August Kekulé

Friedrich August Kekulé,[1] later Friedrich August Kekule von Stradonitz (7 September 1829 - 13 Julie 1896), was 'n Duitse organiese chemikus. Van die 1850's tot sy dood was Kekulé een van die mees prominente chemici in Europa, veral in die teoretiese chemie. Hy was die belangrikste stigter van die teorie van chemiese struktuur en in die besonder die Kekulé-struktuur van benseen.

August Kekulé
August Kekulé
August Kekulé
Gebore (1829-09-07)7 September 1829
Darmstadt, Duitsland
Sterf 13 Julie 1896 (op 66)
Bonn, Duitsland
Werkplekke Universiteit van Heidelberg
Universiteit van Gent
Universiteit van Bonn
Alma mater Universiteit van Giessen
Doktorale adviseur Justus von Liebig
Bekend vir Teorie van chemiese struktuur
Tetravalensie van koolstof
Struktuur van benseen
Pryse Copley-medalje (1885)
Proefskrif Ueber die Amyloxydschwefelsäure und einige ihrer Salze (1852)
(Oor amiloksiedswaelsuur en sommige van die soute daarvan)

NaamWysig

Kekulé het nooit sy voornaam gebruik nie en was sy hele lewe lank bekend as August Kekulé. Nadat hy in 1895 deur die Kaiser veredel is, het hy die naam August Kekule von Stradonitz aangeneem, sonder die Franse akute aksent oor die tweede "e". Die Franse aksent is blykbaar, tydens die besetting van die deelstaat Hesse deur Frankryk, deur Kekulé se vader by die naam gevoeg om te verseker dat Franssprekendes die derde lettergreep sou uitspreek.[2]

Vroeë jareWysig

Kekulé was die seun van 'n staatsamptenaar en is in die hoofstad van Hesse, Darmstadt gebore. Nadat hy aan die hoërskool gegradueer het het hy in die herfs van 1847 die Universiteit van Giessen binnegegaan met die doel om argitektuur te studeer.[3] Nadat hy die lesings van Justus von Liebig in sy eerste semester gehoor het, het hy besluit om chemie te studeer.[3] Na vier jaar van studie in Giessen en 'n kort verpligte diensplig het hy 'n tydelike assistentskap in Parys (1851–52), in Chur, Switserland (1852–53) en in Londen (1853–55) geneem, waar hy deurslaggewend beïnvloed is deur die Britse chemikus Alexander Williamson. Sy doktorsgraad in chemie is in die somer van 1852 in Giessen toegeken.

Teorie van chemiese struktuurWysig

In 1856 is Kekulé as Privatdozent aan die Universiteit van Heidelberg aangestel en in 1858 word hy hoogleraar aan die Universiteit van Gent. Daarna in 1867 het hy na Bonn verhuis, waar hy die res van sy loopbaan deurgebring het. Hy het sy idees gegrond op dié sy voorgangers soos Williamson, Charles Gerhardt, Edward Frankland, William Odling, Auguste Laurent, Charles-Adolphe Wurtz en andere, en daardeur was Kekulé die belangrikste formuleerder van die teorie van chemiese struktuur (1857–58). Hierdie teorie begin met die idee van atoomvalensie, veral die tetravalensie van koolstof (wat Kekulé laat in 1857 aangekondig het)[4] en die vermoë van koolstofatome om met mekaar te skakel (aangekondig in 'n artikel gepubliseer in Mei 1858),[5] en gaan verder tot die bepaling van die bindingsvolgorde van al die atome in 'n molekuul. Archibald Scott Couper het onafhanklik van Kekulé aan die idee gekom van koolstofatome wat self koppel (sy referaat verskyn in Junie 1858),[6] en het die eerste molekulêre formules waar lyne die bindings tussen die atome simboliseer verskaf. Vir organiese chemici het die teorie van struktuur 'n dramatiese nuwe begrip en 'n betroubare gids vir analitiese en veral sintetiese werk gevorm. As gevolg hiervan het die veld van organiese chemie vanaf hierdie punt eksplosief ontwikkel. Onder diegene wat die meeste aktief was om vroeë strukturele ondersoeke na te streef, was daar, benewens Kekulé en Couper, ook Frankland, Wurtz, Alexander Crum Brown, Emil Erlenmeyer en Alexander Butlerov.[7]

