|
Сообщаем Вам, что в 2009 году этот сайт переехал на новый домен Chemistry48.RU
Уильям Рамзай
2 октября 1852 г. – 23 июля 1916 г.
Нобелевская премия по химии, 1904 г.
Шотландский
химик Уильям Рамзай родился в Глазго. Его родителями были инженер и
бизнесмен Уильям Рамзай и Катерина (Робертсон) Рамзай, дочь
эдинбургского врача, который написал учебник химии. Единственный
ребенок в семье, Рамзай получил строгое пуританское воспитание. В 1866
г., после окончания в Глазго академии (академией в Шотландии называют
среднюю школу), он поступил в этом же городе в университет, где изучал
латинский и греческий язык, логику и математику, прослушал общий курс
литературы.
Рамзай собирался
стать священником, но на последнем курсе университета увлекся
естественными науками. Он начал изучать анатомию и геологию, посещал
лекции шотландского химика Джона Фергюсона и известного английского
физика Уильяма Томсона, работал помощником лаборанта в местной
химической лаборатории. Поступив в 1871 г. в Тюбингенский университет,
Рамзай работал у немецкого химика-органика Рудольфа Фиттига. В 1872 г.
он защитил докторскую диссертацию, которая называлась «Исследования
толуоловой и нитротолуоловой кислот». Вернувшись в том же году в
Эдинбург, Рамзай получил должность ассистента в колледже Андерсона, а в
1874 г. был назначен ассистентом-куратором у Фергюсона в университете
Глазго. Все эти годы Рамзай проявлял интерес к физической химии. В 1880
г. он получил место профессора химии в Университетском колледже в
Бристоле, где начал изучать давление пара и критическое состояние
жидкостей.
После назначения
руководителем кафедры общей химии в этом колледже в 1887 г. Рамзай
вплотную занялся исследованием процессов испарения и диссоциации паров
и жидкостей. Подтвердив линейную зависимость поверхностного натяжения и
температуры в жидкостях, он начал изучать аномалию, на которую в свое
время обратил внимание английский физик Дж. У. Стретт (лорд Рэлей).
Аномалия эта заключается в том, что атмосферный азот имеет несколько
большую плотность, чем полученный искусственно. Вслед за Рэлеем Рамзай
предположил, что эта разница может объясняться присутствием в воздухе
неизвестного газа. Ему удалось подтвердить гипотезу Рэлея. Рамзай
удалил из взятого на пробу воздуха кислород, а также весь азот,
пропустив оставшийся газ несколько раз через нагретый магний. В
результате этого эксперимента, проведенного в 1894 г., было открыто
существование неизвестного до того времени газа. Поскольку этот газ не
вступал в химические реакции ни с одним другим элементом, Рамзай назвал
его аргоном (от греческого «инертный»).
Узнав
о том, что американский геолог Уильям Хиллебранд получил путем
нагревания определенных минералов газ, который предположительно считали
азотом, Рамзай в начале 1895 г. взялся установить, содержится ли и в
этом газе аргон. Такое открытие означало бы, что аргон входит в состав
земной коры. Спектральный анализ газа подтвердил наличие гелия и следы
аргона. Несмотря на то, что астрономы Пьер Жансен и Джозеф Локьер
установили существование гелия в спектре Солнца более чем 30 годами
ранее, этот газ больше нигде не могли обнаружить.
Проведя
дополнительные опыты, Рамзай доказал, что гелий, как и аргон,
представляет собой инертный газ. Тщательно изучив периодическую таблицу
химических элементов Дмитрия Менделеева, Рамзай и Рэлей пришли к
выводу, что аргон и гелий являются двумя представителями семейства пока
еще не открытых элементов. Казалось очевидным, что эти неоткрытые
элементы должны встречаться в природе в меньших количествах, чем аргон
или гелий, и, следовательно, их будет значительно труднее обнаружить.
Исследуя различные минералы и метеориты, Рамзай не нашел никаких следов
инертных газов. Однако в 1898 г., работая с Морисом Траверсом, он
применил совершенно иной аналитический подход. Для того чтобы
установить вещества, входящие в состав неизвестных жидкостей, как
правило, медленно повышали температуру этих жидкостей, отмечая точную
температуру кипения каждого вещества. Используя метод, который позволил
охладить и сжижить большое количество аргона, Рамзай выделил еще два
инертных газа и назвал их криптоном и неоном (от греческих слов,
означающих соответственно «скрытый» и «новый»).
В
результате дальнейшей работы он открыл еще один инертный газ, который
назвал ксеноном (от греческого «незнакомый»). Таким образом, число
инертных газов увеличилось до пяти. В течение последующих двух лет он
подтвердил, что эти пять газов действительно обладают теми свойствами,
которых и ожидали от этого нового класса элементов. Так в периодическую
таблицу была добавлена новая группа элементов.
В
1904 г. Рамзаю была присуждена Нобелевская премия по химии «в знак
признания открытия им в атмосфере различных инертных газов и
определения их места в периодической системе». В то же самое время
Рэлей получил Нобелевскую премию по физике за свою работу по
концентрации газов и ту роль, которую он сыграл в открытии аргона.
Представляя Рамзая от имени Шведской королевской академии наук, И.Э.
Цедерблом подчеркнул огромное значение его достижений: «Открытие
совершенно новой группы элементов, ни один из представителей которой не
был точно известен ранее, – это совершенно уникальное явление в истории
химии». Работа Рамзая имела решающее значение не только для создания в
1913 г. Нильсом Бором теории атомной структуры. Открытие Рамзаем гелия
позволило заменить легковоспламеняющийся водород, который тогда
использовали для наполнения воздушных шаров, аэростатов и цеппелинов,
инертным, а следовательно, более безопасным газом.
Вскоре
после открытия инертных газов Рамзай обратил внимание на газ,
называемый тогда «эманация» (испускание), который Эрнест Резерфорд и
Ф.Е. Дорн связывали с радиоактивными элементами торием и радием. Работа
Резерфорда, проведенная в 1902 г., убедила Рамзая в том, что эманация
представляет собой инертный газ, который, судя по всему, должен
принадлежать к аргоновой группе. В 1903 г., работая с Фредериком Содди,
Рамзай наблюдал линии гелия в спектре бромида радия. Семь лет спустя
Рамзай и Витлоу-Грей экспериментально доказали, что главный компонент
этой эманации является менее плотным, чем сам радий, – на четыре
атомные единицы, т.е. на точный вес ядра гелия. Эти открытия дополнили
периодическую таблицу еще одним инертным газом – радоном, подтвердив
тем самым гипотезу Резерфорда о том, что радиация связана с
превращением одного элемента в другой.
В
1881 г. Рамзай женился на Маргарет Буханан. У них родилось двое детей.
Помимо проведения научных исследований, Рамзай много внимания уделял
реформе образования. Стремлением повысить уровень преподавания были
ознаменованы все 25 лет его работы в Университетском колледже. После
ухода в отставку в 1912 г. Рамзай, которого студенты и коллеги считали
неутомимым и неисправимым оптимистом, продолжал работать у себя дома, в
Хэцлмиере. В 1914 г., после того как Великобритания объявила войну
Германии, Рамзай предложил правительству свои услуги, однако здоровье
его уже было подорвано. 23 июля 1916 г. Рамзай умер от рака в
Хэцлмиере.
Помимо
Нобелевской премии, Уильям Рамзай был удостоен медали Дэви Лондонского
королевского общества (1895), медали Августа Вильгельма фон Гофмана
Германского химического общества (1903) и других наград, а также
отмечен многими почетными степенями. В 1902 г. ученому был пожалован
титул пэра.
| |