我們對運氣好的人經常說是“躺赢”,這隻是一種調侃,我們也都知道這是不可能的,對于成天琢磨“躺赢”的人,我們還有一種說法就是“做夢”,因為我們都知道做夢是不可能變成現實的,但是有一個人還真靠做夢成功了,這個人就是凱庫勒。
凱庫勒天賦奇才,中學時就掌握了四門外語,當時的志向是成為一名建築大師,這還真不是“做夢”,中學時就設計了三座房子,不出意外的話這就是未來的建築大師了,可是意外還是發生了。
由于大學課程對于他來說有點輕松,這天就溜達到了法院去旁聽“赫爾利茨伯爵夫人案”,案子是這樣的:伯爵夫人丢了一枚戒指,後來在仆人那裡找到了,仆人卻說這是他家祖傳的,這還真讓人無法反駁,人家這輩子是仆人,祖上難道就不能發個小财呀,再說了,伯爵夫人的戒指又不是限量版,人家祖上留一個下來也正常,話雖然這麼說,可是伯爵夫人也不服氣,就告上了法庭。
法庭請出來的證人就是大名鼎鼎的李比希教授,教授拿着戒指侃侃而談,他指出,這枚戒指上的兩條蛇分别由赤金和白金雕琢而成,而白金是由偉大的拉瓦錫發現的,進入首飾界根本就沒有多少年,所以說仆人說是祖傳的根本不可能。
這一場審判下來,伯爵夫人找到了戒指,仆人受到了懲罰,而收獲最大的還是李比希教授,他為人類收獲了一位傑出的化學家,這當然就是凱庫勒。
凱庫勒完成化學博士後,就把目光對準了化學界一直争論不休的問題,那就是化學親和力,說白了,就是物質靠什麼結合在一起的。
這個問題咱們之前說過,貝采尼烏斯對此提出了“電化二元論”,認為是靠正負電荷的吸引力結合在一起的,不過他的理論并不完美,杜馬和李比希就曾經指出過他的錯誤,并且提出了化學基團的概念,凱庫勒則完善了他們的理論。
凱庫勒指出一個元素幾個原子到底和另一個元素的幾個原子結合取決于元素的化合價,他把元素分為了三類,分别是一價、二價和三價元素,比如氫、氯、鉀和鈉就是一價的,氧和硫就是二價的,氮磷砷就是三價元素了。
現在看起來這種說法有點粗糙,我們現在我們已經知道了氮不隻是三價的,但是别忘了,當時可是不知道原子由原子核和電子構成,更不要說泡利不相容定律了,這就好像是把一台計算機穿越時空扔給了凱庫勒,雖然沒有搞懂二進位制的秘密,他愣是給你編出了一個遊戲。
更重要的是,凱庫勒還發現了碳元素的秘密。他發現碳元素的化合價可正可負,這基本上已經觸及核外電子的本質了,不過這還是有點太超前了,不過凱庫勒再接再厲,又從碳元素身上發現了有機化學的大秘密。
現在我們都知道有機物和碳元素密切相關,當年人們也知道,當時人們已經熟悉地掌握了測定物質中各種元素含量的做法,可以很輕松地知道二氧化碳是由一個碳原子和兩個氧原子組成的,但是這種方法用到有機物上時卻出現了問題,因為有機物的性質不僅僅和各元素的含量有關,還和各元素之間結構有關,這可是個麻煩事。
比如當時人們已經知道了醋酸分子中各元素的含量比值,就是兩個碳原子兩個氧原子還有四個氫原子,寫出來就是C2O2H4,可是它的結構怎麼樣呢?就是說醋酸分子中碳氫氧是如何排列的呢?這就沒有人說清楚了,人們提出了十幾種說法,到底哪種對呢?也是說不清楚,公說公有理婆說婆有理,反正沒有一個确切說法。
這時候,凱庫勒出現了,他提出了化學鍵的說法,注意這個“鍵”,這可是第一次出現。
凱庫勒認為,化合物之間的結合靠的是化學鍵的力量而不是正負電荷吸引,至于化學鍵是怎麼回事,那還要等上百年才能說清楚,現在先不管這些。
而且同種原子之間也可以結合在一起成為分子,這個說法是不是有點熟悉,對了,很早以前阿伏伽德羅就說過了,這就是原子分子說,不過當時遭到了道爾頓的反對,其實最根本的原因還在于說不清同種原子間是靠什麼結合成分子的,靠正負電荷吸引嗎?那不可能,都是相同的原子,誰帶正電誰帶負電呀?