Kekulé se idee om sekere atome toe te ken aan sekere posisies in die molekuul, en dit skematies te verbind met wat hy hul "Verwandtschaftseinheiten" noem ("affiniteitseenhede", wat nou "valensies" of "bindings" genoem word), was grootliks gebaseer op bewyse uit chemiese reaksies, eerder as op instrumentele metodes wat direk na die molekule kan kyk, soos X-straalkristallografie. Sulke fisiese metodes vir strukturele bepaling is in Kekulé se tyd nog nie ontwikkel nie, daarom moes chemici byna geheel en al op sogenaamde "nat" chemie staatmaak. Sommige chemici, veral Hermann Kolbe, het die gebruik van strukturele formules wat, volgens hom, aangebied is sonder bewyse hewig gekritiseer. Die meeste chemici het egter Kekulé se leiding gevolg om die klassieke struktuurteorie na te streef en te ontwikkel, wat verander is na die ontdekking van elektrone (1897) en die ontwikkeling van kwantummeganika (in die 1920's).

BenseenWysig

Sien ook die artikel Benseen
 
Die Kekulé-struktuur van benseen met afwisselende enkel- en dubbelbindings.

Kekulé se bekendste werk was oor die struktuur van benseen.[3] In 1865 het Kekulé 'n artikel in Frans gepubliseer (want hy was toe nog in België) wat voorstel dat die struktuur 'n sesledige koolstofatoomring bevat met afwisselende enkel- en dubbelbindings.[8] Die volgende jaar het hy 'n veel langer artikel in Duits oor dieselfde onderwerp gepubliseer.[9]

Die empiriese formule vir benseen (C6H6) was al lank bekend, maar die hoogs onversadigde struktuur daarvan was 'n uitdaging om vas te stel. Archibald Scott Couper in 1858 en Joseph Loschmidt in 1861 het moontlike strukture voorgestel wat veelvuldige dubbele bindings of veelvuldige ringe bevat, maar die studie van aromatiese verbindings was in sy vroegste jare, en daar was toe te min bewyse beskikbaar om chemici te help om op enige spesifieke struktuur te besluit.

 
Twee benseen resonansie strukture kombineer om een gemiddelde struktuur te vorm

Meer bewyse was teen 1865 beskikbaar, veral met betrekking tot die verwantskappe van aromatiese isomere. Kekulé het aangevoer vir sy voorgestelde struktuur deur die aantal isomere wat vir afgeleides van benseen waargeneem is te oorweeg. Vir elke derivaat van benseen waar net een waterstof vervang is (dws. C6H5X, waar X = Cl, OH, CH3, NH2, ens.) is daar slegs een isomeer gevind, wat impliseer dat al ses koolstowwe ekwivalent is, sodat die vervanging op enige koolstof slegs 'n enkele moontlike produk gee. Vir afleidings soos die toluidiene, C6H4(NH2)(CH3), is drie isomere waargeneem, waarvoor Kekulé strukture voorgestel het met die twee gesubstitueerde koolstofatome geskei deur een, twee en drie koolstof-koolstofbindings, wat later ortho, meta en para isomere onderskeidelik genoem is.[10]

Die tel van moontlike isomere vir afleidings is egter gekritiseer deur Albert Ladenburg, 'n voormalige student van Kekulé, wat aangevoer het dat Kekulé se struktuur twee verskillende "ortho"-strukture impliseer, afhangende van of die vervangende koolstowwe deur 'n enkele of 'n dubbele band geskei word.[11] Aangesien orto-afgeleides van benseen nooit in meer as een isomeer vorm gevind is nie, het Kekulé sy voorstel in 1872 gewysig en voorgestel dat die benseenmolekule tussen twee ekwivalente strukture ossilleer, op so 'n manier dat die enkel- en dubbelbindings voortdurend posisies wissel.[12][13] Dit impliseer dat al ses die koolstof-koolstofbindings ekwivalent is, want elkeen is die helfte van die tyd in een en die helfte van die tyd in die ander. 'n Vaster teoretiese basis vir 'n soortgelyke idee is later in 1928 voorgestel deur Linus Pauling, wat Kekulé se oscillasie vervang het deur die konsep van resonansie tussen kwantummeganiese strukture.[14]

