Бекетов Николай Николаевич

Академик Николай Николаевич Бекетов принадлежал к числу крупнейших российских химиков второй половины XIX и начала ХХ веков. Сфера его научной деятельности весьма разнообразна. В историю отечественной науки он вошел, как один из учёных физико-химиков, изучавший явления сродства, вытеснения одних элементов другими, термохимии, алюминотермии и др. В круг его интересов входили также проблемы органической и неорганической химии. Несомненной заслугой Н.Н. Бекетова является организация первого в мире преподавания физической химии как самостоятельного предмета в Харьковском государственном университете.
Ученый родился 1 января 1827 г. в селе Альферьевке (Новой Бекетовке) Пензенской губернии в имении, принадлежавшем его отцу, помещику Николаю Алексеевичу Бекетову, морскому офицеру по образованию, рано вышедшему в отставку. Николай Николаевич рано лишился матери. Бекетовы – старинная русская дворянская фамилия, упоминаемая ещё в первой половине XVII в. Их род записан в родословной книге Симбирской, Саратовской и Пензенской губерний.
После домашней подготовки, во время которой он проявил интерес к естественным наукам Николай Николаевич вместе со старшим братом А.Н. Бекетовым (1825–1902), будущим ботаником, обучался в Первой Петербургской гимназии. По окончании её в 1844 г. он поступил в Петербургский университет на разряд естественных наук философского факультета.
В это же время в Университете учился брат Николая Николаевича Бекетова, Андрей Николаевич. Тогда же, в ноябре 1846 г., братья Бекетовы совместно с другими студентами устроили маленькое общежитие («ассоциацию»), сняв большую квартиру на Васильевском острове. В этот же кружок входили Григорович Д.В., А.Н. Майков, А.Н. Плещеев и многие другие, в числе которых и Ф.М. Достоевский, дружба с которым у Николая Николаевича продолжалась до смерти писателя.
По университетскому уставу 1835 г. этот факультет объединял физические, химические, биологические и геолого-географические науки. Химия среди этих наук занимала довольно скромное место. Видимо это послужило причиной его перевода после двух лет обучения в Казанский университет, где в то время преподавал Н.Н. Зинин (1812–1880), выдающийся русский химик-органик, основатель Казанской школы химиков-органиков, где была по тому времени первоклассная химическая лаборатория. Вместе с Бекетовым в Казанском университете учился А.М. Бутлеров (1828-1886), создатель теории строения органических соединений. Прочная дружба Н.Н. Бекетова и А.М. Бутлерова продолжалась десятки лет.
В 1849 г. Н.Н. Бекетов окончил университет со степенью кандидата естественных наук, защитив дипломную работу по теме: «Рассуждения о действии возвышенной температуры на органические соединения».
По окончании университета Н.Н. Бекетов вернулся к переехавшему в Петербург Н.Н. Зинину, основавшему химическую лабораторию в Медико-хирургической академии. Работая в этой лаборатории, Николай Николаевич в 1852 г. синтезировал бензуреид и ацетоуреид. Здесь же он начал работать над магистерской диссертацией на тему: «О некоторых новых случаях химического сочетания и общие замечания об этих явлениях». Работа была защищена и опубликована в 1853 г.
В этой работе он установил закономерности зависимости протекания сочетания компонентов от их химических свойств.
В 1853-1855 г.г. Николай Николаевич в ожидании места будущей работы выполнял обязанности лаборанта в лаборатории технической химии Петербургского университета, возглавляемой в те же годы профессором Ильенковым П.А. По воспоминаниям выдающегося химика и известного русского композитора А.П. Бородина «за неимением посуды работал в битых черепочках и самодельных приборах».
С июля 1855 г. начинается педагогическая и научная деятельность Николая Николаевича в Харьковском университете (основанном в 1805 г.). Он назначается адьюнктом, позднее избирается экстраординарным, а с 1862 г. – ординарным профессором химии. В целом Харьковский период жизни ученого продолжался 32 года вплоть до 1887 г. В Харьковском университете, несмотря на свою большую лекционную нагрузку, он развил бурную деятельность для организации практических занятий со студентами, которые до него не проводились. В лаборатории стали вестись занятия как сугубо учебные, так и научно-исследовательские.
Результатом деятельности лаборатории была студенческая работа 1858 г. Михаила Богомолова, удостоенная золотой медали.
