Нобелевские лауреаты в области неорганической химии

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

  Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

"Дагестанский  государственный университет"

  Химический  факультет

  Кафедра общей и неорганической химии

 
 

Курсовая  работа

студента 1 курса очного отделения

направления бакалавриат - общий профиль

 

Курбанова Халетдина Уружбековича

 

  Нобелевские лауреаты в области неорганической химии

 
 
 

Научный руководитель:

доцент, к.х.н.

Х.М. Гасанова

 
 
 
 
 

Махачкала - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

 
 

ВВЕДЕНИЕ

 

ГЛАВА: Нобелевские лауреаты

 

§ 1   Уильям Рамзай...............................................................................4

§ 2  Муассан Анри.................................................................................7

§ 3   Мария Склодовская-Кюри............................................................9

§ 4 Альфред Вернер.............................................................................11

§ 5  Теодор Уильям Ричардс................................................................12

§ 6 Фриц Габер.....................................................................................13

§ 7   Фредерик Содди..............................................................................16

§ 8   Гарольд Клейтон Юри...................................................................18

§ 9  Фредерик и Ирен Жолио-Кюри.....................................................19

§ 10   Уиллард Франк Либби...................................................................21

§ 11   Ричард Смелли, Роберт Керл, Харолд Крото.............................23

§ 12  Герхард Эртл..................................................................................25

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 
 
 
 
 

                              Введение

      Нобелевские премии — ежегодные международные премии, названные в честь их учредителя, шведского инженера-химика, изобретателя и промышленника Альфреда Бернхарда Нобеля.

      Нобелевская премия присуждается ежегодно за достижения в следующих областях человеческой деятельности:

Химия — с 1901, Швеция;

Физика  — с 1901, Швеция;

Медицина  и физиология — с 1901, Швеция;

Литература  — с 1901, Швеция;

Защита  мира— с 1901, Норвегия.

Экономика — с 1969, Швеция;

 
 

Краткая историческая справка о создании Нобелевской премии.           Альфред Нобель скончался 10 декабря 1896 г. В своем  знаменитом завещании, написанном в  Париже 27 ноября 1895 г., он написал следующее:             "Все мое оставшееся реализуемое  состояние распределяется следующим  образом. Весь капитал должен  быть внесен моими душеприказчиками на надежное хранение под поручительство и должен образовать фонд; назначение его - ежегодное награждение денежными призами тех лиц, которые в течение предшествующего года сумели принести наибольшую пользу человечеству. Сказанное относительно назначения предусматривает, что призовой фонд должен делиться на пять равных частей, присуждаемых следующим образом: одна часть - лицу, которое совершит наиболее важное открытие или изобретение в области физики; вторая часть - лицу, которое добьется наиболее важного усовершенствования или совершит открытие в области химии; третья часть - лицу, которое совершит наиболее важное открытие в области физиологии или медицины; четвертая часть - лицу, которое в области литературы создаст выдающееся произведение идеалистической направленности; и наконец, пятая часть - лицу, которое внесет наибольший вклад в дело укрепления содружества наций, в ликвидацию или снижение напряженности противостояния вооруженных сил, а также в организацию или содействие проведению конгрессов миролюбивых сил.          Награды в области физики и химии должны присуждаться Шведской королевской академией наук; награды в области физиологии и медицины должны присуждаться Каролинским институтом в Стокгольме; награды в области литературы присуждаются (Шведской) академией в Стокгольме; наконец, премия мира присуждается комитетом из пяти членов, выбираемых норвежским стортингом (парламентом). Это мое волеизъявление, и присуждение наград не должно увязываться с принадлежностью лауреата к той или иной нации, равно как сумма вознаграждения не должна определяться принадлежностью к тому или иному подданству".             В 1900 г. был создан Нобелевский фонд, и его статус был выработан специальным комитетом на основе условий, оговоренных в завещании[1].[2].

 

§1 Уильям Рамзай

2 октября 1852 г. – 23 июля 1916 г. 
Нобелевская премия по химии, 1904 г.

Шотландский химик Уильям Рамзай родился в Глазго. В 1866 г., после окончания в Глазго академии, он поступил в университет.

      Поступил в 1871 г. в Тюбингенский университет. В 1872 г. он защитил докторскую диссертацию, которая называлась «Исследования толуоловой и нитротолуоловой кислот». Вернувшись 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 Д. И. Менделеева, Рамзай и Рэлей пришли к выводу, что аргон и гелий являются двумя представителями семейства пока еще не открытых элементов. Исследуя различные минералы и метеориты, Рамзай не нашел никаких следов инертных газов. Однако в 1898 г., работая с Морисом Траверсом, он применил 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. 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». 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», который Э. 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, 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[3].

