نبذة عن حياة الكيميائيين “شوتزنبرجه وكيكوله”

1999 تاريخ الكيمياء

صلاح محمد يحياوي

KFAS

شوتزنبرجه كيكوله شخصيّات المخطوطات والكتب النادرة

شوتزنبرجه  SCHUTZENBERGER

1829 – 1897م

بول شوتزنبرجه كيميائي فرنسي، يعود إليه اكتشاف ضروب هيدرو الكبريتيد، واكتشاف ضروب خلات السليلوز عام 1869م. غدا عضواً في أكاديمية العلوم الفرنسية عام 1888م.

 

كيكوله KEKULE

1829 – 1896م

أوغست كيكوله فون استرادونيتس VON STRADONITZ كيميائي ألماني، ابتكر استعمال الصيغ المنشورة في الكيمياء العضوية، وصاغ عام 1857م نظرية التكافؤ الرباعي للكربون، ووضع فرضية الروابط المضاعفة، واقترح عام 1865م الصيغة السداسية للبنزن.

أسس الكيميائي الألماني فريدريك كيكوله النظرية البنيوية الحديثة في الكيمياء العضوية.  ومن أشهر اكتشافاته اكتشافه بنية جزيء البنزن الوحيدة. 

والبنزن هو أحد أشهر مركبات صناعة الأصبغة الصنعية، والمستعمل على نطاق واسع في اصطناع مركبات أخرى أكثر تعقيداً. 

ومع أن هذه النظرية كانت قد أنجزت وحُوِّرَت على مر السنين، إلا أن التفسير العبقري الذي قدمه كيكوله للبنى الكيماوية لا يزال يستعمل إلى يومنا هذا لتمثيل الجزيئات العضوية.

 

كان كيكوله، وهو من مواليد درا مستادت، مبهوراً بالبنى منذ كان طفلاً.  وتركز اهتمامه على الأبنية. 

فعزم على أن يكون مهندساً معمارياً.  ودخل جامعة جيسّن ليدرس فيها الهندسة المعمارية، وكانت شهيرة بدروسها. 

وتعرف فيها مصادفة على الكيمياء الشاب اللامع جوستوس فون ليبيغ الذي أقنع كيكوليه بالتفرغ للكيمياء. 

وكان قرار كيكوليه بالتخلي عن الهندسة المعمارية منعطفاً حاسماً ليس في حياته فحسب بل في تاريخ الكيمياء أيضاً.

 

وبعد أن حصل كيكوله على درجة الدكتوراه عام 1852م قام برحلات متعددة إلى إنكلتره وفرنسة، وتعرف فيهما على كثير من العملاء، واطلع على أكثر أعمالهم حداثة.

وعندما عاد عام 1856م إلى ألمانية شغل وظيفة أستاذ في جامعة هيدلبرغ الشهيرة.  وأقام فيها مختبره الخاص. 

وقد جعلته الرحلات التي قام بها، ومحادثاته مع العلميين الآخرين يهتم بمفهوم التكافؤ، أي بالوسيلة التي تشكل بها الذرات والجزيئات المفردة روابط فيما بينها لتعطي مركبات كيماوية. 

وكان الكيميائيون حتى العقد 1850م يدلون على التركيب الذري للجزيئات بالاقتصار على إحصاء عدد ذرات كل عنصر نم عناصر الجزيء في ترتيب اصطلاحي.

فالماء مثلاً يمثل وفق هذا النظام بــ H₂O، وهذا يعني أن ذرتين من الهيدروجين (H) تتحدان بذرة واحدة من الأكسجين (O)، ومع ذلك تساءل كيكوليه عن إمكان تمثيل هذه الاتحادات الثابتة للذرات بطريقة أجدى تمثيلاً يظهر اتحاد كل ذرة بالذرة أو الذرات الأخرى. 

 

فإن تحقق ذلك فيمكن  لهذه التمثيلات أن تفسر للكيميائيين تركيب الجزيء بدقة كبيرة، ويمكنها أيضاً أن توحي بالطريقة التي يستطيع بها الجزيئات أن تتحد فيما بينها لتشكل مركبات جديدة.