В 1858 г. адъюнкт Бекетов направляется в длительную научную командировку (15 месяцев) в Западную Европу. Он посетил большое количество лабораторий в Германии, Швейцарии, Франции, Англии и познакомился с известными учёными того времени: Ф. Велером (1800–1882) в Геттингене, Р. Бунзеном (1811–1899) и Ф.А. Кекуле (1829–1896) в Гейдельберге; профессором Женевского университета Ж.Ш. Мариньяком (1817–1894); с А. Сент-Клер Девиллем (1818-1881), М. Бертло (1827–1907), Ж. Дюма (1800-1884) во Франции. В Англии он встретился с Э. Франклендом (1825–1899) и А.В. Гофманом (1818-1892), побывал на заседании Королевского общества наук.
Позднее в своём отчете о пребывании за границей он писал: «Отправляясь за границу, я имел ввиду войти в личные сношения с известными учеными, рассмотреть и изучить средства и методы их научных исследований и присутствовать на их лекциях, чтобы познакомиться с формой изложения, но главной моей целью было – воспользоваться средствами, которые предоставляются в Западной Европе науке, чтобы самому поработать и тем приобрести большую практическую опытность».
В конце командировки Бекетов закупил в Париже «разных инструментов и материалов» для лаборатории Харьковского университета на выделенную университетом сумму в 1000 франков.
Знакомство с работами Велера, Ж. Дюма и А. Сент-Клер Девилля сыграло решающую роль во всей последующей научной деятельности учёного. В Париже в Сорбонне у Ж. Дюма Николай Николаевич изучал действие водорода на растворы солей металлов при повышенном давлении. В этот же период он начал цикл исследований процессов восстановления различных соединений металлами. Это научное направление было очень распространено в Европе в первой половине XIX в.
В 1859 г. во французских журналах публикуется ряд сообщений Н.Н. Бекетова: «О действии водорода под давлением на растворы серебра», «О восстановления металлического бария посредством алюминия», «Об образовании марганцовистого калия при сплавлении перекиси марганца с едким кали», «О действии цинка в парообразном состоянии в струе водорода на хлористый барий, хлористый алюминий и хлористый кремний». Эти исследования легли в основу его докторской диссертации по теме: «Исследования над явлениями вытеснения одних элементов другими». Защита состоялась в 1865 г., после чего он был назначен ординарным профессором.
В этой работе Николай Николаевич установил влияние концентрации реагентов на направление химических реакций, показав, что если растворение мрамора (СаСО3) в уксусной кислоте, сопровождающееся выделением углекислого газа (СО2), проводить в запаянных трубках, то по достижении давления в 17 атмосфер, выделение газа прекращается, несмотря на наличие непрореагировавших СаСО3 и кислоты. А при давлении выше 17 атмосфер реакция идет в противоположном направлении, из раствора выпадает СаСО3. Подчеркивая, что давление он понимает как влияние концентрации газов, Николай Николаевич подходит к формулированию закона действующих масс практически одновременно с Гульдбергом и Вааге (сделавшим это в 1864–1867 годах). Расположение же металлов по способности вытеснять друг друга явилось прообразом известного ряда напряжения металлов.
По существу все работы Бекетова были посвящены выяснению причин протекания химических реакций, а именно природе химического сродства.
«Если химическое сродство есть нечто самостоятельное и присущее материи, то, спрашивается, - какими свойствами этой материи обуславливается качество и количество этого сродства».
Вопрос о сродстве ученый рассматривал в нескольких связанных между собой направлениях:
1) термодинамика сродства;
2) связь прочности образующихся соединений со строением атомов, их образующих, с их объёмом и с изменением объёма при образовании соединений;
3) закономерности в тепловых эффектах при образовании химических соединений;
4) энергия элементов и их строение.
Следствием установленных Бекетовым закономерностей явилась разработка метода восстановления металлов алюминием, то есть алюминотермия.
В понимании существа этих явлений Николай Николаевич опередил многих своих современников, поставив вопрос о связи между строением и свойствами реагирующих веществ, влиянии внешних условий на протекание реакции.
Следует напомнить, что в 1752–1754 г.г. М.В. Ломоносов читал студентам Санкт-Петербургской академии наук курс физической химии – «Введение в истинную физическую химию». Им был разработан «План к курсу физической химии», определяя эту науку как «объясняющую на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях». В дальнейшем целой плеядой химиков всего мира были выполнены многие работы, относящиеся к физической химии. По оценке самого Николая Николаевича, химия как наука начала развиваться с работой физико-химиков, таких, как Лавуазье, Деви, Гей-Люссак, Авогадро и др.