Kekulé se droomWysig

 
Die ouroboros, Kekulé se inspirasie vir die struktuur van benseen

Die nuwe begrip van benseen, en dus van alle aromatiese verbindings, blyk ná 1865 so belangrik te wees vir suiwer en toegepaste chemie dat die Duitse Chemiese Vereniging in 1890 'n uitgebreide waardering ter ere van Kekulé georganiseer het en die vyf en twintigste herdenking van sy eerste joernaalskrif oor benseen vier. Hier het Kekulé gepraat oor die skepping van die teorie. Hy het gesê dat hy die ringvorm van die benseenmolekuul ontdek het nadat hy 'n dagdroom gehad het van 'n slang wat sy eie stert opvreet (dit is 'n ou simbool bekend as die ouroboros)[15][7]

VerwysingsWysig

  1. "Definition of Kekulé's formula". www.dictionary.com (in Engels). 20 June 2019. Besoek op 18 November 2020.
  2. Nickon, Alex; Silversmith, Ernest F. (22 Oktober 2013). Organic Chemistry: The Name Game: Modern Coined Terms and Their Origins (in Engels). Elsevier. ISBN 9781483145235.
  3. 3,0 3,1 3,2 Chisholm, Hugh (red.). Kekulé, Friedrich August. Encyclopædia Britannica (in Engels). 15. Cambridge University Press. pp. 717–718.
  4. Kekulé, August (1857). "Über die s. g. gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale (Oor die sg-gepaarde verbindings en die teorie van poliatomiese radikale)". Annalen der Chemie und Pharmacie (in Duits). 104 (2): 129–150. doi:10.1002/jlac.18571040202.
  5. Kekulé, August (1858). "Ueber die Constitution und die Metamorphosen der chemischen Verbindungen und über die chemische Natur des Kohlenstoffs (Oor die samestelling en metamorfose van chemiese verbindings, en oor die chemiese aard van koolstof)". Annalen der Chemie und Pharmacie (in Duits). 106 (2): 129–159. doi:10.1002/jlac.18581060202.
  6. Couper, A.S. (1858). "Sur une nouvelle théorie chimique (Oor 'n nuwe chemiese teorie)". Annales de chimie et de physique (in Frans). 53: 488–489.
  7. 7,0 7,1 Rocke, Alan J. (2010). Image and Reality: Kekulé, Kopp, and the Scientific Imagination (in Engels). University of Chicago Press. ISBN 978-0226723327.
  8. Kekulé, August (1865). "Sur la constitution des substances aromatiques (Oor die samestelling van aromatiese stowwe)". Bulletin de la Société Chimique de Paris (in Frans). 3 (2): 98–110.
  9. Kekulé, August (1866). "Untersuchungen über aromatische Verbindungen (Studies oor aromatiese verbindings)". Annalen der Chemie und Pharmacie (in Duits). 137 (2): 129–196. doi:10.1002/jlac.18661370202.
  10. "Friedrich August Kekule von Stradonitz –inventor of benzene structure - World Of Chemicals". www.worldofchemicals.com (in Engels). Besoek op 18 November 2020.
  11. Ladenburg, Albert (1869). "Bemerkungen zur aromatischen Theorie" (Waarnemings oor die aromatiese teorie)". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (in Duits). 2: 140–142.
  12. Kekulé, August (1872). "Ueber einige Condensationsproducte des Aldehyds (On some condensation products of aldehydes)". Annalen der Chemie und Pharmacie (in Duits). Wiley. 162 (2–3): 309–320. doi:10.1002/jlac.18721620211. ISSN 0075-4617.
  13. Laszlo, Pierre (April 2004). "Book Review: Jerome A. Berson: Chemical Discovery and the Logicians' Program. A Problematic Pairing, Wiley-VCH, Weinheim, 2003". International Journal for Philosophy of Chemistry (in Engels). Hyle. 10 (1). ISSN 1433-5158. Besoek op 18 November 2020.
  14. Pauling, Linus (1 April 1928). "The Shared-Electron Chemical Bond". Proceedings of the National Academy of Sciences (in Engels). doi:10.1073/pnas.14.4.359. Besoek op 18 November 2020.
  15. Gillis, Jean (1866). "Auguste Kekulé et son oeuvre, realisee a Gand de 1858 a 1867". Mémoires de l'Académie Royale de Belgique (in Frans). 37 (1): 1–40.

Eksterne skakelsWysig