苯的发现者—法拉弟

　　1825年6月16日，在英国皇家学会举行的一次学术会议上，法拉第（Michael  Faraday1791－1867）宣读了他的关于发现苯的论文，叙述了他是怎样从一种复杂的混合物中分离出这种碳氢化合物的，还介绍了这种化合物的性质和测定组成的方法和结果。当时年轻的法拉第还只有三十四岁，但是他已经在皇家研究院工作了十二年之久。

　　法拉第用来分离出苯的原料是一种油，在当时，伦敦这个城市为了生产照明用的气体（也称煤气），通常是将鲸鱼或鳕鱼的油滴到已经加温的炉子里，以产生煤气，然后再将这种气体加压到十三个大气压，把它储存在容器中，供各方面使用。在压缩气体的过程中，同时得到了一种副产品—油状液体。

　　法拉第对这种油状液体发生了兴趣，几乎花了五年时间来研究它。为了从混合物中分离出他所想要得到的组份，法拉第设法弄到了数量相当可观的油状液体，他细心地进行蒸馏，每隔10℃更换一次接受容器,把气体冷凝成各个组份。他觉得这样做还不够细致,于是再重复地精制这些馏份,最后法拉弟终于得到了具有重大意义的结果。他发现在80℃到87℃区间内蒸馏时，沸点比较恒定，在这个时候蒸出大量的液体时，温度没有多大变化。而在蒸馏其他组份时，温度经常要升高。这一点启发了法拉第，他继续研究在这个温度区间内获得的某种固定组份的物质，最后终于分离出一种新的碳氢化合物。法拉第描述这种碳氢化合物，略带杏仁味，在一般的条件下，它是一种无色透明的液体当把这种液体放在冰水中冷却到零度时，它就会结晶变成固体，在玻璃容器的器壁上长出  树枝状的结晶，如果从冰水中取出容器，让温度慢慢上升，这种固体在5.5℃时熔化，如果把熔化后的液体暴露在空气中，最后它会完全挥发。

　　值得注意的是，法拉第当时测得这种化合物的熔点为5.5℃，沸点82.2℃，在15.5℃时它的比重是0.85。与现在所测得的苯的熔点(5.5℃)，沸点(80.1℃)，10℃时比重为0.87865，在数值上是比较接近的，它们之间的差别是因为当时法拉第分离出来和苯还不够纯。法拉第还观察了这种液体不导电，微溶于水，易溶于油、醚和醇中，在阳光照射下，让氯气与这种物质作用，生成两种物质，一种是结晶，另一种是粘稠状的液体，它们无疑是对二氯苯与邻二氯苯。

　　法拉第将这种液体的蒸气通过热的氧化铜，把它分解成二氧化碳和水，例如在60℃时，0.776克蒸气分解产生的二氧化碳和水相当于0.711704克碳和0.064444克氢，说明这个化合物中碳与氢的重量之比为12:1。但由于当时法拉第所用的原子量与现在不同，当时的标准是C=6，H=1，所以法拉第就认为这种化合物的实验式是C₂H，并把它称为是重碳氢化物(bicarburet of hydrogen)。如果法拉第能采用现在的原子量标准C=12，H=1的话，它肯定能正确地表达出苯的实验式是CH。

　　法拉第还用引爆这种化合物的蒸气与氧气的混和物的方法，测得它的蒸气密度是2.44(以氧气的密度等于1为标准)，但是由于法拉第当时此还认识得不够清楚，所以他也没有能进一步推测出苯的分子式是C₆H₆。尽管如此，法拉第毕竟应该算是第一位分离出苯这种碳氢化合物的化学家，而且第一次研究了苯的性质，测定了苯的组成，所以发现苯的功劳应该归于法拉第。

扩展资料

比凯库勒更早发表苯结构的化学家

—约翰·约瑟夫·洛希米特小传

苏      敏

　　19世纪中期，最使化学家困惑的问题之一便是苯及其衍生物的结构。现在你若随便问哪一个化学家：是谁第一个提出苯的正确结构？得到的回答几乎是一个：奥古斯特·凯库勒。或许还会接着告诉你他那个关于蛇咬住尾的梦的故事。对此人们毫不怀疑，广为传知。