В Харьковском университете наряду с курсом лекций по неорганической химии Бекетов начал читать курс по теме: «Специальный курс органической химии и отношение физических и химических явлений между собой». Либеральный устав Харьковского университета от 1863 г. позволял учебному учреждению разделить физико-математический факультет на три «разряда»: математический, естественных наук и физико-химический. Им был также прочитан курс лекций по физической химии. Изданные в 1886 г. в Харькове лекции Бекетова под названием «физико-химия» состояли из двух частей. В первой части рассмотрены удельный вес и методы его определения, включая парообразное состояние веществ, плавкость соединений, оптические свойства элементов и сложных тел, спектры элементов, действие электричества на химические соединения, законы Фарадея. Во второй части лекций рассмотрены термохимические работы Г.И. Гесса и др., процессы термической диссоциации, связь термохимических явлений с явлениями диссоциации, обсуждается проблема химического сродства. Специальный раздел посвящен фотохимии. Наряду с чтением лекций был введен и практикум по физической химии, где проводились практические занятия и исследовательские работы по определению плотности паров и молекулярной массы веществ, изучению спектров и многие другие. В это время в своей докладной записке по обоснованию этой деятельности Н.Н. Бекетов пишет: «Знать химию невозможно без основательных знакомств с физикой, а потому также математикой…» «…физические и химические свойства тел,…суть выражения строения и свойств малейших частиц… Строение материи находится в зависимости от физических условий и химических свойств».
Заслуга Н.Н. Бекетова в том, что он ввел физическую химию как отдельную дисциплину в университетскую программу.
После защиты докторской диссертации в 1865 г. Н.Н. Бекетов становится ведущим учёным Императорского Харьковского университета. Он имел огромное влияние на студентов и коллег.
По его инициативе при Харьковском университете было создано Общество опытных наук с физико-химической секцией, где проводились исследования и читались доклады.
В своих работах Н.Н. Бекетов уделял большое внимание связи между химическими свойствами и удельным весом (плотностью) элементов. В своей диссертации он установил закономерность в вытеснении «тяжелейших» элементов «легчайшими», таким образом, показав, что удельный вес – есть определяющее условие в направлении реакции. Эти выражения были высказаны на четыре года раньше формулирования периодического закона Д.И. Менделеева.
Сам Н.Н. Бекетов дал следующую оценку периодического закона в своём докладе: «Воспоминания химика о прожитом в XIX столетии»: «Эта новая система не сразу была оценена по её глубокому и важному научному значению, но вскоре привлекла всех учёных и покорила большинство их, когда подтвердились предсказанные элементы действительным открытием, начиная с галлия (1875 г.), а затем и других – особенно германия».
Н.Н. Бекетов заключает: «…система, может быть, и получит некоторое дополнение, но сам по себе закон периодичности свойств и атомных весов останется неизменным основанием образования весомого химического вещества».
В Харькове Бекетов разработал методы получения металлического рубидия и цезия, промышленного производства алюминия задолго до Гольшмидта в Германии (1894 г.). По способу Бекетова в течение многих лет работали фабрики в Руане (Франция) и Гмелингене (Германия). Таким образом до 1890 г. было получено 58 тонн алюминия, что составляло 25% от полученного во всём мире «химическим путём».
Многие работы Н.Н. Бекетова имели промышленное значение. Во время Крымской войны стало невозможной поставка серы с Сицилии. Бекетов предложил использовать гипс для получения серы. За время работы в Харьковском университете Бекетов читал и другие курсы: органическую и теоретическую химию. Его научный кругозор был весьма широк. В 1880 г. Н.Н. Бекетов утверждён в звании заслуженного профессора, в 1889 г. он стал почётным членом Харьковского университета.
Интенсивная деятельность Н.Н. Бекетова была известна в столице. 29 декабря 1877 года по представлению Н.Н. Зинина и А.М. Бутлерова профессор Н.Н. Бекетов был избран членом-корреспондентом Санкт-Петербургской академии наук, а 21 октября 1886 года её действительным членом.
Работа в Харьковском университете, где он был профессором в 1859–1886 г.г. закончилась. Причиной этого стало упразднение физико-химического разряда (1887 г.) и сокращение объёма преподавания химии. Но даже не столь длительный срок существования физико-химического направления дал отечественной науке очень многое. Его выпускники – известные физики и химики, такие, как А.П. Эльтеков, Ф.М. Флавицкий, А.К. Погорелко, И.П. Осипов и др.
