입체화학. 과학적 발견의 역사와 본질

가장 중요한 과학적 발견
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입체화학. 과학적 발견의 역사와 본질

가장 중요한 과학적 발견

"물질의 가장 작은 입자의 공간적 배열에 관한 아이디어는 분자와 그 구성 원자에 대한 아이디어가 과학에 등장한 이후로 표현되기 시작했습니다."라고 V.M. Potapov는 말합니다. J. 달튼 XNUMX세기 초에 그는 원자론에서 가능한 구형, 사면체, 육면체 형태에 대해 말했습니다.

비슷한 시기에 울라스턴은 우주 공간에서 원자의 배열을 고려할 필요성에 주목했고, 두 종류의 원자가 1:4 비율로 결합될 때 '안정적인 평형'이 사면체 배열을 통해 달성된다는 점을 지적했습니다. 그러나 Wollaston은 "XNUMX차 입자의 기하학적 배열"을 알 수 있는 가능성에 대해 비관적이었습니다. 분자 내 원자의 배열이 다를 가능성에 대한 생각은 XNUMX세기 초 이성질체 문제에 대한 논의와 관련하여 많은 과학자들에 의해 반복적으로 표현되었습니다.

따라서 1831년에 J. Berzelius는 "같은 원소의 같은 수의 원자로 구성되지만 불평등한 방식으로 위치하여 불평등한 화학적 성질과 불평등한 결정 형태를 갖는 물체가 있다"고 썼습니다.

이미 XNUMX년대 말에 L. Gmelin은 다음과 같이 말했습니다. 그 결과 그들은 다소 규칙적인 숫자를 형성합니다. 따라서 원자의 배열을 결정하는 것이 매우 중요합니다 ... 아마도 이것으로부터 결정 형태, 이성질체에 더 많은 빛이 비출 것이기 때문입니다 ... 유기 화합물.

유명한 러시아 화학자 A. M. 버틀레로프 많은 초기 작품에서 그는 분자의 공간 구조에 대한 흥미로운 생각을 표현하기도 했습니다. "...나는 그가 생각하는 것처럼 그것이 불가능하다고 생각하지 않습니다. 케쿨레, 평면에서 공간에서 원자의 위치를 나타냅니다."

이것은 1864년의 진술이며 4년 전 Butlerov는 탄소 원자 주위의 치환체의 사면체 배열에 대해 다음과 같이 말했습니다. 단위, 4면 각각이 1 몫의 수소를 결합할 수 있는 XNUMX면체로 상상해보십시오 ... "그래도 Butlerov를 입체 화학의 창시자 중 순위를 매길 이유는 없습니다.

P.I. Walden은 다음과 같이 주장합니다: "왜 입체화학이 25년에야 발생하기까지 1874년이 더 걸렸습니까? .. 대답은 쉽게 주어질 수 있습니다. 아이디어가 사실보다 먼저 나타났습니다! 필요에 따라 사실의 축적에 따라 아이디어가 변형됩니다.

빛과 물질의 상호작용에 대한 연구에서 물리학과 화학의 경계 영역 중 하나에서 입체화학 탄생의 직접적인 원동력이 된 현상이 발견되었습니다.

먼저 편광이 발견되었습니다. 그의 추가 연구는 프랑스 과학자이자 정치가인 Dominique Francois Arago(1786-1853)에 의해 수행되었습니다. 1811년에 그는 석영이 빛의 편광면을 회전시키는 능력이 있다는 것을 발견했습니다. Arago는 이 현상을 광학 활동이라고 불렀습니다. 이 능력이 결정질 상태와 관련이 있다는 것이 점점 더 분명해졌습니다. 결국 석영을 녹일 가치가 있으며 광학 활동을 잃습니다.

XNUMX년 후, J. B. Biot가 다음 단계를 밟았습니다. 그는 많은 유기 액체에도 광학 활성이 있음을 확인했습니다. 여기서 설명은 더 이상 결정의 특징이 아니라 물질 자체의 속성에서 찾아야 한다는 것이 분명합니다.