　　然而，令我们吃惊的是，有证据表明，凯库勒根本不是第一个描述苯的结构的人。事实上 首先正确地说明苯的环状结构的是约翰·约瑟夫·洛希米特（Johann  Jasef  Loschmidt 182l～1895），他在1861年第一个发表了苯的正确结构，这要比凯库勒早四年！。

　　 这的确是个历史的误会。谁都无法否认洛希米特是个天才，并且是走在时代前面的科学家。但是，他天性害羞，而且又从不爱抛头露面，以致于他那些对于分子结构阐述的里程碑式的研究成果至今被人忽视。但我们不能继续如此，如果我们今天仍对他那些伟大的“成果”不加理  会，那实在是对一个天才的不敬。让我们回过头 来看看这些“第一”吧：

　　1．第一个关于苯及其它芳香化合物的正确结构，总共121个；  

　　2．第一个烯丙基（allyl）的表示；　

　　3．第一个丙烯（vinyl）和其它化合物的表示；　

　　4．第一个描述环丙烷，比弗洛德（Freund）早21年；

　　5．第一本用原子，而不是用键线表示分子图像的著作；　

　　6．第一个采用双键和叁键符号（含重叠）；　

　　7．第一个真实展现原子大小和键距（对叁键重叠最大）；

　　8．第一批用C= 12，N= 14，0＝16表示的正确的分子式；

　　9．第一本来用原子团符号的教科书；

　　10．第一个在原子符号上使用价的符号。而“价（Valenz）”这一概念七年后（1868年）才由维切毫斯（Wichelhaus）提出；

　　 ll．第一个线型- 分子式标志（LINE  FOR  MULA  NOTATIoNS）（“合理的分子式”）；

　　 12．第一个发现六价和四价硫。

　　 这些卓越的成就被忽视了近半个世纪。首先认识到洛希米特的重要性的不是别人，正是凯库勒的学生—理查德·昂舒兹（Richard  An  schutr）。他在19l3年将洛希米特的成果整理后重新发表，在书中专门介绍了洛希米特的简历，并作了许多评述。洛希米特1821年出生在波西米亚的靠近卡尔什巴（Carlsbad）的一个贫穷的农民家里。在1895年洛希米特的讣告中，他的好友路德维希·玻尔兹曼（Ludwig  Boltzmann）曾这样说，洛希米特极其厌恶农民生活，而他父母认为他除了研究学习之外毫无用处。在村里牧师和老师的支持和鼓励下，他进了高中，最后进入布拉格大学。21岁时他到了这所大学以及技术学院（现称技术大学），开始学习哲学和数学，后来又学了自然科学、物理和化学。离开大学后，洛希米特先后进入东奥地利、斯泰尼亚（Styria）、波西米亚和摩拉维亚（Moravia）的几个工业部门。生产硝酸钾、草酸及其它产品。这些探索虽然在技术上是成功的，却没给他带来经济上的好处。在18世纪50年代初，他身无分文地回到维也纳，找到一个当门房的工作，随后在一所中学当教师。自然科学的理论难题一直深深吸引着洛希米特。今天人们对他记忆忧新的仅是“洛希米特常数（Loschmidt Number）”，这是他1865年计算出的每微升理想气体的分子数。（这个常数现常称作“阿佛加德罗常数（AvOgadro Number）”，或洛希米特／阿佛加德罗常数）但事实上，早在1861年他就私下出版了可以称作“世纪经典”的专著。这是一本装帧精美的八开本共47页的手册。书名为《地理描述中的有机化学结构公式》（Constitutions—Formeln  der  organischen  Chemie in  Geographischer  Darstellung）。在这本书中洛希米特提出了苯的环状结构（I），在书中编号为185．凯库勒1865年认为苯为环状六边形结构（II）。而且洛希米特在书中将苯酞表示成（186），茵香醚（即苯甲醚）表示成（187），甲苯表示为（188），总共121种芳香族化合物的结构，其中绝大多数都是正确的。比较一下现在经常采用的结构（III），可以看出这与洛希米特的表示是何等的相似! 但没有人意识到洛希米特的伟大。直到后来，昂舒兹在凯库勒那篇1865年在巴黎发表的著名论文中发现凯库勒曾参考了拉齐弥德的研究结果，这引起了昂舒兹的兴趣。为此他继续追踪，试图发现更多的东西。最初他所能找到的是凯库勒的老师和朋友、德国结晶学家赫尔曼·科普（Hermann  Kopp）在一篇参考文献中的简短描述。最后，他终于从维也纳的一个旧书古董商那里得到了洛希米特那本小册子的复制本。在1913年所写的评述中，昂舒兹描述了他读到这本小书时的惊奇心情。他立即怀疑凯库勒是否读过这本书。或许凯库勒的确没有读过，但他一定从赫尔曼·科普为李比希年度报告（Liebigs Jahresbericht,1861,1,335）的参考文章中看过。不幸的是，科普不熟悉有机化学，他根本没有意识到他为之写评论的著作具有何等重要的意义．凯库勒曾参考过洛希米特的成果，这可从他1865年写的法语论文中的一句话看出，这文中他提到洛希米特的名字。

