A származtatott nukleuszok elmélete*
Részlet
Méthode de chimie
1854
in: Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source
Book in Chemistry 1400-1900 (Harvard University Press,
Cambridge, Massachusetts, 1963)
Ha folytathatom az elõbb megkezdett összehasonlítást [amely a fa növekedésére vonatkozik], megkérdezném, hogy egy botanikus megállapíthatná-e – keletkezéstõl vagy metamorfózistól függetlenül – két önálló részrõl, például egy levélrõl és egy sziromról, hogy ugyanahhoz a növényhez tartozik-e. Jelenlegi tudásunkkal a válasz kétségtelenül nehéz, de nem elképzelhetetlen, hogy tökéletesebb vizsgálatok segítségével valamikor felfedezzük, hogy ugyanannak a növénynek minden része tartalmaz valami közöset, egy csírát, egy anyasejtet – s miután ez minden szervben benne lenne, megérthetnénk, miért képesek a szervek egymássá átalakulni.
Akárhogyan is van, megpróbáltam tisztázni, hogy a mi kémiai fánk összes különbözõ részében nincs-e valami, ami hasonlít az anyasejthez; egy szóval: egy nukleusz, amely ugyanannak a sorozatnak minden vegyületében közös, egy nukleusz, amelynek segítségével megérthetjük, hogy ezek a vegyületek miért keletkezhetnek kölcsönösen egymásból.
Több alkalommal foglalkoztatott a halogenidek1 stabilitása (ezek a molekuláris csoportok szüntelenül megjelennek reakcióinkban), és ugyancsak felhívtam a figyelmet a hiperhalogenidek2 relatív instabilitására. Mindig elképedtem azon, hogy a naftalin, noha ekvivalens szubsztitúcióval hatszorosan, hétszeresen vagy nyolcszorosan klórozott, ellenáll a hõnek és a lúgoknak, míg ugyanaz a naftalin, ha nem szunsztítúcióval klórozzák egyszeresen vagy kétszeresen, e kétféle beavatkozás hatására elbomlik, és minden esetben halogenid keletkezik. A kristályos forma, az analógia, a reakciók, s fõként a naftalain és a halogenidek stabilitása alapján arra következtetek, hogy ezek a vegyületek ugyanazt a csoportot vagy nukeluszt alkotják, s ezzel jönnek létre a hiperhalogenidek. Ez utóbbiak következésképp két csoportot tartalmaznak, az egyik a naftalinból vagy a halogenidjeibõl áll, a másik a klór fölöslegébõl.
Való igaz, hogy az egyik osztály stabilitását
és a másik instabilitását csakúgy, mint
az osztályokba tartozó vegyületek közötti
analógiát azzal a feltevéssel is magyarázhatjuk,
hogy a hiperhalogeindek nem klórozott, hanem hidroklórozott
csoportot
tartalmaznak, amint a következõ egyenletek második tagjai
mutatják:
C10H8 | + | Cl4 | = | C10H6Cl2 | + | H2Cl2 |
C10H7Cl | + | Cl4 | = | C10H5Cl3 | + | H2Cl2 |
C10H6Cl2 | + | Cl4 | = | C10H4Cl4 | + | H2Cl2 stb. |
Elõször az utóbbi írásmódot javasoltam, de késõbb a fenti egyenletek elsõ tagjai szerinti elrendezést fogadtam el. A C10H6Cl2 + Br4 vegyület 100 oC-ra hevítve C10H6Cl2-ra és Br4 -ra esik szét. Ez valósulhatna meg, ha a bróm egyik része hidrogén-bromid állapotban lenne a C10H6Cl2Br2 + H2Br2 képlet szerint.
Ha mármost a fenti vegyületben a bróm nincs hidrogén-bromid állapotban, a klór sem lehet az analóg és izomorf C10H6Cl2 + Cl4 vegyületben hidrogén-klorid állapotban, és ugyanez érvényes a C10H7Cl + Cl4 és a C10H8 + Cl4 vegyületre is.
Ha a naftalin és halogenidjei így viselkednek többlet menyiségû klórral vagy brómmal kombinálódva, ugyanígy viselkednek az oxigénnel is, amikor aldehideket vagy savakat alkotnak. Tehát a C10H8 + O nem vezet C20H14O + H2O képzõdéséhez és a C10H8 + O2 sem C20H14O3 + H2O képletû hidratált savhoz.
