Рамзай (Ramsay), Уильям

Известные химики / Рамзай (Ramsay), Уильям

Шотландский химик Уильям Рамзай родился в Глазго. Его родителями были инженер и бизнесмен Уильям Рамзай и Катерина (Робертсон) Рамзай, дочь эдинбургского врача, который написал учебник химии. Единственный ребенок в семье, Рамзай получил строгое пуританское воспитание. В 1866 г., после окончания в Глазго академии (академией в Шотландии называют среднюю школу), он поступил в этом же городе в университет, где изучал латинский и греческий язык, логику и математику, прослушал общий курс литературы.

Рамзай собирался стать священником, но на последнем курсе университета увлекся естественными науками. Он начал изучать анатомию и геологию, посещал лекции шотландского химика Джона Фергюсона и известного английского физика Уильяма Томсона, работал помощником лаборанта в местной химической лаборатории. Поступив в 1871 г. в Тюбингенский университет, Рамзай работал у немецкого химика-органика Рудольфа Фиттига. В 1872 г. он защитил докторскую диссертацию, которая называлась «Исследования толуоловой и нитротолуоловой кислот». Вернувшись в том же году в Эдинбург, Рамзай получил должность ассистента в колледже Андерсона, а в 1874 г. был назначен ассистентом-куратором у Фергюсона в университете Глазго. Все эти годы Рамзай проявлял интерес к физической химии. В 1880 г. он получил место профессора химии в Университетском колледже в Бристоле, где начал изучать давление пара и критическое состояние жидкостей.

После назначения руководителем кафедры общей химии в этом колледже в 1887 г. Рамзай вплотную занялся исследованием процессов испарения и диссоциации паров и жидкостей. Подтвердив линейную зависимость поверхностного натяжения и температуры в жидкостях, он начал изучать аномалию, на которую в свое время обратил внимание английский физик Дж. У. Стретт (лорд Рэлей). Аномалия эта заключается в том, что атмосферный азот имеет несколько большую плотность, чем полученный искусственно. Вслед за Рэлеем Рамзай предположил, что эта разница может объясняться присутствием в воздухе неизвестного газа. Ему удалось подтвердить гипотезу Рэлея. Рамзай удалил из взятого на пробу воздуха кислород, а также весь азот, пропустив оставшийся газ несколько раз через нагретый магний. В результате этого эксперимента, проведенного в 1894 г., было открыто существование неизвестного до того времени газа. Поскольку этот газ не вступал в химические реакции ни с одним другим элементом, Рамзай назвал его аргоном (от греческого «инертный»).

Узнав о том, что американский геолог Уильям Хиллебранд получил путем нагревания определенных минералов газ, который предположительно считали азотом, Рамзай в начале 1895 г. взялся установить, содержится ли и в этом газе аргон. Такое открытие означало бы, что аргон входит в состав земной коры. Спектральный анализ газа подтвердил наличие гелия и следы аргона. Несмотря на то, что астрономы Пьер Жансен и Джозеф Локьер установили существование гелия в спектре Солнца более чем 30 годами ранее, этот газ больше нигде не могли обнаружить.

Проведя дополнительные опыты, Рамзай доказал, что гелий, как и аргон, представляет собой инертный газ. Тщательно изучив периодическую таблицу химических элементов Дмитрия Менделеева, Рамзай и Рэлей пришли к выводу, что аргон и гелий являются двумя представителями семейства пока еще не открытых элементов. Казалось очевидным, что эти неоткрытые элементы должны встречаться в природе в меньших количествах, чем аргон или гелий, и, следовательно, их будет значительно труднее обнаружить. Исследуя различные минералы и метеориты, Рамзай не нашел никаких следов инертных газов. Однако в 1898 г., работая с Морисом Траверсом, он применил совершенно иной аналитический подход. Для того чтобы установить вещества, входящие в состав неизвестных жидкостей, как правило, медленно повышали температуру этих жидкостей, отмечая точную температуру кипения каждого вещества. Используя метод, который позволил охладить и сжижить большое количество аргона, Рамзай выделил еще два инертных газа и назвал их криптоном и неоном (от греческих слов, означающих соответственно «скрытый» и «новый»).