В 1887 г. Н.Н. Бекетов переезжает в столицу, где местом его работы становится химическая лаборатория Санкт-Петербургской академии наук. В том же году он издаёт учебник по физической химии. С этого же года в течение 15 лет бесплатно читает химию на Высших женских курсах. Одновременно с 1887 г. по 1889 г. обучает химии наследника Цесаревича (будущего императора Николая II).
Начиная с 1889 г., Н.Н. Бекетов неоднократно избирался Президентом Русского физико-химического общества, а в 1890 г. читал в Московском университете курс: «Основные начала термохимии». В 1907 г. на Первом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Н.Н. Бекетов был избран председателем съезда.
Он был прекрасным увлекающимся лектором и собирал многочисленную аудиторию. Потомки вспоминали: «Удивительная простота в обращении, бесконечная доброта и сердечность, прямота и безыскусственность пленяли всякого, кто знал Н.Н. Бекетова».
Н.Н. Бекетов организовал термохимические лаборатории, в которых вместе с учениками определил теплоты образования оксидов и хлоридов щелочных металлов. Так, в 1870 г. он получил безводные оксиды щёлочных металлов, за что был удостоен Ломоносовской премии Санкт-Петербургской академии наук (1879 г.). Он открыл, что магний и цинк при высокой температуре вытесняют другие металлы из их солей; открыл вытеснение металлов из их солей водородом под давлением.
В 1859–1865 г.г. показал, что при высоких температурах алюминий восстанавливает металлы из их окислов, что послужило основой алюминотермии. Все это проводилось при простейшем оборудовании. Так явление алюминотермии исследовалось при использовании изогнутого оружейного ствола.
Н.Н. Бекетов умер 30 ноября (13 декабря) 1911 г. в Санкт–Петербурге, похоронен на Смоленском православном кладбище.
В Петербурге на доме №1 7 на Восьмой линии Васильевского острова на мемориальной доске написано: «В этом доме с 1892 по 1911 г.г. жил и работал выдающийся русский химик Николай Николаевич Бекетов».
Н.Н. Бекетов был не только учёным и педагогом, но и общественным деятелем. Он основал Общество по распространению грамотности и Общество пособия нуждающимся студентам, выступал с публичными лекциями, им создана Публичная библиотека в Харькове, здание которой построено по проекту архитектора А.Н. Бекетова – сына Н.Н. Бекетова.


Список трудов Н.Н. Бекетова, имеющихся в фонде сети БЕН РАН:

1. Н.Н. Бекетов. В память 50-тилетия учёной деятельности Николая Николаевича Бекетова (1853– 1903 г.г.) Харьков. Издательство: общество физико-химических наук при Императорском Харьковском университете. 1904 г. 175 с., 4 л. илл. Библиогр. с. 165–175.
2. Н.Н. Бекетов. Основные начала термохимии. Четыре лекции, чит. акад. Н.Н. Бекетовым в Московском университете. М., 1890. XXXVIII стр.
3. Н.Н. Бекетов. Речи химика. Общедоступные лекции, статьи, речи и доклады из области химии и физики. 1862–1903 г.г. Издательство: товарищества «Знание». Санкт–Петербург. 1908. 176 с.
4. Н.Н. Бекетов. Исследования над явлениями вытеснения одних элементов другими.
Харьков. [Заленский и Любарский]. 1865. II., 82 стр. с табл. фиг.
5. Н.Н. Бекетов и др. Научные труды по металлургии алюминия. Вступит. статьи и ред. проф. д-ра А.И. Беляева. М., изд. и тип. Металлургиздата. 1950. 208 с. с илл. 21 см (Рус. учёные в цветной металлургии).
Библиорг.: с. 207 (13 назв.).
6. Н.Н. Бекетов. Избранные произведения по физической химии. Под ред. и вступ. статей Н.А. Измайлова. Харьков. Изд-во Харьковского ун-та. 1955. 276 с. с илл.; 1 л. порт. 23 см.
«Список научных работ акад. Н.Н. Бекетова». С. 270–275.

Труды о Н.Н. Бекетове:
1. БСЭ. М. 1970.
2. Н.А. Измайлов. Вступительная статья.
Избранные произведения по физической химии. Харьковский Государственный университет им. А.М. Горького. Харьков. 1955. с. 3–32.
3. А.Г. Морачевский. Очерки о химиках и химии. Санкт–Петербург. Изд. в ПГУ. 2008. с. 53–59.


http://heritage.benran.ru/toperson?98

Книги