弗里德利希·凯库勒（著名化学家）

　　弗里德利希·凯库勒的个人简介

　　弗里德利希·凯库勒1829年9月7日生于达姆施塔特，1896年7月18日卒于波恩。凯库勒中学时，就懂四门外语，从小热爱建筑，立志长大后要当一名优秀的建筑大师。

　　1847年，凯库勒以优异的成绩考人了吉森大学。这是德国当时最为著名的一所大学，校园美丽、学风淳朴，更为值得骄傲的是，这所大学还拥有一批知名度极高的教授，而且，允许学生可以不受专业的限制，选择他们喜爱的教授。

　　1851年，凯库勒22岁时，他来到了巴黎，当上了法国化学家日拉尔的学生。日拉尔是主张“类型学说”的学者，他认为化合物有四种类型：水型(如H2O)，氢气型(如H2)，氯化氢型(如HCl)，氨型(如NH3)。凯库勒在巴黎读了日拉尔的著作《有机化学概论》 ，对有机化学有了一定的兴趣。

　　1865年5月11日，凯库勒根据对于苯的化学性质及其衍生物的研究，在比利时皇家学会发表了题为《关于苯环的几种衍生物》的论文。在这篇论文里，描述了苯环的一元取代物、二元取代物、三元取代物和它们的异构体，他首先使用了劳香族这个名称，一直到现在化学家还在使用这一术语。他和他的助手们第一次使用了邻位、间位、对位等术语，同时制定了测定这三种异构体的方法。论文的目的是阐明苯环的结构。由于苯环学说对有机化学的发展具有特殊的意义，所以化学界把1865年看成有机化学具有突破性成就的一年。

　　1868年，凯库勒又回到德国，被波恩大学聘请担任化学教授。在波恩大学成立五十周年时，他接受了医学博士名誉学位。自从他担任波恩大学化学系教授以后，很多学化学的人都纷纷来到波恩大学，听凯库勒的讲演，并在他的指导下从事化学实验和研究，其中最著名的一位是范霍夫(他是在1901年第一位获得诺贝尔奖金的化学家)。从此以后凯库勒的学生一天天地多起来了，波恩大学化学系也大大地发展了，成了欧洲化学研究中心。1873年著名的有机化学家，莫尼克大学化学系主任李比希教授逝世后，该校拟聘请凯库勒继任系主任，他没有接受这一聘任，而是推荐拜耳担任此职。1877年凯库勒当选为波恩大学校长。

　　1890年3月10日，凯库勒在波恩大学宣读了论文《吡啶的结构式》 ，这篇论文进一步证明了苯环结构理论的正确性

　　1896年4月，凯库勒在旅行途中，因患重感冒，并发心脏病，于当年7月13日病故。

　　弗里德利希·凯库勒对化学的选择

　　在凯库勒正准备扬起自己的理想风帆时，一个偶然的事件，却改变了他的人生道路。

　　这就是赫尔利茨伯爵夫人的案件。此案开庭审理时，凯库勒参加了旁听。在黑森法庭，他见到了本案的真正的判决者——大名鼎鼎的李比希教授。教授手里拿着一枚戒指。这是一枚价值连城的宝石戒指，上面镶着两条缠在一起的金属蛇，一条是赤金的，一条是白金的，看上去精美绝伦。李比希教授测定了金属的成分，然后缓缓地站起身来面对着台下急不可耐的听众，用一种平和而又坚定的语气说道：“白蛇是金属铂，即所谓‘白金’制成的。现在伯爵夫人侍仆的罪行是明显的，因为白金从1819年起，才用于首饰业中，而他却硬说这个戒指从1805年就到了他手中。”清晰的逻辑分析，确凿的实验结论，使罪犯终于供认了盗窃戒指的事实。这个案件的审理，使凯库勒对这位知名教授产生了一种由衷的敬佩之情。

　　其实，凯库勒在吉森大学早就听说了李比希教授的大名，同学们也多次劝说他听听这位教授的化学课，但他对化学毫无兴趣，不愿意将时间花费在自己不愿做的事情上，因此，对这位教授的了解也仅限于道听途说。这次偶然的接触，使凯库勒一改初衷，决定去听听李比希教授的化学课。课堂上，李比希教授那轻松的神态、幽默的语言、广博的知识把凯库勒带人了一个全新的世界，这个世界像梦一般的美，强烈地吸引着凯库勒，使他对化学产生了极大的兴趣。

　　弗里德利希·凯库勒对苯结构的研究

　　当时有机化学家们遇上了一道难题：人们从煤焦油中提取出—种有芳香气味的液体，叫做苯。苯的结构非常怪。一个苯分子含有6个碳原子和6个氢原子。碳的化合价是4价，一个碳原子应该和4个氢原子化合才对，而苯怎么会是6个碳原子和6个氢原子的化合物呢?