　　1945年，摩里兹·科思（Moritz  Kohn）在昂舒兹写的简历的基础上写了一篇关于洛希米特的文章。并发表在《化学教育》（Journal  of  ChemicalEducation）上 。三年后，胡伯特·马丁（Hubert  de  Martin）在维也纳大学写了一篇有关的学位论文。在这篇论文中，他参考了很多原始文件并披露了大量有关洛希米特的个人生活细节，其中许多是昂舒兹没有注意到的。洛希米特60岁时与比他年轻25岁的管家卡洛琳·梅尔（Karoline  Mayr）结婚。他们唯一的儿子约瑟夫·卡尔（Josef  karl）10岁时因患猩红热而死于1898年—距他父亲之死刚好三年。卡洛琳·洛希米特一直活到1930年，最后死于癌症。德·马丁博士还在论文的58～64页详细讨论了洛希米特的化学论文，认为这本书之所以默默无闻，是因为它是私下印行的，而且当时也没有让真正理解它的化学家读到。直到50年后昂舒兹读到这本书。因此，尽管洛希米特在物理学界以洛希米特－阿佛加德罗常数而知名，但在化学界却无人知晓。

　　为了使更多的人了解洛希米特的工作，Aldrlch公司安排重新印行了昂舒兹1913年的论文，包括他对洛希米特工作的评介。因为洛希米特1861年的书不便翻阅且易损坏，昂舒兹也对洛希米特的分子结构作了一些更正。但为了使严谨的化学史学家便于参考，Aldrich公司同时刊行了1861年洛希米特的原著。在那本54页的书中，前47页是368个化学结构，包括121个芳香化合物。其余6页是关于物理、气体动力学这些与化学结构无关的研究。现在我们要问：另什么洛希米特没有被认为是第一个提出苯及其它化合物正确结构的科学家？为什么他的天才未被维也纳的科学家所认识？”答案应该在洛希米特的个性。他是一个天性羞怯而不抛头露面的人。他从未走出奥－匈帝国，也从不在重要的化学杂志上发表文章，或在重要国际会议上讲演。他那本小书完全是本杰作，但谁又能知道？而凯库勒却是个世界闻名的教授，杰出的演说家和教师，并且还是当时一 本最广为传诵的教科书的作者。

　　 1890年，在纪念“他的”苯环结构25周年纪念仪式上，凯库勒谈到了他那个梦。或许他的确作过这样的梦，但这个梦并非仅仅是一时灵感所致，而一定是在听说了洛希米特著作的基础上才产生的。昂舒兹在他的评述第99页这样评价洛希米特：“奥地利物理学家约瑟夫·洛希米特……本身是个化学家。”显然，昂舒兹认为洛希米特首先是一个物理学家。洛希米特与约瑟夫·斯蒂芬（Josef  Stefan）和路德维希·波尔兹曼是挚友，这一事实也表明他几乎从来就是物理学家和物理化学家。

　　洛希米特的生活经历的确很不寻常。他独自一人身无分文来到维也纳，开始作过空屋看管人。1866年他成为维也纳大学的一个编外教师，两年后升为副教授。1867年，他被选入皇家科学院，后来维也纳大学授予他哲学博士名誉学位。第二年他创建“化学物理学会”—一个由维也纳的物理学家和化学家组成的学会。1875年他当选为物理化学研究院主席。1877年他成为哲学部主任，1885年入选为该部评议会成员。尽管有这些荣誉，直到1895年他去世，他的所有同时代的科学家们都没有认识到那本1861年的小书实实在在是19世纪有机化学划时代的杰作。