в 1745 г — профессором химии.

С 1748 г. Ломоносов работал в учрежденной по его инициативе химической лаборатории Академии.

До 1748 г Ломоносов занимался преимущественно физическими исследованиями, а в 1748—1757 гг. его работы были посвящены главным образом решению теоретических и экспериментальных вопросов химии. Его труды, относящиеся к математике, физике, химии, наукам о Земле, астрономии, стали рубежом в развитии науки, отграничивающим натурфилософию от экспериментального естествознания.

    1. Научные открытия

ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

В 1749 году Ломоносов добился от сената постройки первой в России химической лаборатории. Лаборатория Ломоносова располагала целым набором различных весов. Здесь были большие пробные весы в стеклянном футляре, пробирные весы серебряные, несколько ручных аптекарских весов с медными чашками, обычные торговые весы для больших тяжестей, однако отличавшиеся большой точностью. Точность же, с какой Ломоносов производил взвешивания при своих химических опытах, достигала, в переводе на современные меры, 0,0003 грамма.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ВЕЩЕСТВ И ДВИЖЕНИЯ

Этот закон Ломоносов впервые четко сформулировал в письме к Эйлеру 5 июля 1748 года, опередив западных ученых: «Все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же отнимаю у бодрствования и т. д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому».

Это открытие считается одним из самых важных среди открытий М.В. Ломоносова. Оно до сих пор помогает нам в решении задач.

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

В 1752 году Ломоносов написал выдающиеся работы: «Введение в истинную физическую химию» и «Начало физической химии, потребное молодым, желающим в ней совершенствоваться». Эти труды задали образ будущей новой науки — физической химии.

Согласно определению Ломоносова, физическая химия — это наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях.

ЦВЕТНЫЕ СТЕКЛА

Ломоносовым разработана технология производства цветных стекол. Эту методику ученый применял в промышленной варке цветного стекла и при создании изделий из него. По словам Ломоносова, цветное стекло было одним из его главных увлечений. Цели, к которым стремился наш ученый, были совсем другими, чем те, которые преследовали его предшественники за границей. Изучая стекло, он никогда не думал использовать результаты в своих интересах, например коммерческих. Наоборот, он стремился как можно скорее поделиться с другими плодами своих трудов, сделать их достоянием народа и принести пользу своей стране.

  1. Марковников Владимир Васильевич – великий русский ученый (Приложение 3)

    1. Биография

Владимир Васильевич родился в семье поручика В. В. Марковникова. Первоначальное образование получил дома, затем с 10 лет — в Нижегородском Александровском дворянском институте. В 1856 поступил на камеральное отделение юридического факультета Казанского университета. Под влиянием молодого профессора А. М. Бутлерова Марковников решил стать химиком и целыми днями пропадал в лаборатории вместе со своим учителем. По окончании университета (1860) он был оставлен лаборантом, читал лекции, вел практические занятия.

    1. Научные открытия

Основоположник явления изомерии в органической химии

Основные научные труды Марковников посвящены развитию теории химического строения, органическому синтезу и нефтехимии. На примере масляной кислоты брожения, имеющей нормальное строение, и изомасляной кислоты Марковников в 1865 г. впервые показал существование изомерии среди жирных кислот. В магистерской диссертации «Об изомерии органических соединений» (1865 г.) Марковников дал историю учения об изомерии и критический анализ его современного состояния. В докторской диссертации, «Материалы по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях» (1869 г.) на основе воззрений А.М.Бутлерова и обширного экспериментального материала Марковников установил ряд закономерностей, касающихся зависимости направления реакций замещения, отщепления, присоединения по двойной связи и изомеризации от химического строения (в частности, правило Марковникова). Марковников также показал особенности двойных и тройных связей в непредельных соединениях, состоящие в их большей прочности по сравнению с одинарными связями, но не в эквивалентности двум или трём простым связям.

Открыл циклические органические соединения

С начала 1880-х гг. Марковников занимался изучением кавказской нефти, в которой открыл новый обширный класс соединений, названных им нафтенами. Выделил из нефти ароматические углеводороды и обнаружил их способность к образованию с углеводородами других классов неразделяемых перегонкой смесей, позднее названных азеотропными. Впервые изучил нафтилены, открыл превращение циклопарафинов в ароматические углеводороды при участии бромистого алюминия как катализатора; синтезировал многие нафтены и парафины с разветвленной цепью. Показал, что температура замерзания углеводорода характеризует степень его чистоты и однородности. Доказал существование циклов с числом атомов углерода от 3 до 8 и описал взаимные изомерные превращения циклов в сторону как уменьшения, так и увеличения числа атомов в кольце.

Активный борец за распространение химических передовых знаний

Марковников активно выступал за развитие отечественной химической промышленности, за распространение научных знаний и тесную связь науки с промышленностью. Большое значение имеют труды Марковникова по истории науки; он, в частности, доказал приоритет А.М. Бутлерова в создании теории химического строения. По его инициативе был издан «Ломоносовский сборник» (1901 г.), посвященный истории химии в России. Марковников был одним из учредителей Русского химического общества (1868 г.). Исключительно плодотворной была педагогическая деятельность учёного, создавшего знаменитую «марковниковскую» школу химиков. Из лаборатории, которую он оборудовал в Московском университете, вышли многие ученые-химики с мировым именем: М.И. Коновалов, Н.М. Кижнер, И.А. Каблуков и другие.

    1. Интересные факты из жизни

В Московском университете Владимир Васильевич читал лекции на физико-математическом факультете, а заведование кафедрой передал профессору Зелинскому, т.к. состояние здоровья ученого уже было не из лучших. Среди основных открытий ученого — правила течения реакций в результате отщепления и замещения, которое и было названо в честь великого ученого — правилом Марковникова.

  1. Выводы

  1. Изучил биографии великих русских ученых Д.И. Менделеева, М.В. Ломоносова, В.В. Марковникова.

  2. Познакомился с главными открытиями и научными трудами великих русских ученых Д.И. Менделеева, М.В. Ломоносова, В.В. Марковникова.

  3. Познакомился с интересными фактами жизни великих русских ученых Д.И. Менделеева, М.В. Ломоносова, В.В. Марковникова.

  4. Выяснил, что все русские ученые – великие труженики, экспериментаторы, первооткрыватели многих законов, явлений, безгранично преданные своему делу, разносторонне развитые и в то же время простые люди, гордость нашей страны. Очень хотелось бы быть похожими на них. Пусть их имена звучат в веках!

  1. Источники

Приложение 1

Дмитрий Иванович Менделеев