Skip to main content
תערוכות

פרידריך אוגוסט קקולה

Friedrich August Kekul - נולד: 1829; נפטר: 1896 (גרמני)

נחש הבולע את זנבו? שורת רקדנים שזרועותיהם מחוברות? מה לתופעות אלה ולמדע?

היו אלה חלומות בהקיץ שהובילו את הכימאי התיאורטי, פרידריך קקולה, לשתי תגליות חשובות ביותר בשטח הכימיה. קקולה החל את לימודיו האקדמיים כסטודנט לאדריכלות. הייתה זו יד המקרה שהובילה אותו לכימיה: יום אחד צפה במשפט רצח בו שימש הפרופסור הנודע לכימיה יוסטוס ליביג כעד משפטי. עדותו של ליביג כל כך הרשימה את קקולה עד שנרשם לקורס הכימיה שלו ומאז לא הביט עוד לאחור. עם זאת - נטייתו לאדריכלות ותפיסתו המרחבית באו לידי ביטוי מובהק בכל מחקריו ותגליותיו בתחום הכימיה.

אחת מהסוגיות שקקולה התמודד איתן בראשית הקריירה שלו ככימאי היתה, מדוע מולקולות "אורגניות" - שהוגדרו באותם ימים כמולקולות שנוצרות בגוף האדם, החי והצומח, ולא ניתנות לייצור במעבדה בידי אדם - גדולות הרבה יותר ממולקולות לא אורגניות. קקולה הבין שפחמן הוא המרכיב העיקרי בתרכובות אורגניות והגיע למסקנה כי המצב המיוחד של הפחמן וריבוי התרכבות בהן הוא מעורב קשור ליכולת הקישור הכימי של אטום הפחמן. הוא גילה, כי אם מניחים שהפחמן הוא ארבע ערכי - דהיינו, שהוא יכול להקשר באופן ישיר לארבעה אטומי מימן, למשל, אזי ניתן להסביר את הנוסחאות של רוב תרכובות הפחמן הידועות. באותם ימים, עדיין לא היה ידוע שלמולקולות יש מבנה מרחבי המשפיע על תכונותיהם, ואשר אינו משתנה (כמעט) כל עוד המולקולה קיימת, גם אם היא מעורבת באינטראקציות שונות.

שורות מקהלה

כיום המונח "כימיה אורגנית" משמעו "הכימיה של תרכבות הפחמן", ומקובל להניח כי אפשר, עקרונית, להפיק במעבדה כל מולקולה שקיימת בעולם החי (גם אם מעשית המדע עדיין רחוק מהגשמת אפשרות עקרונית זו במלואה). למעשה, ההשערה של קקולה, לפיה תרכובות "אורגניות" הן פשוט אלו המבוססות על פחמן, נדחו ע"י בני תקופתו. בימיו שלטה עדיין "תורת החיוניות" או בשמה הלועזי "ויטאליזם" שגרסה כי לא ייתכן שהתפקודים של הגוף החי הם תוצר בלעדי של הכימיה הרגילה, אלא דורשים "רוח" שתפיח בהם חיים. הרעיון שתגובות כימיות הן האחראיות על כל המתרחש בגוף החי נדחה עד אז על הסף. קקולה הצליח לערער את תפיסת החיוניות. השערותיו תפסו מקום של כבוד בקהיליית המדענים בני זמנו, וצמצמו את מספר התומכים בתורת החיוניות. עם זאת, הצלחתו של קקולה לא דחקה לחלוטין את רגליה של תורה זו. רוב הדתות של ימינו עדיין מתבססות על סוג כלשהו שלה.

