初中化學(xué)化學(xué)家人工合成尿素的首創(chuàng)者維勒

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人工合成尿素的首創(chuàng)者維勒維勒

(公元1800～1882)

弗里德里希·維勒1800年7月31日生于德國萊茵河岸上的埃施耳亥姆，這個地方在法蘭克福市旁邊。他是德國聞名的有機(jī)化學(xué)家。

弗里德里?！ぞS勒的父親是當(dāng)?shù)爻雒麣獾尼t(yī)生，為人性格內(nèi)向，性情鎮(zhèn)靜而穩(wěn)重。他特殊喜愛自己的兒子，特別關(guān)切他的成長，為了把他培育成才，父親到處嚴(yán)格要求、細(xì)心指導(dǎo)孩子。少年時代的維勒喜愛詩歌、美術(shù)，還特殊愛好保藏礦物標(biāo)本。中學(xué)時代，在各門自然科學(xué)中，他最喜愛化學(xué)，尤其對化學(xué)試驗感愛好。在他居住的房間里，床下胡亂地堆放著很多木箱，里面盛滿了各種各樣的巖石。礦石和礦物標(biāo)本。地上到處可見形形色色的礦物晶體，屋角里擺放著一堆堆的試驗儀器，有玻璃瓶、量筒、燒瓶、燒杯，有打破的曲頸瓶以及鋼質(zhì)研體等等，他的宿舍簡直成了一問試驗室和貯藏室。這引起了父親的極大不滿，醫(yī)生要求自己的兒子學(xué)好每一門功課，不得偏廢。為此，父子倆常發(fā)生口角。有一次，被激怒了的父親，竟沒收了兒子的《試驗化學(xué)》一書。維勒對此很難過，他被迫跑去找父親的好摯友布赫醫(yī)生。布赫醫(yī)生早年也曾對化學(xué)發(fā)生過極大愛好，在他那里，始終存放著很多聞名學(xué)者編著的化學(xué)教科書和一些專著。還有不少柏林、倫敦、斯德哥爾摩科學(xué)院的期刊雜志。維勒尋求到了布赫的支持，他不倦地閱讀著這些珍貴的化學(xué)資料，還常常同布赫醫(yī)生探討一些他們感愛好的化學(xué)，在他的頭腦里，學(xué)問每天地積累起來了。維勒的這種旺盛的求知欲又重新激起了布赫對化學(xué)的深厚愛好。他們成了志同道合的忘年交，在各方面布赫都給了維勒以珍貴的支持和幫助。這位醫(yī)生還很留意啟發(fā)維勒的思想，常常對他說：“假如想要成為科學(xué)家，你就應(yīng)當(dāng)具備很多學(xué)問，要什么都知道……”因此，這段友好交往，對維勒中學(xué)階段的學(xué)習(xí)起了良好作用，他更加勤奮地鉆研各門功課。

1820年，他以優(yōu)異的成果從中學(xué)畢業(yè)了。依據(jù)全家人的看法，維勒選擇了學(xué)醫(yī)。1820年秋天，20歲的維勒進(jìn)入了馬堡的醫(yī)科高校。他喜愛上高校，在學(xué)校里他一心一意地攻讀全部的功課。但他只要回到宿舍，就又用心地搞起化學(xué)試驗來，每天如此。這似乎成了他的一種痹好，不做做試驗就不能平穩(wěn)地入睡，晚上，維勒總是埋頭于那些燒瓶和燒杯之間，似乎遺忘了世上的一切。他的第一項科學(xué)探討，正是在那問簡陋的高校生宿舍里勝利的。他最早探討的是不溶于水的硫氰酸銀和硫氰酸汞的性質(zhì)問題。

有一次，當(dāng)他把硫氰酸按溶液與硝酸汞溶液混和時，得到了硫氰酸汞的白色沉淀。經(jīng)過過濾，他把沉淀物放在一邊，讓它自然地干燥著、自己就躺下去睡覺。但他腦子里還總想著試驗的事，無論如何也不能人睡。于是干脆爬起來，重新點(diǎn)燃蠟燭，接著做試驗。他將一部分硫氰酸汞放在瓦片上，讓它靠近壁爐里熊熊燃燒的炭火。不一會兒，瓦片被燒熱了，上面的白色粉未起先嘛啪作響，并漸漸在瓦片上分散開來。維勒興奮極了，他興趣盎然地凝視著所發(fā)生的一切現(xiàn)象。響聲停止后，他取了一點(diǎn)白色粉未，蘸上點(diǎn)水，用手把它揉搓成一根白色的長條。放在瓦片上干燥片刻，然后給瓦片的一端涌烈加熱。于是，重新又聽到僻僻啪啪的聲音，白色的長條受熱后起先猛烈地膨脹著，形成了一個大氣泡。那氣泡像球一樣飛速地向另一端滾去。待反應(yīng)停止后，剩下了一塊不能流淌的黃色物質(zhì)。如此壯麗與罕見的分解現(xiàn)象，使維勒特別興奮。他激烈得又度過了一個不眠之夜。