추가 진행은 작업과 관련이 있습니다. 루이 파스퇴르. 파스퇴르의 입체화학적 연구의 출발점은 타르타르산 염의 결정학적 연구였습니다.

V.M. Potapov는 이 과정을 다음과 같이 설명합니다. “광학 활성 물질에 대한 연구의 첫 번째 단계에서 결정은 항상 반구형입니다. 즉, 거울 이미지에 대한 물체처럼 서로 관련된 두 가지 형태로 존재할 수 있다고 믿었습니다. 이 규칙에 대한 유일한 명백한 예외는 독일의 화학자 E. Mitscherlich에 따르면 광학적으로 비활성인 이성질체인 타르타르산의 결정과 모양이 완전히 일치하는 비반면체로 밝혀진 우회전성 타르타르산의 결정이었습니다.

1848년에 L. Pasteur는 E. Mitcherlich의 실험을 반복하여 포도(광학적으로 비활성인) 산의 나트륨 암모늄염 결정에서 헤미에드리아를 발견했습니다. 동시에 두 개의 거울 형태의 결정이 동시에 만나는 것으로 밝혀졌습니다. 핀셋으로 서로 분리하고 별도로 물에 용해시키면서 파스퇴르는 두 용액 모두 광학적으로 활성이 있으며 하나는 천연 타르타르산처럼 편광면을 오른쪽으로 회전시키고 다른 하나는 왼쪽으로 회전한다는 것을 발견했습니다. 따라서 광학적으로 불활성인 물질인 타르타르산이 두 가지 광학 활성 성분인 우회전성 및 좌회전성 타르타르산의 혼합물이라는 것이 처음으로 밝혀졌습니다.

위의 모든 업적은 Jacob Henry van't Hoff(1852–1911)의 승리를 준비했습니다. 그는 네덜란드 로테르담의 의사 집안에서 태어났습니다. 학교를 졸업한 후 Henry는 XNUMX세에 Delft에 있는 Polytechnic Institute에 입학했습니다. XNUMX학년 말에 그는 XNUMX학년 시험에 응시합니다.

van't Hoff는 고등 교육만으로는 충분하지 않다고 생각하고 박사 학위 논문을 작성하기로 결정합니다. 이를 위해 그는 라이덴 대학교에서 학업을 계속하기로 결정합니다. 그러나 그는 그곳이 마음에 들지 않았기 때문에 헨리는 유명한 화학자 케쿨레에게 본으로 갑니다.

젊은 과학자들이 프로피온산을 발견한 후 Kekule은 그의 학생에게 유기 합성 전문가인 Wurtz 교수에게 파리로 가라고 권했습니다.

파리에서 Henry는 프랑스 산업 화학자 Joseph Achille Le Bel(1847-1930)과 가까워졌습니다. 둘 다 광학 이성질체 분야에 대한 파스퇴르의 연구에 관심을 보였습니다.

그리고 나서 ... K. Manolov가 그의 책 "Great Chemists"에서 쓴 내용은 다음과 같습니다. "Utrecht University에는 풍부한 도서관이 있었습니다. 여기서 Henry는 젖산 연구 결과에 대한 Johannes Wislicenus 교수의 기사를 알게 되었습니다. .

그는 종이 한 장을 가져다가 젖산의 공식을 그렸습니다. 분자의 중심에는 또 하나의 비대칭 탄소 원자가 있습니다. 본질적으로 XNUMX개의 서로 다른 치환기가 수소 원자로 대체되면 결과는 메탄 분자입니다. 메탄 분자의 수소 원자가 탄소 원자와 같은 평면에 위치한다고 상상해 보세요. Van't Hoff는 예상치 못한 생각에 사로잡혔습니다. 그는 기사를 읽지 않은 채로 두고 거리로 나갔다. 저녁 바람이 그의 금발 머리를 헝클어뜨렸고, 그는 주변에 아무것도 눈치 채지 못했습니다. 그의 눈앞에는 그가 방금 그린 메탄의 공식이 서 있었습니다.

