Бутлеров не удовлетворялся таким объяснением различных свойств изомерных соединений. Ясно было одно: теория типов бессильна справиться с бесчисленным множеством новых фактов и открытий, нужно искать новый путь, а этот путь требует создания новой теории.
События разворачивались с невероятной быстротой. Сразу же после получения докторской степени Бутлеров был назначен исполняющим обязанности профессора химии Казанского университета. В начале 1857 года он стал уже профессором, а летом того же года получил разрешение на заграничную командировку.
Наконец-то его желание сбылось, и он увидит известные европейские лаборатории, познакомится со знаменитыми учеными.
— Мне не хотелось бы засиживаться на одном месте, Николай Иванович, — делился Бутлеров своими планами с Лобачевским. Несмотря на разницу в возрасте, между ними установились дружеские отношения, и они подолгу беседовали.
— И хорошо сделаете, Александр Михайлович. Постарайтесь увидеть побольше, познакомьтесь с методами преподавания химии в разных городах. Я уверен, вернувшись в наш университет, вы сделаете его достойным соперником западных университетов. Несколько лет назад с этой же целью ездил Зинин,и его успехи замечательны.
— Да, Николай Николаевич — удивительный человек. Он прославил русскую науку далеко за пределами России.
— Может быть, и вас, Александр Михайлович, ждет мировая слава. Поживем увидим.
— Не стоит говорить об этом, Николай Иванович. Вы, математики, действительно склонны к фантазиям.
Бутлеров прибыл в Берлин в конце лета 1857 года. Он внимательно осмотрел лабораторию, в которой когда-то работал Эйльгард Митчерлих, поговорил с некоторыми учеными и через несколько дней уехал в Висбаден, а затем в Бонн. Пробыв в Бонне непродолжительное время, он продолжил поездку по Германии, Швейцарии, Италии и Франции. Конечной целью его путешествия был Париж — мировой центр химической науки того времени. В Париж его влекла прежде всего встреча с Адольфом Вюрцем. Бутлеров посетил его сразу же по приезде — встреча состоялась в кабинете профессора Вюрца в Высшей медицинской школе.
— Условия у меня самые скромные, — говорил Вюрц. — После того, что вы уже видели, моя лаборатория покажется вам очень бедной.
— Я побывал в крупнейших лабораториях Европы, — живо отозвался Бутлеров. — Больше всего меня поразило то, что почти все лаборатории пользуются газовыми установками. Какое это удобство! Как только вернусь в Казань, сразу же оборудую и нашу лабораторию.
— А что вы хотели бы увидеть у меня?
— Мне хотелось бы поработать у вас, чтобы познакомиться с методами анализа и синтеза органических соединений. Меня интересуют специфические методы, применяемые вами.
Вюрц на минуту задумался, потом открыл письменный стол и вынул из ящика маленькую стеклянную ампулу с бесцветной жидкостью.
— Это йодистый метилен. Многие исследователи пытались изучать его, и все-таки состав этого вещества до сих пор с достоверностью не установлен. Если хотите, можете начать с него.
— С удовольствием, — ответил Бутлеров. — Само вещество для меня не имеет значения. Меня интересует методика работы.
Бутлеров досконально знал теорию типов. Благодаря Зинину и Клаусу он еще со студенческой скамьи отлично владел техникой лабораторной работы, поэтому начал свои исследования с легкостью и в короткое время собрал богатый материал. Бутлеров, отбросив традиционную систему, обобщил его по своему новому методу. Его доклад в Парижской Академии наук вызвал всеобщий интерес и оживленные прения.
— Способность атомов соединяться друг с другом различна. Особенно интересен в этом отношении углерод, который, по мнению Августа Кекуле, является четырехвалентным. Если представить валентность в виде щупальцев, с помощью которых атомы связываются между собой, нельзя не заметить, что способ связи отражается на свойствах соответствующих соединений.
Подобных мыслей никто до сих пор не высказывал.
— Может быть, настало время, — продолжал Бутлеров, — когда наши исследования должны стать основой новой теории химического строения веществ. Эта теория будет отличаться точностью математических законов и позволит предвидеть свойства органических соединений[159].
Воистину пророческие слова!
Через несколько лет, во время второй заграничной командировки, Бутлеров представил на обсуждение созданную им теорию. Сообщение он сделал на 36-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере.
Съезд состоялся в сентябре 1861 года. Бутлеров приехал в Шпейер с единственной целью — встретиться с представителями немецкой химической науки, познакомить их со своим» взглядами относительно строения органических веществ, чтобы затем в ходе дискуссии усовершенствовать свою теорию и вместе с тем предать ее гласности[160].
Он выступил с докладом перед химической секцией. Тема носила более чем скромное название: «Нечто о химическом строении тел»[161].
«Каждый химический атом, входящий в состав тела, участвует в его образовании и действует с определенными силами. Эти силы влияют на окружающие его атомы, вследствие чего» последние связываются в химическую частицу — молекулу. Распределение действия этих сил, ведущее к связи атомов в определенном порядке, я называю химическим строением. Отсюда следует, что химическая природа сложных частиц определяется природой элементарных ее составных частей, их количеством и химическим строением».
Бутлеров говорил просто и ясно. Не вдаваясь в ненужные подробности, он познакомил аудиторию с новой теорией химического строения органических веществ. Его доклад вызвал небывалый интерес и произвел особенно сильное впечатление на Эмиля Эрленмейера и Августа Кекуле. Они продолжали беседу и после того, как все покинули зал.
— Одним из основных пунктов вашей теории является допущение, что атом углерода четырехвалентен и обладает исключительным свойством образовывать цепи, — говорил Эрленмейер.
— Именно так, — утвердительно кивнул Бутлеров.
— Но к этим выводам первым пришел коллега Кекуле! — сказал Эрленмейер, переглянувшись с Кекуле.
— Бесспорно, — согласился Бутлеров. — Нет сомнений и в том, что Купер впервые попытался написать структурные формулы некоторых органических соединений, но в то время это была безуспешная попытка, поскольку условий для этого еще не было.
Кекуле внимательно слушал, не спуская взгляда с одухотворенного лица Бутлерова.
— И все-таки теория типов — столп, на котором зиждется наша наука, — Кекуле старался скрыть свое волнение.
— Теория типов? Ни в коем случае! — воскликнул Бутлеров. — Ведь сам Жерар, создатель теории типов, непоследователен. Он, с одной стороны, отрицает существование радикалов, а с другой — во многих случаях сам прибегает к ним, объясняя свойства соединения. Вот, например…
Из вороха книг Бутлеров вытащил маленький томик и стал торопливо перелистывать страницы, чтобы найти нужное место.
— Основное, что я утверждаю в своей новой теории, это то, что при соединении атомы занимают определенное положение по отношению друг к другу. Этим и определяется различие в их взаимодействии. Иначе говоря, в зависимости от этого они проявляют различные свойства.
— Знаете, ваш пример со щупальцами очень удачен, — сказал Эрленмейер. — Очевидно, если мы уподобим валентные силы щупальцам, разница выявится и в тех случаях, когда два атома насытят соседние или же противоположные валентности. Но можем ли мы проводить такую аналогию для вещей, которых нельзя ни увидеть, ни доказать?
— Действительно, мы не знаем, что представляет собой химическая связь, не ясно, что по сути представляют собой и атомы. Но даже если мы откажемся от физического представления о расположении атомов в пространстве, нельзя отрицать, что химические свойства соединений зависят от связи между составляющими их элементами. Теория химического строения дает средство не только объяснить явления, но и предвидеть возможность образования новых веществ.