換個說法吧。以前認為化合物可以搞一個大家庭,可以一夫一妻一夫多妻一妻多夫甚至多人運動也沒有人管,氧化鈣就是傳統的一夫一妻,二氧化碳就是一夫多妻,氧化鉀氧化鈉女拳就高漲起來了,開始一妻多夫了,至于三氧化二氮就有些過分了,那就是多人運動了,不過有一點是不可違背的,那就是隻能異性相吸絕對不能搞基的,而凱庫勒的化學鍵理論則指出,其實也可以搞基的,比如氧分子就是兩個氧原子湊合在一起過的,還有氫分子氮分子都是一樣,看來氣體家族擅于搞基,當然也有一些母胎單身,比如氦氖氩氪氙氡,這些惰性氣體太懶了,連搞基也懶得搞,這就是傳說中的母胎單身。
至于碳元素,妥妥的就是元素界的一朵奇葩,那是真正的“文能提筆定蘿莉,武能床上安人妻,進可欺身壓正太,退可提臀迎衆基”,首先碳元素的化合價可正可負,這就是可攻可受呀,對于小蘿莉,比如氫原子,那就直接搞定,這就是單鍵,比如甲烷,就是一個碳原子收了四個氫原子,對于經驗豐富的人妻,比如氧原子,那就得花點心思了,這就是雙鍵,單單這些,還不足以顯示碳元素的博大胸懷,它還可以拉來自己家兄弟組成大家庭,這就是碳鍊。
碳元素憑借自己兼容并包的博大胸懷,成為了有機家族的話事人。
現在可以分析一下醋酸分子的結構了,依據凱庫勒的化學鍵理論,醋酸分子就是CH3COOH,看看它們家族的關系有多亂,碳原子搞定了三個小蘿莉氫原子,又拉來了自己家一個兄弟,這個兄弟搞定了人妻氧原子,不過能力有限,搞不定兩個氧原子,氧原子也不甘寂寞,和小蘿莉氫原子湊成了一對,兩個聯手和碳原子搞在了一起,貴圈真亂呀。
畢竟蘿莉是稀缺資源,沒有那麼多怎麼辦?那碳原子就有點吃不飽,這就是不飽和鍵,比如乙烯,就是兩個碳原子和兩個氫原子湊成了一家,既然吃不飽,肯定就容易“紅杏出牆”,所以乙烯就很不穩定。
解決了有機家族這一大攤子爛事,按理說凱庫勒應該長舒一口氣了,可是他卻高興不起來,因為有一個更亂的家庭在等着他。
這個家庭就是苯。
說起苯來,還得提起法拉第,苯就是他發現的,是不是覺得法拉第無處不在呀,就算法拉第沒有在物理學上做出劃時代的貢獻,在化學上他也足以青史留名,當然了,法拉第也就是發現了苯,他并沒有對苯進行深入研究,畢竟他的興趣都在電上。
很快人們就測出來了苯的化學式,挺簡單的,就是C6H6。依照咱們剛才的說法,這可是比烯家族還不飽和呀,人家己烯還是C6H12呢,它這六個碳原子守着六個氫原子,能吃飽才怪,所以肯定會紅杏出牆呀,可是它這個家庭居然很穩定,就算高錳酸鉀這種專業破壞人家家庭的強氧化劑過來,苯居然愛答不理,這讓高錳酸鉀這種出軌專業戶好沒面子,這肯定有問題,可問題在哪呢?要是解釋不清這個問題,凱庫勒的化學鍵理論可就根基不牢了。
凱庫勒也是“百撕不得騎姐”,按理說,這個時候都應該急得睡不着了,可是凱庫勒心足夠大,他偏偏能睡着,不但睡着了,還做起了夢,這個夢對于凱庫勒來說是一個噩夢,他夢到了一條蛇,對于人來來說卻是一個美夢,因為解開了苯的秘密。
凱庫勒夢到了一條首尾相連的蛇,凱庫勒在夢中驚醒,頓時理解了苯的秘密,苯分子形成了一個環,這樣它們的多餘的精力都消耗在了自己身上,這有點象為了躲避河中咬丁丁的魚而排隊過河的段子,不過它們是圍成了一圈,這樣一來,苯環就穩定了,至于苯環之間是如何結合在一起的,凱庫勒認為是單鍵和雙鍵交替的,這近乎完美地解決了苯的結構問題,為什麼說近乎完美,因為實際情況不是這樣的,實際情況是是苯環中有一個介于單鍵和雙鍵之間的大π鍵,不過這是在後來才知道的,在當時,這已經是很好的解釋了。
凱庫勒的理論完美的解釋了分子結構,也因此走上了人生巅峰,他後來還登上了郵票,在還沒有諾貝爾獎的年代裡,登上郵票就是最大褒獎了。
但是随後一個現象卻對他的理論提出了挑戰,這又是什麼現象呢?又由誰來解決的呢?
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