ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2019, том 89, № 6, с. 823-826

УДК 546(075.8)

ОСНОВЫ КАФЕДРЫ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ

ХИМИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб. 7-9, Санкт-Петербург, 199034 Россия

*e-mail: an15325@yandex.ru

Поступило в Редакцию 19 марта 2019 г.

После доработки 19 марта 2019 г.

Принято к печати 19 марта 2019 г.

Проанализированы пути развития научных направлений кафедры общей и неорганической химии Санкт-

Петербургского государственного университета.

Ключевые слова: общая и неорганическая химия, периодический закон, супрамолекулярные

соединения, нестехиометрические соединения, неорганические ассоциаты

DOI: 10.1134/S0044460X19060014

В своей университетской деятельности

сных соединений Льва Александровича Чугаева

Д.И. Менделеев выделил четыре главные

(заведовал кафедрой с 1908 по 1922 г.) и его

направления: периодический закон, природа

ученика и последователя Ильи Ильича Черняева

растворов, работы по упругости газов и написание

(заведовал кафедрой с 1932 по 1935 г.).

«Основ химии». Они предопределили пути дальней-

Развитие термодинамического направления на

шего развития научной деятельности кафедры

кафедре продолжил ученик Менделеева и

общей и неорганической химии.

Коновалова Александр Александрович Байков

Идеи Менделеева о природе растворов и об

(заведовал кафедрой с 1934 по 1939 г.). Его работы

упругости газов породили мощную термодинами-

по изучению свойств различных соединений и по

ческую школу Санкт-Петербургского университета,

окислению и восстановлению металлов легли в

получившую всемирное признание. Дмитрий

основу теории металлургических процессов и

Петрович Коновалов, непосредственный преемник

имели исключительно большое значение для

Менделеева на посту заведующего кафедрой (с

развития отечественной металлургической про-

1890 по 1907 г.), продолжил изучение гетеро-

мышленности и производства огнеупорных

генных систем раствор-пар с точки зрения

материалов [1].

термодинамики. В его магистерской диссертации

Сергей Александрович Щукарев заведовал

«Об упругости пара растворов» сформулированы

кафедрой с 1939 по 1977 г. Ему принадлежит

законы, описывающие процессы, протекающие в

особая роль в детализации и приложениях периоди-

равновесных системах жидкий раствор-пар в

ческого закона. Он сформулировал правила изобарной

зависимости от температуры и давления.

(ядерной) статистики (правила Щукарева-

Исследуя гидраты, кристаллогидраты и

Маттауха) [2]. Согласно этим правилам, не могут

аммиакаты большого ряда соединений, Д.И. Менделеев

существовать два стабильных атомных ядра с

пришел к выводу о том, что комплексные

одинаковыми массовыми числами и зарядами,

соединения

«существенно не отличаются от

отличающимися на единицу. В частности, у такого

обычных соединений», а их изучение должно

относительно легкого элемента как технеций нет

опираться на положение соответствующих

стабильных изотопов, поскольку соседние с ним

элементов в периодической системе. Это

молибден и рутений не оставили в области

направление получило мощное развитие в работах

стабильных изотопов с массовыми числами от 92

основоположника русской школы химии комплек-

до 104 свободных промежутков более двух единиц

823

824

НИКОЛЬСКИЙ

массы. С.А. Щукарев разработал теорию вторичной

магнитных и магнитно-резонансных методов и

периодичности, развитую далее Д.В. Корольковым [3].

пришел к выводу о субмикронеоднородном

строении этих соединений, т. е. о распределении

В послевоенные годы перед кафедрой встали

атомов переходного металла в твердой фазе в виде

задачи, связанные с дальнейшим развитием метал-

кластерных групп, содержащих связи металл-

лургической и химической промышленности и с

металл и обладающих ближним порядком. При

обороной страны. Развивалась ядерная энергетика,

этом распределение самих таких кластеров может

что инициировало общий интерес к летучим

быть статистически беспорядочным [11]. Примеры

бинарным соединениям, пригодным для разделения

последних достижений в этой области можно

изотопов.