A fentiek alapján – figyelembe véve továbbá, hogy az aldehidekben, a hangyasavban, az ecetsavban, a propionsavban ... a margarinsavban és a melisszinsavban a szén és a hidrogén aránya egy molekula az egy molekulához vagy egy atom a két atomhoz, és ezek az egyszerû arányok szabálytalanokká válnak, ha feltételezzük, hogy a fenti vegyületekben a hidrogén egy része hidrátot vagy kötött hidrogént alkot, mint a következõ példákban: C5H8O3 + H2O, C10H18O3 + H2O, C20H38O3 + H2O, C60H1118O3 + H2O vagy C60H1118O4 + H2 stb., és végül emlékeztetve arra, hogy azok a kapcsolatok, amelyek a naftalin halogenidjei és hiperhalogenidjei között fennállnak, kissé homályosak ugyan, de jelzik, hogy mindkét osztály atomi elrendezésében van valami közös – az alábbi következtetéseket vonom le:
1. A szénhidrogének és halogenidjeik analóg csoportokat vagy nukleuszokat képeznek; ezek az atomok számát és elrendezését tekintve stabilak, de jellegüket tekintve változók. Tehát hidrogén, klór, bróm, nitrogén-peroxid vagy más anyag foglalhatja el a hidrogén helyét.
2. A hiperhalogenidek, valamint a megfelelõ aldehidek és savak mindegyike olyan szénhidrogént vagy halogenidet tartalmaz, amely külön csoportot képez.
Egy szóval: arra a következtetésre jutottam, hogy
az etilén a következõk szerint kombinálódhat:
Halogenidek | Hiperhalogenidek | Aldehidek | Savak |
– | C2H4 .H2 | – | – |
C2H4
C2H3Cl C2H2Cl2 C2H Cl3 |
C2H4 .Cl2
C2H3Cl .Cl2 C2H2Cl2.Cl2 C2H Cl3.Cl2 |
C2H4 .O
C2H3Cl .O C2H2Cl2.O C2H Cl3.O |
C2H4 .O2
C2H3Cl .O2 C2H2Cl2.O2 C2H Cl3.O2 |
C2 Cl4 | C2 Cl4.Cl2 | C2 Cl4.O | – |
Ugyanezt az elvet alkalmazván a metilén, propilén, butilén, amilén ... cetin és melisszin kombinációi, valamint a benzol, a fenol, a toluol, a cimol stb. kombinációi esetében, és egymás mellé helyezvén halogenidjeiket, hiperhalogeindjeiket, aldehidjeiket és savaikat, majd észlelvén képleteik harmóniáját, eleganciáját és rendkívüli egyszerûségét, a fentieket csak a valódi atomi elrendezõdés leírásának tekinthetem.
Ezektõl a kiinduló pontoktól vezérelve konstruáljunk
egy fát – vagy sorozatot –, és tekintsük bármely
szénhidrogént, például a C10H10-et
nukleusznak. Ebbõl a célból gyûjtsük össze
az összes olyan egymást generáló anyagot, amely
a fenti nukleuszt tartalmazza, és rendezzük el õket
a következõ módon:
Nuklenidek
Alapnukleusz |
} | C10H10 | ||
Diadidok
(Hiperhalogenidek) |
{ | Hiperhidrid
Dihalogenid Tetrahalogenid Hexahalogenid |
C10H10 +H2
C10H10 +Cl2 C10H10 +H4 C10H10 +H6 |
|
Monadidok | { | Monalid
Deuterid Tritonid |
C10H10 +O
C10H10 +O2 C10H10 +O3 |
vagy még jobban
Xeromonadidok | { | Xerid
Dixerid Anhidrid Dianhidrid |
D – Aq½
D – Aq T – Aq T – Aq2 |
}
} |
|
Monodiadidok | Udolid | C10H10 +H2O |
A diadidok a nukleuszon kívül diádokat tartalmaznak.
A monadidok a nukleuszon kívül monádokat tartalmaznak.
A monodiadidok monádokat és diádokat tartalmaznak
a nukleuszon kívül.
A monalid, deuterid, tritonid szavak csak a monadidok összetételére
utalnak, de a jellegükre vagy a funkciójukra semmit sem jósolnak.
Ha minden anyagot így rendeznénk el, túl sok kis sorozatunk
lenne. De ezt a számot igen könnyen csökkenthetjük,
ha az egyes sorozatokba tartozó anyagok számát növeljük.