經(jīng)過幾個月的深化探討，他在自己的第一篇科學(xué)論文中，具體地描述了這個現(xiàn)象。由布赫醫(yī)生舉薦，這篇論文發(fā)表在《吉爾伯特年鑒》上。該文發(fā)表后，馬上引起了瑞典化學(xué)家貝采里烏斯的重視。他在撰寫《年度述評》中，以特別贊許的口吻對維勒的論文賜予了確定的評價。

這一成果增加了這個青年學(xué)生的信念，為了接著深造，他確定到海德堡去。維勒要拜聞名化學(xué)家列奧波德·格美林、生理學(xué)家蒂德曼教授為師。1822年秋天，維勒到了海德堡，首先在蒂德曼教授指導(dǎo)下從事試驗工作，打算將來當(dāng)醫(yī)生。同時，他還可以在格美林的試驗室里工作。那里的試驗條件較好，所需的物品無奇不有。維勒接著著手探討氰酸及其鹽類，同時還得同帝德曼教授一道工作，頭緒繁多的探討項目，使他的全部時間支配得滿滿的。然而，這個青年人，硬是堅持了下來，取得了豐碩的成果。

維勒在化學(xué)方面取得的成果，表現(xiàn)出他卓越的探討才能和在化學(xué)上的較深造詣，深得格美林和蒂德曼教授觀賞，他們和他結(jié)下了深厚的友情。依據(jù)蒂德曼教授的建議，他又著手探討一個極為重要的生理學(xué)課題，即探討動物有機(jī)體尿液中排泄出來的各種物質(zhì)。維勒用狗作試驗，也對自己進(jìn)行試驗，他從尿中分別出了純凈的尿素。這是一種易溶于水的無色晶體。維勒對它進(jìn)行了全面分析，查明白該物質(zhì)的一些重要性質(zhì)。經(jīng)過試驗，他還得知在人們的一日三餐中，哪些食物能夠引起尿中尿素含量的增加。這些試驗結(jié)果，使帝德曼教授感到特別滿足。

1823年9月2日，維勒通過畢業(yè)考試，他獲得了外科醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。但他并沒有為此而興高彩烈，因為這將意味著他就要離開格美林的化學(xué)試驗室，告辭這位良師益友。格美林了解到這位年輕人的心情，于是就舉薦他到瑞典聞名學(xué)者貝采里烏斯那里去學(xué)習(xí)與工作。當(dāng)年冬天維勒就到了斯德哥爾摩，在這位卓越化學(xué)家的私人試驗里起先工作了。此時的貝采里烏斯正在探討氟、硅和硼的化合物。在這里，維勒嫻熟地駕馭了分析和制取各種元素的不少新方法。同時，他還接著探討氰酸。一年的留學(xué)時間轉(zhuǎn)瞬就過去了，1824年9月告辭了貝采里烏斯，維勒回到家鄉(xiāng)法蘭克福?；丶液蟮钠浯翁?，他重又來到布赫醫(yī)生家里，同過去一樣，他們幾乎每天都在一起熱情地探討著有關(guān)化學(xué)問題。維勒重新把自己的居處變成了試驗室。在接著探討氰酸的同時，他利用試驗過程中的空閑時間，把貝采里烏斯主編的《年度述評》譯成了德文。

當(dāng)時，維勒正埋頭探討制取氰酸銨的最簡便的方法。他首先讓氰酸和氨氣這兩種無機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)。結(jié)果使他感到意外，生成物不是氰酸銨，而是草酸。他多次重復(fù)這一試驗，結(jié)果仍舊一樣。于是改用氰酸與氨水進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，企圖制得氰酸銨，結(jié)果他留意到“形成了草酸及一種確定不是氰酸銨的自色結(jié)晶物”。他分析了這種白色物質(zhì)，證明它的確不是氰酸銨。園為它與苛性鉀反應(yīng)，并不放出氨，它與酸反應(yīng)，也不能產(chǎn)生氰酸。因此，維勒確定，他發(fā)覺了一種與氰酸銨不同的新物質(zhì)。那么，這白色晶體原委是什么呢？限于當(dāng)時的試驗條件，他自己還證明不了。他渴望有一個條件較好的試驗室，為此，他毅然受聘到柏林工藝學(xué)校去任教。盡管那里的工資待遇不高，居住條件較差，但他滿足那里有一個設(shè)備齊全的試驗室。