найти в работах Н.В. Чежиной и Д.А. Королева [12,

Соответствующие исследования на кафедре

13], публикуемых в данном выпуске Журнала

развивались в рамках фундаментальных менделе-

общей химии.

евских направлений и базировались на современ-

Переход от кластеров к нанообъектам был

ных экспериментальных и теоретических методах.

реализован в работах М.Г. Осмоловского с сотр.

Я начал работу на кафедре общей и неоргани-

Их большой опыт по гидротермальному синтезу

ческой химии в этот период и далее в этой заметке

неорганических наночастиц обобщен в обзоре [14].

попытаюсь изложить мою точку зрения на сложив-

шиеся с тех пор и действующие в настоящее время

3. Неорганические ассоциаты в газовой фазе.

научные направления на кафедре. Мне хотелось бы

Появление на кафедре в 1951 г. одного из первых в

выделить пять направлений, нашедших отражение

стране масс-спектрометров дало возможность

в статьях, публикуемых в данном выпуске Журнала

изучить процессы испарения оксидов и устой-

общей химии.

чивость в газовой фазе тройных оксидных

1. Супрамолекулярные и кластерные соеди-

соединений. Первый руководитель лаборатории

нения переходных металлов с органическими и

масс-спектрометрии Г.А. Семенов внес большой

элементоорганическими лигандами, их фото-

вклад в создание и развитие техники высоко-

физические и другие полезные свойства. Начало

температурных измерений, и его можно с полным

этого направления связано с поисками методов

основанием причислить к создателям высоко-

фиксации азота

[4] и направленного синтеза

температурной масс-спектрометрии в стране.

комплексов переходных металлов с ненасыщен-

Впервые было обнаружено, что многие соли

ными лигандами - потенциальными катализато-

кислородсодержащих кислот и другие сложные

рами нефтепереработки и тонкого органического

неорганические соединения не только разлагаются

синтеза [5, 6]. В последние годы С.П. Тунику и

при нагревании, но и образуют в газовой фазе

сотр. удалось синтезировать из относительно

разнообразные, иногда довольно сложные,

простых стартовых реагентов в результате реакции

ассоциаты

[15,

16]. Лаборатория масс-спектро-

самосборки гомо- и гетерометаллические кластеры

метрии принимала участие в анализе лунного

металлов 11 группы с выходом, близким к 100%,

грунта, доставленного на Землю американской

проявляющие уникальные фотофизические

экспедицией на Аполло-11 в 1969 г.

свойства. Центральный фрагмент структур

Параллельно на кафедре развивалась тензи-

объединен в кластер при помощи относительно

метрическая методика исследования различных

слабых металлофильных взаимодействий, однако

систем и процессов с участием неорганических

при этом обеспечивается очень высокая селек-

соединений: гомогенных газофазных равновесий,

тивность и эффективность таких синтезов [7-10].

гетерогенных равновесий конденсированная фаза-

2. Нестехиометрические соединения и твердые

пар, а также кинетики ряда процессов [17]. Были

растворы. В качестве соединений с неопределен-

разработаны методики тензиметрических измере-

ным химическим составом Менделеев рассмат-

ний в системах, изолированных от воздуха и влаги,

ривал не только жидкие, но и твердые растворы.

и создана уникальная автоматическая тензимет-

Изучению соединений переменного состава на

рическая установка. Выполненные измерения

кафедре была посвящена деятельность С.М. Арии.

позволили оценить энергии донорно-акцепторных

Он исследовал термодинамику и строение

связей в различных молекулярных комплексах.

бинарных галогенидов и оксидов с помощью

Впервые было обнаружено образование в газовой

прецизионной калориметрии, рентгеновских,

фазе многочисленных молекулярных комплексов с

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 6 2019

ОСНОВЫ КАФЕДРЫ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

825

донорным атомом элемента 15 или 16 группы и

В заключение считаю необходимым отметить,

акцепторным атомом 13 группы.