זמן קצר לאחר פרסום תגליתו בדבר היות הפחמן ארבע ערכי, קקולה מצא את עצמו נוסע באוטובוס ברחובותיה הנטושים של לונדון בשעת לילה מאוחרת, וחולם על אטומים ומולקולות. הוא ראה בעיני רוחו את האטומים רוקדים בזוגות, בזרועות מחוברות, כאשר כמה אטומים גדולים מוקפים באטומים קטנים יותר. לבסוף הצטיירו בדמיונו שרשרות של אטומים גדולים ואטומים קטנים רוקדים סביב, ובמוחו הבזיק רעיון: הבסיס לכל מולקולה אורגנית הוא שרשרת של פחמנים מחוברים זה לזה. אל השרשרת הזו מחוברים אטומים נוספים, בדרך כלל אטומי מימן, שכאילו מרקדים סביבה. האטומים הרוקדים המחוברים, ושרשרות הפחמן, היו למעשה אבני היסוד של הכימיה המבנית, המהווה עד היום אחת מהדיסיפלינות העיקריות בכימיה. כשהוא מסתמך על רעיונותיו הציוריים, הציע קקולה שיטה חדשה לרישום נוסחאות כימיות. אלה נוסחאות המבנה המציגות את סדר האטומים במולקולה ואת הקשרים הפנימיים, התוך מולקולריים. בכך הוסיף מידע חשוב שלא ניתן היה לקבל מהנוסחה המולקולרית המקובלת. למולקולת הפרופאן, למשל, שנוסחתה המולקולרית C3H8 , הציע את נוסחת המבנה הבאה: שרשרת של שלושה פחמנים המוקפים בשמונה אטומי פחמן.

 

גז פרופאן

 

למולקולת ההקסאן, שגם היא שייכת למשפחת תרכבות הפחמן, ונוסחתה המולקולרית C6H14, הציע את נוסחת המבנה המקבילה - שרשרת של שישה פחמנים המוקפים ב-14 אטומי מימן כמתואר בשרטוט הבא:

 


מולקולת הקסאן

 

קקולה פיתח והוביל את הגישה לפיה תגובות כימיות ותכונות של חומרים יכולות לשמש כמנחות לפענוח מבנה המולקולות האלה מחד גיסא, ואילו נוסחאות המבנה, בתורם, תורמות לניבוי והבנת תכונותיהם של חמרים ותגובות כימיות שחמרים אלה מעורבים בהן - מאידך גיסא. בכך נתנה דחיפה משמעותית להבנת עולם שלם של חמרים ולהתפתחות הכימיה כמדע.

ההשערה גרסה כי מבנה הבנזן הוא דמוי טבעת, הנה כך:

 


מולקולת בנזן

 

התיאוריה הייתה כה פשוטה וכה אלגנטית, והתאימה לנתונים בצורה כה מושלמת, עד שהתקבלה מייד וזיכתה את מחוללה במלוא ההכרה הראויה. (בדומה לפריצות דרך אחרות במדע, לבטח מדענים אחרים מרטו את שער ראשם ואמרו לעצמם: "מדוע אני לא חשבתי על זה?"). היום, כשתורת הקישור הכימי מורכבת ומבוססת על האופי הגלי של החומר, מקובל כי נוסחא זו פשטנית מדי, אולם אין ספק כי היא הוותה פריצת דרך בפתרון תעלומת מבנה מולקולת הבנזן, ובעקבותיה משפחה שלמה של מולקולות "אורגניות".

גם חייו הפרטיים של קקולה הושפעו מאהבתו לכימיה. כאשר אשתו הראשונה והאהובה, סטפני, נפטרה במהלך לידת ילדם (מה שהיה נפוץ מאוד באותם ימים), הוא נסוג לעולם הכימיה ולחלומות בהקיץ, ולמעשה לא ממש חזר משם מעולם. עם זאת, היה ער לצורך בבחינה מתמדת של הרעיונות ההזויים, והאמירה הבאה מיוחסת לו: "הבה נלמד לחלום - כך נגלה את האמת. אך הבה נישמר מפרסום החלומות עד שייבדקו לאור ההבנה של שעות הערות!"

הקיסר וילהלם השני העניק לקקולה תואר אצולה שנה לפני מותו, ומאז נשא בגאווה את השם קקולה פון סטראדוניץ.

נוצר בתאריך: 04/09/08
עודכן בתאריך: 06/04/11