그러나 XNUMX개의 수소가 모두 같은 평면에 있을 가능성은 얼마나 됩니까? 자연의 모든 것은 최소한의 에너지 상태를 유지하는 경향이 있습니다. 이 경우 수소 원자가 공간에서 탄소 원자 주위에 균일하게 배열되어 있을 때만 발생합니다. Van't Hoff는 메탄 분자가 우주에서 어떻게 생겼는지 상상했습니다. 사면체! 물론, 사면체! 최고의 위치입니다! 그리고 수소 원자가 XNUMX개의 다른 치환기로 대체된다면? 그들은 공간에서 두 가지 다른 위치를 취할 수 있습니다. 이것이 수수께끼의 해결책인가? Van't Hoff는 서둘러 도서관으로 돌아갔다. 어떻게 지금까지 그에게 그런 단순한 생각이 떠오르지 않을 수 있었을까? 물질의 광학적 특성의 차이는 주로 분자의 공간 구조와 관련이 있습니다.

두 개의 사면체가 종이에 젖산 공식 옆에 나타났습니다. 하나는 다른 하나의 거울 이미지입니다.

반트 호프는 기뻐했습니다. 유기 화합물의 분자는 공간 구조를 가지고 있습니다! 정말 간단합니다... 어떻게 아직 아무도 알아내지 못했습니까? 그는 즉시 자신의 가설을 진술하고 기사를 게시해야 합니다. 실수가 배제되지는 않지만 그의 추측이 맞다면 ... van't Hoff는 백지를 꺼내 미래 기사의 제목을 썼습니다. "현대 구조 화학식을 우주에 적용하는 제안 , 광학 회전 능력과 유기 화합물의 화학적 설계 사이의 관계에 대한 메모와 함께 ". 제목이 꽤 길었지만 목표와 주요 결론을 정확하게 반영했습니다.

Van't Hoff는 기사를 시작하면서 "이 예비 보고서에서 토론을 유발할 수 있는 몇 가지 생각을 표현할 수 있습니다.

저자의 의도는 가장 훌륭하고 독창적이고 유망한 아이디어였지만 네덜란드어로 인쇄된 작은 기사는 유럽 과학자들에게 눈에 띄지 않았습니다. Utrecht 대학의 물리학 교수인 Bui Ballot만이 이를 높이 평가했습니다."

Van't Hoffard의 친구 J. Le Bel이 그의 작품을 출판한 지 겨우 두 달이 지났습니다. 그것에서 그는 네덜란드 과학자가 이전에 했던 것과 거의 같은 방식으로 분자 구조의 공간적 특징에 의한 광학 활동의 출현을 설명했습니다. 그러나 작품은 완전히 동일하지 않았습니다. Potapov는 "가장 중요한 차이점은 Van't Hoff가 사면체의 명확한 기하학적 그림을 사용하여 탄소 원자의 원자가의 방향성에 대해 말했고 Le Bel은 원자가를 일종의 비-원자로 표현했다는 것입니다. 탄소 원자 주위에 발생하는 치환기의 그룹화는 Le Bel에 따르면 이러한 치환기의 특성에 따라 다를 수 있지만 반드시 사면체일 필요는 없습니다. 소위 비대칭 원자의 존재, 두 접근법 모두 동일한 결과를 제공했지만 더 명확하게 공식화된 반트 호프 이론은 시리즈 다른 요인을 설명하는 데 훨씬 더 유익한 것으로 판명되었습니다."

분자의 공간 구조에 대한 바로 그 아이디어는 광학 이성질체 현상을 설명하기 위해 네덜란드인에 의해 개발되었습니다. "그의 기사에서 그는 기하 이성질체에 대한 간단한 설명을 했습니다. 푸마르산과 말레산의 구조를 조사한 후, 그는 두 개의 카르복실기가 평면에 대해 한쪽 또는 두 개의 반대쪽에 위치할 수 있음을 개략적으로 보여주었습니다. 탄소 원자 사이의 이중 결합의 ".