что при выполнении исследований по пере-

численным выше направлениям широко исполь-

4. Водные и водно-органические растворы,

зовались современные спектральные, магнитно-

связь состава и строения растворов с составом и

резонансные, дифракционные и другие физические

строением равновесной твердой фазы. В

методы исследования. В развитии всех указанных

«Основах химии» Менделеев определил растворы

направлений особое значение имели методы

как

«жидкие диссоциационные системы,

квантовой химии, что стало возможным благодаря

образованные частицами растворителя, растворен-

работам О.В. Сизовой и А.Ю. Тимошкина [25-28].

ного тела и тех определенных нестойких, но

экзотермических соединений, которые между ними

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

происходят, одного или нескольких¸ смотря на

природу составляющих начал». Изучение

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

растворов не только с позиций термодинамики

интересов.

многокомпонентных гетерогенных систем, но и с

точки зрения взаимодействий компонентов на

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

микроуровне составило важную часть работ

кафедры. Опираясь на богатый экспериментальный

1. Байков А.А. Собрание трудов в 5 томах. М.; Л: АН

материал, Л.С. Лилич с сотр. проанализировали

СССР, 1952.

связи между составом растворов, природой

2. Щукарев С.А. // ЖРФХО. Сер. хим. 1924. № 55.

компонентов растворов и характером взаимо-

С. 467.

действий между ними на микроуровне, с одной

3. Корольков Д.В. Принцип периодичности в химии

стороны, и макросвойствами растворов, - с другой

непереходных элементов. СПб: Изд. СПбГУ,

[18]. На этой основе был развит системный подход

1992. 103 с.

к исследованию строения и свойств растворов и

4. Chatt J., Nikolsky A.B., Richards R.L., Sanders J.R.,

модельные представления о концентрированных

Fergusson J.E., Love J.L. // J. Chem. Soc. (A). 1970.

растворах [19]. К.А. Бурковым была предложена

Р. 1479. doi 10.1039/J19700001479

классификация элементов по формам гидроксо-

5. Никольский А.Б. // Коорд. хим. 1977. № 3. С. 1140.

ионов в растворе, основанная на электронном

6. Varshavsky Yu.S., Galding M.R., Cherkasova T.G.,

строении и положении элементов в периодической

Podkorytov I.S., Nikol’skii A.B., Trzeciak A.M., Olejnik Z.,

системе

[20]. Представления о влиянии

Lis T., Ziolkowski J.J. // J. Organomet. Chem. 2001.

Vol. 628. P. 195_.doi 10.1016/S0022-328X(01)00805-1

взаимодействий в растворах на формирование

твердой фазы были распространены на тройные

7. Koshevoy I.O., Tunik S.P.

// Inorg. Chem.

2008.

Vol. 47. P. 9478. doi 10.1021/ic801073k

водно-солевые системы [21].

8. Koshevoy I.O., Lin C.-L., Karttunen A.J., Jänis J.,

5. Педагогическая деятельность кафедры. Не

Haukka M., Tunik S.P., Chou P.-T., Pakkanen T.A. //

будет преувеличением сказать, что менделеевские

Inorg. Chem. 2011. Vol. 50. N 6. P. 2395. doi 10.1021/

«Основы химии» были также и основами

ic102204h

педагогической деятельности в области химии для

9. Belyaev A., Eskelinen T., Dau T.M., Ershova Y.Y.,

многих университетов мира. Современная система

Tunik S.P., Melnikov A.S., Hirva P., Koshevoy I.O. //

преподавания общей и неорганической химии в

Chemistry. Eur. J. 2018. Vol. 24. N 6. P. 1404. doi

Санкт-Петербургском университете сохранила

10.1002/chem.201704642

важнейшие черты менделеевского стиля: высоко-

10. Грачева Е.В. // ЖОХ. 2019. Т. 89. Вып. 6. С. 879.