Az elõzõhöz hasonló táblázatokban sok különbözõ anyagot sorolhatunk be. Ennek érdekében a kémikusok szokásos gyakorlatával éppen ellenkezõ módon kell cselekednünk; egyesítenünk kell, amit õk szétválasztanak, és szét kell választanunk, amit õk egyesítenek. A botanikust kell utánoznunk, aki a rózsák közé sorolja a fehér, a sárga és a vörös rózsát, mert nem törõdik a szirmok színével, noha azok igen eltérõ vegyületektõl származnak; tehát mostani vizsgálatunk tárgyában az atomok számának és az elrendezésének nagyobb fontosságot kell tulajdonítani, mint tulajdonságaiknak.
Emlékezzünk vissza, hogy a klór, a jód, a bróm, a fluor, az X nitromaradék és az Y nitrozomaradék helyettesítheti a hidrogént, és bizonyos mértékig eljátszhatja szerepét. Vegyük tehát az elõzõ táblázat alapnukleuszát, és hajtsunk rajta végre különbözõ ekvivalens szubsztitúciókat, vagyis szabadítsunk fel 1, 2, 3 ... 10 hidrogénatomot, és helyettesítsük ugyanannyi klór-, bróm-, jód-, fluor-, X és Y atommal. Az így kapott nagyszámú vegyületet nuklenideknek vagy származtatott nukleuszoknak fogjuk nevezni, és közvetlenül az alapnukleusz után fogjuk elhelyezni.
A diadidokba, monadidokba és monadiadidokba az alapnukleuszok helyett ezeket a származtatott nukleuszokat illesszük bele, s így nagyszámú származtatott diadidot, monadidot stb. kapunk.
Végül jelentõsen megnövelhetjük ugyanabban a sorozatban a vegyületek számát részben úgy, hogy a hidrogént fémekkel helyettesítjük azokban az anyagokban – például a deuteridekben és a tritonidokban –, amelyek alkalmasak ilyen átalakulásra, másrészt úgy, hogy a monadidok és a monodiadidok oxigénjét kénnel, szelénnel vagy tellúrral helyettesítjük.
Eredeti sorozatunk, mely a fenti bõvítés után nem lett bonyultabb, a következõ alakot ölti:
Szénhidrid C10H10
Nuklenidek | { | Szénhidrid | { | halogenid
nitro nitrozo nitro-halogenid |
{ | C10H9Cl
C10Cl10 C10Br5Cl5 C10H8X2 C10H9Y C10H6Cl3X stb. |
||
Diadidok
(Hiperhalogenidek) |
{ | Hiperhidrid | C10H10 | + | H2 | |||
Dihalid | { | C10H10
C10Cl10 |
+
+ |
Cl2
Cl2 |
||||
Tetrahalid | { | C10H10
C10Br10 |
+
+ |
Cl4
Cl4 |
||||
Hexahalid | { | C10H10
C10H5Cl5 C10H4Br4X2 C10Cl3Br3I3X |
+
+ + + |
Cl6
Cl6 Cl6 Br6 |
[A táblázat a monadidok és a monodiadidok vegyületeivel folytatódik.]
Ez a táblázat semmiben nem hasonlít a szokásos eljárással kapott táblázatokhoz. Mintegy 30-40 anyagot tartalmaz, amelyek Berzelius rendszerében elkülönítve jelennek meg, és egy tucat különbözõ osztályba sorolódnak. Ha a C10H10 helyett C2H4-et írunk, az etilénsorozat vegyületeit kapjuk meg ...
A vegyészek már régóta tudják, hogy az itt említett vegyületek átalakulnak egymásba, de a gyökök elméletét elfogadva soha nem gondoltak arra, hogy a fenti módon csoportosítsák õket. Ezért Liebig az etil-alkoholt és az etil-étert egy osztályba sorolja, mert mindkettõ etilgyököt tartalmaz, míg az acetaledhidet és az ecetsavat egy másikba, mert acetátcsoportot tartalmaz; nem tudom, hol helyezi el a klórvegyületeket. Dumas az összes olyan anyagot egy osztályba sorolja, amelyben feltételezi a C4H8 vegyület jelenlétét: tehát együvé sorolja az etilént, az etilén-kloridot, az etil-alkoholt és az etil-étert, de kizárja az ecetsavat, amelyben a C4H8O3.H2O atomi elrendezést tételezi vagy tételezte fel. ...
Vissza | http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/ |