 
 
 

§2 Анри Муассан

28 сентября 1852 г. – 20 февраля 1907 г. 
Нобелевская премия по химии, 1906 г.

Французский химик Фердинанд Фредерик Анри Муассан  родился в Париже. Его отец был  служащим Восточной железнодорожной  компании, а мать – портнихой. В 1864 г. Муассан поступил в муниципальную гимназию. В гимназии будущему ученому встретился талантливый учитель математики и естественных наук, который занимался с Муассаном дополнительно и бесплатно. Муассан настолько целеустремленно стал изучать химию, что пренебрег другими предметами и по окончании гимназии в 1870 г. не был принял в университет. В 1874 г. Муассан перешел в лабораторию Пьера Поля Дехерена в Высшую политехническую школу, где изучал физиологию растений. Дехерен уговорил Муассана закончить образование, и тот поступил в Парижский университет, где в 1974 г. стал бакалавром, а три года спустя – магистром. В 1880 г. Муассану была присуждена докторская степень по неорганической химии за работы об окислах хрома.

      Муассан с 1879 по 1883 г. работал ассистентом лектора в Высшей фармацевтической школе в Париже и проводил там лабораторные занятия. В 1886 г. он был избран профессором токсикологии, а спустя три года стал профессором неорганической химии. Муассан посвятил себя проблеме, которая в течение 80 лет не поддавалась решению путем химического анализа. Сходство между хлористоводородной и фтористоводородной кислотами свидетельствовало о существовании фтора. Тем не менее все попытки выделить свободный хлор из расплавленных солей фтористых соединений терпели неудачу, поскольку при высокой температуре, освобожденный фтор реагировал с водой, с сосудом, где проходила реакция, с электродами. Безводный фтороводород не проводит электрического тока. Учитывая этот факт, Муассан в 1886 г. сумел выделить свободный фтор, используя в качестве электролита безводный фторид калия, растворенный в безводной фтористоводородной кислоте, и платиноиридиевые электроды. Из-за технических трудностей, связанных с получением фтора при высоких температурах, Муассан исследовал химические свойства фтор соединений при очень низких температурах. Вместе с шотландским химиком Джеймсом Дьюаром он получил жидкий фтор при – 185°С, который даже при этой температуре продолжал реагировать с водородом и углеводами. Изучение фтора привело к открытию карбон-тетрафторидов, метила, этила и изобутилфторидов, а также сульфурилфторидов. Современное применение фтора включает отделение урана-235 от урана-238 в виде гексафторида урана.

      Муассан исследовал и соединения фтора с  металлами: платиной, щелочноземельными  металлами, серебром и марганцем, а также неметаллический иодиднентафторид и нитрилфторид. Помимо изучения свойств соединений фтора, Муассан разработал технологию получения бора, которая обеспечивала получение чистого (99%) бора по сравнению с ранее получаемым 70%. Он надеялся также добиться выделения кристаллов алмазов при разложении фторуглеводородов. Несмотря на неудачу, проведенная Муассаном аналитическая работа по алмазам показала, что они часто содержат примеси железа. Поскольку было известно, что железо растворяет углерод и что алмазы образуются в условиях высокой температуры и высокого давления, Муассан попытался получить алмазы, подвергая высокому давления расплавленное железо, насыщенное углеродом. Он добился высокого давления, погружая расплавленное углеродсодержащее железо в холодную воду. При этом насыщенное углеродом железо расширялось внутри образовавшейся в результате охлаждения железной корки и, таким образом, создавалось высокое внутреннее давление. Муассан претендовал на то, что эта технология обеспечит получение мелких алмазов, однако его надежды не оправдались. Несмотря на то, что работа Муассана по производству алмазов оказалась бесплодной, разработанная им технология имела огромное практическое значение. Чтобы добиться чрезвычайно высоких температур, он сконструировал печь с электрической дугой, где температура нагревания достигала 3500° С. Благодаря этому изобретению Муассан стал основателем химии высоких температур. Муассан обнаружил, что при очень высоких температурах углерод, бор и кремний, которые не проявляют активности при обычных температурах, реагируют со многими элементами и образуют соответственно карбиды, бориды и силициды. Он также получил карбид кремния. Научные открытия Муассана незамедлительно нашли применение в промышленности, например, в производстве ацетилена из карбида кальция.