Сегодня я видел ясно, как здесь и там два маленьких атома соединялись в пару, как большие атомы обнимали по два маленьких, еще большие держали в объятиях по три или по четыре и как все это кружилось в вихревом танце. Я видел, как большие атомы образовали ряды, на конце которых висели меньшие атомы… Голос кондуктора (назвавшего станцию) разбудил меня посреди этих грез. Но, придя домой, я просидел часть ночи, набрасывая эти картины в общих чертах. Так возникла структурная теория».

Главной заслугой Кекуле в создании теории строения следует считать развитие им понятия валентности, легшего в ее основу, и доказательство 4-валентности углерода. Впрочем, одновременно с Кекуле наличие четырех единиц сродства у углерода было установлено также шотландцем Купером и немецким химиком Кольбе.

Все развитие химии, по существу, подготовляло создание теории химического строения. Медленно, шаг за шагом, идут ученые по пути познания тайн природы. Одна случайно мелькнувшая мысль, наблюдение, описанное и забытое на долгое время, высказанное и не осознанное самим автором предположение… Шаг… еще шаг… И, наконец, одно, последнее, гениальное прозрение, которое впитало^ в себя, аккумулировало все ранее познанное, сумело из отдельных отрывочных звеньев построить цепь логических рассуждений, создать теорию. Этот последний гениальный шаг в создании теории строения был сделан Бутлеровым. Ему принадлежит и ясная формулировка учения и даже самое название «Теория структурного строения вещества».

Важнейшим фактом, который лег в основу теории строения, было открытие явления изомерии. Произошло оно при следующих обстоятельствах.

Немецкий химик Юстус Либих, работая над взрывчатыми соединениями с гремучей ртутью и гремучим серебром, выяснил, что они являются солями кислоты, которую он выделил и назвал «гремучей кислотой». Проведя подробный анализ, он установил, что она состоит из 24 частей углерода, 32 — кислорода, 2 — водорода и 28 — азота.

Николенька Зелинский с бабушкой М. П. Васильевой.

Н. Д. Зелинский — студент Новороссийского университета, 1884 г.

Н. Д. Зелинский — приват-доцент Новороссийского университета, 1890 г.

В тот же год другой немецкий химик, Фридрих Вёлер, описал вещество — циановую кислоту, — которое будто бы состояло из тех же элементов и точно в тех же соотношениях, но проявляло совершенно несхожие свойства. Либих заявил, что Вёлер ошибся. Разгорелся спор. За решением обратились к Якобу Берцелиусу, прозванному в то время «диктатором химии». Берцелиус тщательно проверил работу обоих ученых и заключил, что оба они правы.

Пришлось примириться с фактом, считавшимся до той поры невероятным, — что могут существовать вещества одинакового состава, но различающиеся химическими и физическими свойствами. Берцелиус дал этому явлению название изомерии, а вещества, одинаковые по составу, но различные по свойствам, назвал изомерами. Либих и Вёлер стали друзьями. Дружба эта продолжалась всю их жизнь. Начаты были совместные работы.

Вскоре выяснилось, что изомерия представляет собой не исключение, а весьма часто встречающееся явление, но тайна его долго оставалась нераскрытой.

Бутлеров писал в одной из своих работ: «Факты, не объяснимые существующими теориями, наиболее дороги для науки, от их разработки следует по преимуществу ожидать ее развития в ближайшем будущем».

Так было и с изомерией. Структурная теория строения, толчком для создания которой явилось открытие изомерии, дала ей простое и ясное объяснение:

«Изомеры — вещества, обладающие одинаковым составом, но различными свойствами, отличаются друг от друга своим химическим строением».

Детальное изучение изомерии было следующим. шагом в развитии теории строения. Большая заслуга в этой области принадлежала В. В. Марковникову. Бутлеров и Марковников дали примеры вывода всех теоретически возможных формул химического строения для веществ одного и того же состава. Дальнейшие экспериментальные исследования должны были выяснить, какой теоретически возможный случай химического строения представляет собою каждое вновь открытое вещество.

Одним из тех многочисленных исследований, на основе которых складывались знания об органических веществах, была и первая самостоятельная работа студента четвертого курса Николая Зелинского. Работа эта была опубликована в журнале русского физико-химического общества. Проводил ее Зелинский, конечно, под руководством своего учителя-друга П. Г. Меликишвили.

Петр Григорьевич в этот период занимался глицидными кислотами. Он был первым, кто синтезировал и дал название метилглицидной кислоте. Она являлась соединением, содержащим одновременно группы атомов, характерные для спиртов и для кислот. Подобные вещества были мало изучены в то время.

Воздействием метиламина (содержащего в молекуле азот) на глицидную кислоту надо было перейти к новой группе соединений — аминокислотам.

В ту пору, когда проводил свою работу студент Зелинский, аминокислоты интересовали химиков просто как углеводородные соединения, содержащие азот в молекуле, обладающие одновременно кислотными и основными свойствами. Теперь мы знаем, что аминокислоты являются теми кирпичиками, из которых построено сложное здание молекулы белка — основы всего живого. Знаем и как построена эта молекула. Этим мы обязаны работам многих ученых, неустанно собиравших крупицы знаний о белке. Потребовалось еще около двух десятилетий, чтобы химики отказались от мысли о непознаваемости белка, осмелились заглянуть в его тайну. Среди этих смельчаков был и профессор Н. Д. Зелинский.

В 1884 году Николай Дмитриевич Зелинский окончил университет и был оставлен при кафедре химии.

Еще в годы студенчества Николай Дмитриевич Зелинский познакомился с сестрами Дроковыми — Раисой Ивановной и Ниной Ивановной. Это были девушки передовых взглядов, они жили собственным трудом, интересовались наукой.

Несмотря на то, что сестры были на несколько лет старше молодого студента, знакомство их с Зелинским скоро перешло в дружбу. Зелинского и Дроковых постоянно встречали втроем. Зелинский не отдавал видимого предпочтения ни одной из сестер, те также относились как будто одинаково к своему молодому другу.

Но однажды Николай Дмитриевич и Раиса Ивановна сказали друзьям, что они жених и невеста. Их поздравляли шумно, весело, сердечно. Всем стало ясно, что женой Николая Дмитриевича должна стать именно старшая из сестер. Вскоре была отпразднована скромная свадьба.

Теперь в семье Зелинских по вечерам часто собиралась молодежь. На «огонек» заходили и солидные профессора. Но сам Николай Дмитриевич иногда сбегал от гостей в лабораторию. На него не обижались, знали: молодой химик беззаветно увлечен наукой.

Раиса Ивановна с самого начала супружеской жизни проявляла удивительную чуткость и внимание к научной работе мужа, никогда не упрекая его за то, что большую часть времени он отдает лаборатории.

Для Зелинского это был период становления как химика, как ученого. Каждое синтезированное им вещество, каждая прочитанная книга расширяли кругозор, давали материал для размышлений. Впервые стал он думать о взаимосвязи явлений, осознавать те пути, которыми идет наука в познании тайн природы.

В это именно время изучение теоретических взглядов химиков подвело Зелинского к вопросам стереохимии. Большинство проводимых в 70 — 80-х годах экспериментальных работ давало материал, подтверждающий теорию Бутлерова. Но вскоре новые исследования открыли в царстве изомерии исключения из общего закона. Эти именно исключения дали 20-летнему доктору химии Вант-Гоффу повод к гениальному углублению структурной теории, к созданию понятий стереохимии.