ولإثبات هذه الفكرة شرع كيكوله بدراسة كيمياء الكربون، العنصر الأساس في الكيمياء العضوية، ونشر عام 1858م أطروحته التاريخية التي وصف فيها تكافؤ ذرة الكربون قائلاً: "إن الكربون رباعي التكافؤ، أو بعبارة أخرى إن بإمكان ذرة الكربون أن تتحد بأربع ذرات أخرى".

والأهم من ذلك أن كيكوله بين أن بالإمكان تخصيص ثلاث من الروابط الأربع الجاهزة لتتحد بذرات كربون أخرى بحيث يمكن تشكل سلاسل طويلة من هذه الذرات.

واقترح الكيميائي الأسكتلندي أرشيبالد كوبر المعجب بكيكوليه إمكان تمثيل الروابط بخطوط قصيرة، وسرعان ما قبل الكيميائيون عالمياً بفكرة بنى كيكوله.

 

وبذلك غدا تمثيل المركبات بنيوياً أمراً سهلاً، وهُجر التمثيل الرمزي للماء بــــ H₂O إلى تمثيل يبين أن ذرتي الهيدروجين متحدتان بذرة الأكسيجين برابطتين بسيطتين H-O-H.

وأسهمت الروابط المزدوجة والثلاثية (الممثلة بخطوط مزدوجة أو ثلاثية) في توضيح البنية في البنى الأكثر تعقيداً، كما في مثال حمض الخل (C2H4O2) ففي الحالة التي تكون فيها رابطتان من الروابط الأربع في إحدى ذرتي الكربون رابطتين بسيطتين فإن هذا يستدعي أيضاً وجود رابطة مزدوجة (تكمل الروابط الأربع الممكنة).  وبالتالي يمثل حمض الخل بنيوياً كما يلي:

 

 

وعلى الرغم من التقدم الضخم الذي قدمه تبني "بنية كيكوله"" فقد نشأت مشكلة ما وجد لها حل، هي مشكلة بنية فحم هيدروجيني هام يدعى البنزن، والذي كان دوره أساسياً في نمو أولى الأصبغة الاصطناعية، لذلك كان إيجاد حل للمشكلة أمراً ملحاً. 

وكان الكيميائيون يعرفون صيغته المجملة C6H6، إلا أنهم كانوا يجهلون الطريقة التي تتوضع بها الروابط في الجزيء.

ومرة أخرى تقدم كيكوليه في ذلك على الآخرين عندما وجد الجواب في ومضة حدس.  ففي أحد الأيام من عام 1865م، وعندما كان في قيلولة تراءت له أفاع في الحلم.

 

ورأى إحدى الأفاعي تعض بنواجذها على ذيلها مُشَكِّلةً حلقة.  فاستيقظ فجأة موقناً أنه وجد حلاً لبنية جزيء البنزن. 

كانت هي فكرة الحلقة ذات ذرات الكربون الست هي الحل، وفيها تتحد كل من ذرات الكربون بذرة هيدروجين واحدة، فَمَثَّل كيكوليه الجزيء كما يلي:

ونشرت بناء على تلك الصيغة نظريات أكثر إعداداً عن التكافؤ، وأعدت صيغ رياضيةفي منتهى التعقيد لتفسير الخطوط البسيطة في صيغتي كيكوله البنيوية. 

وعلى الرغم من كل ذلك فإن الكيمياء الحديثة لا تزال تستخدم ترسيمة كيكوله، لأنها وسيلة بسيطة لكنها ملائمة جداً لتمثيل الجزيئات.

 

ومكن الإعلام الإضافي الذي قدمته صيغ كيكوله الكيميائيين من الاستعلام عن الكيفية التي يمكن أن تتكون بها مركبات جديدة، وانطلاقاً من ذلك طورت تقنيات جديدة لاصطناع مواد نوعية أخرى

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]