　　凯库勒也对此进行了不懈的研究。1865年圣诞节后的一天，凯库勒由于长期研究苯分子的结构，已经疲惫不堪。他早已经测定清楚，苯分子是由6个碳原子和6个氢原子组成。那么，这6个氢和6个碳的原子又是以什么样的方式组合起来的呢?凯库勒一面苦心思考着，一面在纸上画;他试着写出几十种苯的分子式，但是又都一一否决了。

　　“不行”，“还是不行”，“唉，都不对”，他自言自语的嘟嚷着，一边随意在纸上画了几笔。

　　“到底苯的分子结构应当是什么样的呢?”他百思不得其解，想得头都有些痛了。他把椅子拉近壁炉，半躺在安乐椅上，炉火的温暖使他感到很惬意。慢慢地，这位化学家朦朦胧胧地入睡了……

　　咦，那是什么，凯库勒忽然看见碳原子连在一起形成了一条弯弯曲曲的蛇，对，是一条蛇!这条蛇身上的每个碳原子上都还带着一个氢原子，碳原了和氢原子互相长在一起，连成了一条怪模怪样的长蛇。这条怪蛇忽然蠕动起来了，它在爬，它在摇头晃脑，它在跳舞，而且越跳越快，渐渐地，这条蛇转起圈来，蛇头追着蛇尾，不停地转动着;形成了一个圆环。突然，蛇头追上了蛇尾，并一口咬住了，牢牢地衔住尾巴尖，就此不动了。这条蛇原来在他手掌上，呀，不是蛇!原来是李比希给他看过的那只宝石戒指，不错，在他手掌上确实放着一只宝石戒指——白金做的。呀!还是一条蛇，一条白金蛇!凯库勒哆嗦了一下，醒过来了，多么奇怪的梦啊!他回味着。那些奇怪的碳原子和氢原于的样子还没有消失，他想起了分子中各个原子的排列顺序，也许这就是长期未能解决的问题的答案吧?凯库勒匆匆地在一张纸上写下了梦中看到的环状结构。这就是苯分子的第一个环状式。长期未能解决的问题，最后“一梦成功”了。这毫无疑问是凯库勒长期研究的结果，也和他独具的立体思维能力密不可分。

　　凯库勒因为在有机化学方面的杰出贡献而成为有机结构奠基人。

　　凯库勒说他是受梦的启发发现了苯环结构的，如果能够证明在凯库勒之前已经有人提出了苯环结构，而且凯库勒还知情，那么我们就可以认为凯库勒没有说真话。事实的确如此。沃提兹发现早在1854年，法国化学家奥古斯特·劳伦在《化学方法》一书中已把苯的分子结构画成六角形环状结构。沃提兹还在凯库勒的档案中找到了他在1854年7月4日写给德国出版商的一封信，在信中他提出由他把劳伦的这本书从法文翻译成德文。这就表明凯库勒读过而且熟悉劳伦的这本书。但是凯库勒在论文中没有提及劳伦对苯环结构的研究，只提到劳伦的其他工作。所以，凯库勒是没有必要从梦中得到启发的。凯库勒编造这么个离奇故事的原因，可能正是为了不想让人知道他的重大发现与法国人有关。在当时的德国反法情绪很盛行，年轻时曾在巴黎留学的凯库勒也受到感染。沃提兹发现凯库勒在一封信中把法国人叫做“狗崽子”。或许可以说，这是一种“爱国主义”的剽窃行为。

　　凯库勒所以能想到这种结构式，是来自于两点：一点是六个碳原子之间的结合是非常牢固的;另一点是在把所有的芳香族化合物同脂肪族各个化合物比较后发现，其分子中碳的百分率显著增大。换句话说，随着氢份的减少，碳原子存在的剩余化合能力大为增加。凯库勒根据这种结构式进一步论述了苯的六个氢原子应当具有完全等同的性能;并且还说明了当从苯衍生出的许多取代物生成各种同分异构体的时候，根据取代原子或取代基的数目和种类，就可以推断出生成的同分异构体数目，以及所生成的各同分异构体的性质差异等问题。不幸的是，当时凯库勒手中掌握的实例非常贫乏，所以这些问题还需要根据未来的实验来验证。应当怎样进行这方面的实验呢?凯库勒在这篇论文中对实验方法也做了说明。

　　另外，在凯库勒的这篇论文中，还以确定苯的结构式为中心，列举了当时已知的许多芳香族化合物的结构式。看到了这些化合物的结构式，就使人感到像似看到了明媚春光中的蝴蝶和小鸟在欢快地飞舞和歌唱;又好像似看到了花园里的迎着春风盛开的鲜花，微笑着，散发出芳香。

　　凯库勒的预想，幸运地一步一步地得到了证实。关于苯的六个氢原子都是等同的预想，1869年通过拉敦伯(AlbertLadenburg，1842～1911)的巧妙的实验，以及休布纳(HansHbner，1837～1884)、皮特曼(Petermann)和乌布列夫斯基(EduardWroblew-Ski，1848～1892)等人的实验得到了完满的证实。关于取代物的同分异构体问题，由库那尔(WilhelmKorner，1839～1925)以及拜尔、格雷贝、里贝曼、格里斯等人的实验，也得到很圆满和很有说服力的验证。不仅如此，由于艾伦迈尔和杜阿尔及柯尔纳等人的研究结果，又把苯的结构式扩展到萘(C10H8)、吡啶(C5H5N)和喹啉(C9H7N)等方面。这样一来，就使凯库勒的苯的基础越来越巩固了。