이러한 모든 고려 사항을 표현한 Van't Hoff의 새 기사 "Chemistry in Space"는 유기 화학 발전의 새로운 단계의 시작이었습니다. 출판 직후인 1875년 XNUMX월 van't Hoff는 Würzburg에서 유기 화학을 가르치고 이 분야에서 가장 유명한 전문가 중 한 명인 Wieslicenus 교수로부터 편지를 받았습니다. Wislicenus는 "내 조수인 Hermann 박사가 귀하의 기사를 독일어로 번역하는 것을 허가하고 싶습니다. 귀하의 이론적 발전은 저에게 큰 기쁨을 주었습니다. 지금까지 이해할 수 없는 사실을 설명하려는 매우 재치 있는 시도뿐만 아니라 그러나 그것은 우리 과학에서 ... 획기적인 의미를 갖게 될 것입니다.

이 기사의 번역은 1876년에 출판되었습니다. 이때까지 van't Hoff는 Utrecht에 있는 Veterinary Institute에서 물리학 조수로 일할 수 있었습니다.

van't Hoff의 새로운 견해를 대중화한 특별한 "공로"는 라이프치히의 Hermann Kolbe 교수에게 있었는데, 그는 그 기사에 반대했고, 더군다나 다소 거친 어조로 말했습니다. van't Hoff의 기사에 대한 그의 논평에서 그는 다음과 같이 썼습니다. 아마도 수의학 연구소에서 고용되었을 것입니다.) 그의 "Chemistry in Space"에서 화학 파르나서스로 대담하게 비행하는 동안 그에게 보이듯이 원자는 행성간 공간에 위치한다고 선언했습니다. 당연히 이 날카로운 질책을 읽은 모든 사람들은 반트 호프의 이론에 관심을 보였습니다. 따라서 과학 세계에서 급속한 확산이 시작되었습니다. 이제 van't Hoff는 자신의 우상인 Byron의 말을 되풀이할 수 있었습니다. "어느 날 아침에 나는 유명인사를 깨웠다." 이 기사가 출판된 지 며칠 후 Kolbe van't Hoff는 암스테르담 대학교의 교수직을 제안받았고 1878년부터 화학 교수가 되었습니다.

저자: Samin D.K.

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LG, 플렉서블 OLED 디스플레이 탑재한 스마트폰 출시 28.04.2013

LG전자가 플렉서블 스크린을 탑재한 최초의 스마트폰 출시를 발표했다. Pocket-lint에 따르면 LG 모바일 디렉션의 윤부현 부사장을 인용하여 벤더는 2013년 XNUMX분기에 이러한 장치를 시장에 출시할 계획입니다. 디스플레이는 OLED 기술을 사용하여 제조될 예정입니다.

Pocket-lint는 새 스마트폰이 Optimus G2가 될 수 있다고 제안합니다. 일부 보고서에 따르면 "특별하고 독특한 것"이 예상되기 때문입니다. 하지만 이 모델은 올해 XNUMX분기 출시를 예정하고 있어 플렉서블 디스플레이가 탑재된 기기의 발표 날짜와 맞지 않는다.

LG는 최고의 모바일 장치 제조업체 중 하나이지만 IDC에 따르면 2012년 XNUMX분기에 상위 XNUMX위권에서 밀려나며 떠오르는 중국 벤더인 ZTE와 화웨이로 대체되었습니다.

2012년에 세계 최대 휴대폰 및 스마트폰 제조업체인 삼성 전자는 유사한 장치를 출시할 계획이었습니다. 그러나 이러한 계획은 실현될 운명이 아니었습니다. 그러나 삼성은 플렉서블 기기에 대한 관심을 살리기 위해 올해 XNUMX월 미국 라스베이거스에서 열린 CES 국제 전자전에서 플렉서블 스크린과 이를 기반으로 한 프로토타입 기기를 모두 시연했지만, 결과는 나오지 않았다. 구부리다. 삼성은 XNUMX월 말 이전에 플렉서블 디스플레이를 가장 먼저 양산할 계획이다.

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