到1828年為止，他始終在這里工作，運(yùn)用了當(dāng)時最先進(jìn)的試驗分析方法，證明白他早在四年前在家鄉(xiāng)發(fā)覺過的白色晶狀物質(zhì)正是尿素，他還發(fā)覺，用氯化銨與氰酸銀或以氨水與氰酸鉛反應(yīng)，都能得到比較純凈的尿素，維勒感到無比興奮，經(jīng)過自己三四年的艱苦工作，他最終實(shí)現(xiàn)了由無機(jī)物來人工合成尿素的設(shè)想。他把這一成果寫成論文，題為“論尿素的人工制成”，發(fā)表在1828年《物理學(xué)和化學(xué)年鑒》第12卷上。這篇論文引起了化學(xué)界的一次振動。成為在18世紀(jì)至19世紀(jì)初，生物學(xué)和有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域中普遍流行著一種生命力論。它認(rèn)為有機(jī)物只能依靠一種生命力在動植物有機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生：在生產(chǎn)上和試驗室里，人們只能合成無機(jī)物質(zhì)，不能合成有機(jī)物質(zhì)，尤其是由無機(jī)物合成有機(jī)物更不行能。貝采里烏斯曾認(rèn)為，很多化學(xué)定律對有機(jī)物不起作用。因此，維勒的成就在公諸于世后，馬上產(chǎn)生了巨大反響，不少人為之歡呼。紛紛慶賀。但同時也遭到了很多人的反對。貝采里烏斯最初聽到這個消息時，幽默地諷刺說：“能不能在試驗室造出一個孩子來”。

人工合成尿素，不僅為維勒本人贏得了榮譽(yù)，這一發(fā)覺在化學(xué)史上也具有重大意義。首先，人工合成尿素又一次供應(yīng)了同分異構(gòu)現(xiàn)象的早期事例，成為有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的試驗證明；其次，這一發(fā)覺猛烈地沖擊了形而上學(xué)的生命力論，為辯證唯物主義自然觀的誕生供應(yīng)了科學(xué)依據(jù)。它填補(bǔ)了生命力論制造的無機(jī)物同有機(jī)物之間的鴻溝。恩格斯曾指出，維勒合成尿素，掃除了所謂有機(jī)物的神奇性的殘余；第三，人工合成尿素在化學(xué)史上開創(chuàng)了一個新興的探討領(lǐng)域。盡管這一發(fā)覺最初僅限于孤立的個別事例，而且在生命力論者看來尿素不是真正的有機(jī)物，只是動物機(jī)體的排泄物并易于分解成氨和二氧化碳，只是一種聯(lián)系有機(jī)吻和無機(jī)物的過渡產(chǎn)物，真正的有機(jī)物決不能人工合成。但維勒提出的有機(jī)合成的新概念，促使了以后關(guān)于乙酸、脂肪、糖類物質(zhì)等一系列有機(jī)合成的勝利。因此可以說，維勒開創(chuàng)了一個有機(jī)合成的新時代。

維勒是一位化學(xué)教化家。他為人類培育了很多化學(xué)良才，他的學(xué)生中有不少人后來成了聞名的教授、工程師和化學(xué)工藝師。弗里德里希·維勒，最終成為世界上赫赫出名的宏大化學(xué)家，他一生中取得了科學(xué)探討的累累碩果，但同時，他也有過重大失誤。他曾因一時疏漏而失去了發(fā)覺化學(xué)元素釩的機(jī)會。當(dāng)時維勒正在斯德哥爾摩隨貝采里烏斯從事探討工作，教授曾指定他分析墨西哥出產(chǎn)的黃鉛礦石。在分析化驗過程中，維勒曾發(fā)覺過1種特殊的沉淀物，當(dāng)對他認(rèn)為這可能是鉻的化合物、未去深究其真實(shí)面目，過后這一現(xiàn)象又被他的同學(xué)瑟夫斯特姆發(fā)覺。后者卻抓住這個現(xiàn)象不放，經(jīng)過反復(fù)試驗探討，最終發(fā)覺那沉淀物是一種含有新元素的物質(zhì)，這種元素就是釩。維勒得知后，在感到震驚的同時，思想上也很苦悶、內(nèi)疚和悲觀。為此，他受到了恩師貝采里烏斯剛好的激勵和教化，重新振作了起來，但這件事仍舊令他終生難忘，他還常常以此為訓(xùn)去教化他的學(xué)生及子女