В результате дальнейшей работы он открыл еще один инертный газ, который назвал ксеноном (от греческого «незнакомый»). Таким образом, число инертных газов увеличилось до пяти. В течение последующих двух лет он подтвердил, что эти пять газов действительно обладают теми свойствами, которых и ожидали от этого нового класса элементов. Так в периодическую таблицу была добавлена новая группа элементов.

В 1904 г. Рамзаю была присуждена Нобелевская премия по химии «в знак признания открытия им в атмосфере различных инертных газов и определения их места в периодической системе». В то же самое время Рэлей получил Нобелевскую премию по физике за свою работу по концентрации газов и ту роль, которую он сыграл в открытии аргона. Представляя Рамзая от имени Шведской королевской академии наук, И.Э. Цедерблом подчеркнул огромное значение его достижений: «Открытие совершенно новой группы элементов, ни один из представителей которой не был точно известен ранее, – это совершенно уникальное явление в истории химии». Работа Рамзая имела решающее значение не только для создания в 1913 г. Нильсом Бором теории атомной структуры. Открытие Рамзаем гелия позволило заменить легковоспламеняющийся водород, который тогда использовали для наполнения воздушных шаров, аэростатов и цеппелинов, инертным, а следовательно, более безопасным газом.

Вскоре после открытия инертных газов Рамзай обратил внимание на газ, называемый тогда «эманация» (испускание), который Эрнест Резерфорд и Ф.Е. Дорн связывали с радиоактивными элементами торием и радием. Работа Резерфорда, проведенная в 1902 г., убедила Рамзая в том, что эманация представляет собой инертный газ, который, судя по всему, должен принадлежать к аргоновой группе. В 1903 г., работая с Фредериком Содди, Рамзай наблюдал линии гелия в спектре бромида радия. Семь лет спустя Рамзай и Витлоу-Грей экспериментально доказали, что главный компонент этой эманации является менее плотным, чем сам радий, – на четыре атомные единицы, т.е. на точный вес ядра гелия. Эти открытия дополнили периодическую таблицу еще одним инертным газом – радоном, подтвердив тем самым гипотезу Резерфорда о том, что радиация связана с превращением одного элемента в другой.

В 1881 г. Рамзай женился на Маргарет Буханан. У них родилось двое детей. Помимо проведения научных исследований, Рамзай много внимания уделял реформе образования. Стремлением повысить уровень преподавания были ознаменованы все 25 лет его работы в Университетском колледже. После ухода в отставку в 1912 г. Рамзай, которого студенты и коллеги считали неутомимым и неисправимым оптимистом, продолжал работать у себя дома, в Хэцлмиере. В 1914 г., после того как Великобритания объявила войну Германии, Рамзай предложил правительству свои услуги, однако здоровье его уже было подорвано. 23 июля 1916 г. Рамзай умер от рака в Хэцлмиере.

Помимо Нобелевской премии, Уильям Рамзай был удостоен медали Дэви Лондонского королевского общества (1895), медали Августа Вильгельма фон Гофмана Германского химического общества (1903) и других наград, а также отмечен многими почетными степенями. В 1902 г. ученому был пожалован титул пэра.

      Информация о химии

      Паули (Pauli), Вольфганг Эрнст

      Австрийско-швейцарский физик Вольфганг Эрнст Паули родился в Вене. Его отец, Вольфганг Йозеф Паули, был известным физиком и биохимиком, профессором коллоидной химии в Венском университете. Его мать, Берта (в девичестве Шютц) Паули ...

      Форма микролинз контролируется уровнем pH

      Исследователи из Китая использовали обычный белок для создания оптических линз, диаметр которых составляет десятые доли микрометра. Фокусировка таких линз может изменяться просто за счет изменения значения pH окружающей среды. Ис ...

      Франкленд (Frankland), Эдуард

      Английский химик-органик Эдуард Франкленд родился в Чёрчтауне, Ланкашир. Образование получил в Музее практической геологии в Лондоне (до 1845 г.), затем в Марбургском и Гисенском университетах (в Марбурге его профессором химии был ...