Auguste Laurent
(18071853)

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. ...



*Laurent és Gerhardt neve szorosan összefonódott. A két kémikus Dumas és Liebig osztályozási elméletével szállt szembe. A naftalinszármazékokat vizsgálva Laurent-ra nagy hatást tett, hogy a vegyületek alaptulajdonságai a szubsztitúciók ellenére megmaradnak. Úgy gondolta, hogy egy bizonyos nukleusz tulajdonságai érvényesülnek az összes származékban. Teóriája kiállta az idõ próbáját, vegyületcsoportjainak bonyolult elnevezéseit azonban nem használják.
1. A halogenidek olyan szénhidrogének, amelyekben a klór ekvivalnes mennyiségû hidrogént helyettesít.
2. A hiperhalogenidek a klórt egyszerûen "felveszik", vagy több klórt vesznek fel, mint amennyi hidrogént veszítenek. (szerk.)


Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/ 
http://www.ch.bme.hu/chemonet/