профессиональные лекции с богатым лекционным

11. Ария С.М. Термохимия окислов и халькогенидов

экспериментом, практикумы, дающие общие

переменного состава и их магнитные свойства. В кн.

навыки работы в химической лаборатории и

Соединения переменного состава / Под ред. Б.Ф.

предоставляющие студентам возможность самосто-

Ормонт Л: Химия, 1969. С. 263.

ятельных работ по синтезу и исследованию

12. Королев Д.А., Чежина Н.В., Глумов О.В. // ЖОХ.

соединений и, конечно, современные учебники и

2019. Т. 89. Вып. 6. С. 909.

учебные пособия. Сотрудниками кафедры создано

13. Федорова А.В., Чежина Н.В. // ЖОХ. 2019. Т. 89.

большое количество учебников и пособий,

Вып. 6. С. 917.

наиболее востребованные из них приведены в

14. Осмоловская О.М., Петухова Ю.В., Подурец А.А.,

списке литературы к этой статье [22-24].

Сюккалова Е.А., Суслонов В.В., Колоколов, Д.С.,

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 6 2019

826

НИКОЛЬСКИЙ

Котельникова, С.В., Бобрышева, Н.П., Осмолов-

Степакова Л.В., Гусев И.М., Горбунов А.О., Богачев Н.А. //

ский М.Г. // ЖОХ. 2019. Т. 89. Вып. 6. С. 937.

ЖОХ. 2019. Т. 89. Вып. 6. С. 860.

15. Семенов Г.А., Столярова В.Л. Масс-спектро-

22. Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая и

метрическое исследование испарения оксидных

неорганическая химия. М.: Юрайт, 2016, T. 1-2.

систем. Л.: Наука, 1990. 300 с.

23. Иванова М.А., Кононова М.А. Химический

16. Лопатин С.И., Шугуров С.М. // ЖОХ. 2019. Т. 89.

демонстрационный эксперимент. М: ВШ, 1984. 208 с.

Вып. 6. С. 832.

24. Физические методы исследования неорганических

17. Суворов А.В. Термодинамическая химия паро-

веществ / Под ред. А.Б. Никольского. M: Academia,

образного состояния. Л.: Химия, 1970. 208 с.

2006. 443 с.

18. Лилич Л.С., Хрипун М.К. Растворы как химические

25. Сизова О.В., Панин. А.И. Неэмпирические расчеты

системы. СПб: СПбГУ, 1994. 216 с.

молекул. СПБ: СПБГУ, 2002. 230 с.

19. Латышева В.А. Водно-солевые растворы.

26. Сизова О.В. Симметрия и электронное строение

Системный подход. СПб: СПбГУ, 1998. 341 с.

молекул. СПБ: СПБГУ, 1997. 82 с.

20. Бурков К.А., Бусько Е.А. // Проблемы современной

химии координационных соединений. Л.: ЛГУ,

27. Timoshkin A.Y., Schaefer H.F. // J. Am. Chem. Soc.

2004. Vol. 126. N 36. P. 12141. doi 10.1021/ja0400483

1989. Вып. 9. С. 125.

21. Скрипкин М.Ю., Черных Л.В., Пестова О.Н.,

28. Timoshkin A.Y. // Inorg. Chem. 2009. Vol. 45. N 17.

Баранаускайте В.Э., Бурков К.А., Замятин И.В.,

P. 8145. doi 10.1021/ic900270c

Fundamentals of the Department of General and Inorganic

Chemistry of St. Petersburg State University

A. B. Nikol’skii*

St. Petersburg State University, Universitetskaya nab. 7-9, St. Petersburg, 199034 Russia

*e-mail: an15325@yandex.ru

Received March 19, 2019; revised March 19, 2019; accepted March 19, 2019

The advancement of scientific directions of the Department of General and inorganic chemistry of St. Petersburg

University for 150 years of its existence has been analyzed.

Keywords: general and inorganic chemistry, the periodic law, supramolecular compounds, nonstoichiometric

compounds, inorganic associates

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 6 2019