趣话化学史有机化学的诞生二有
上一期我们说到维勒不经意间发现了一个惊天的秘密，那就是利用纯无机物，在没有生命体参与的条件下，居然能生成有机物尿素。这一发现不仅在哲学上动摇了“活力论”的统治地位，而且引发了大化学家贝采里乌斯的“同分异构体”的猜想，并且获得学术界的认同。
有机化学之父李比希事实上，十八十九世纪可以说是化学家们的世纪，在这两百多年里，欧洲大陆，从不列颠群岛延续到北欧各国，一直到地中海的意大利，就在西方文艺复兴、资产阶级革命和工业革命的浪潮中，诞生了无数的化学家，他们在学术理论、哲学思想以及各种技术应用方面都创造出不朽的成绩。就在大化学家贝采里乌斯提出的“有机化学”理论到德国的化学天才少年维勒的惊世发现期间，又有一位伟大的化学家登上化学史的舞台，并且把有机化学引入了农业科学当中。他就是著名的有机化学之父李比希。
年，李比希出生于达姆施塔特，他比另一位之前我们介绍的化学天才维勒小三岁。维勒出生在法兰克福，他们的家乡彼此离得不远，在今天看都属于德国的黑森州，但当时的德国尚未统一，李比希和维勒应该都是达姆施塔特大公国的公民（由于历史上的法兰克福曾经四分五裂，被七八个公爵瓜分，因此笔者不是非常确切维勒具体属于哪个国家，但李比希肯定是属于达姆施塔特大公国）。李比希的母亲是犹太人，因此他拥有一半的犹太人血统，他的父亲是个药剂师，相当于也是从事化学这一行业的从业者。
李比希从小酷爱化学，尤其是对炸药特别痴迷，传说他学会了制造炸药以后，就制成一些类似今天我们过年时孩子们玩的“摔炮”，之后他的“摔炮”被别的孩子们抢购一空。但是，痴迷于制作炸药的李比希并不受到人们的喜爱，因为他所捣鼓出来的炸药随时充满着危险，他就因为几次意外导致炸药爆炸，造成了财产损失，最终被学校、工作单位开除，不得不辍学一段时间。到了17岁那年，李比希被父亲送到普鲁士的波恩大学读书。德国的大学特别注重哲学的学习，虽然枯燥乏味，但李比希在这里多少受到哲学的熏陶，在世界观和方法论上多少有些收获，这对他之后的影响极大，因为上完大学之后的李比希再不是那个儿时瞎捣鼓炸药的淘气包了，因为他学会了设计、总结和思考。
但是，和之前我们谈到的拉瓦锡、贝采里乌斯等人不同，李比希是个活跃分子，相当于我国“五四运动”中的激进派学生，他秘密加入了某个学生社团，并成为了核心人物。最终，他因为某些社团争端引起了警方的注意，他不得不出国避难。不过幸好，李比希的老师卡斯特纳教授非常喜欢他，于是为他推荐，李比希就出国了（其实伯恩或爱尔兰根地区属于普鲁士王国属地，严格来说李比希此次是从一个外国到另一个外国）。
李比希的导师吕萨克事实上，当时的欧洲比较有名的化学家主要是三位，一个是我们之前几期一直提到的瑞典的贝采里乌斯，另外两位就是当时因为气体的原子数目在一定空间内是否相等而吵得不可开交的道尔顿和吕萨克。道尔顿是英国人，但这个老头比较倔强，他的实验室条件极其简陋，也不适合做学问，那么李比希只有在贝采里乌斯和吕萨克当中选择。最终，李比希选择去了法国吕萨克实验室，那年的李比希只有19岁，时间为年，正是拿破仑帝国覆灭，波旁王朝路易十八复辟后的第七年。但是，政治的动荡丝毫不影响法国的欧洲学术中心地位，当时的法国巴黎汇聚着当时世界一流的化学家，而且实验仪器先进。吕萨克、泰纳尔等化学家就是在这里把有机化合物的元素进行精密地分析，并且得到满意的结果。
李比希的伯乐——儿时的李比希调皮捣蛋，但到了法国巴黎以后，他不再是那个瞎捣鼓炸药的淘气孩子了。法国大学学风严谨，对科学实验的规范性极为重视，并且，导师吕萨克也是言传身教，他对李比希的影响是极其正直、严谨、科学的态度以及生活作风，这一切对李比希产生了一生的影响。在吕萨克实验室，李比希又开始搞起了雷酸盐实验，但这一次不再是瞎捣鼓摔炮、炸药什么的，而是对这些雷酸盐进行精密分析。最终，吕萨克对这位来自德国邦联的年轻学子大加赞赏，李比希也在年的一次法国科学院的学术活动认识了德国邦联的学术泰斗洪堡。由于李比希的出色表现以及洪堡的推荐，李比希被吕萨克吸收到自己的私人实验室，就这样，李比希的业务能力得到了进一步的提升。在吕萨克的私人实验室，他掌握了多种复杂的化学分析方法，并且学会了系统设计、整体把握，将一种学问往高深精处发展研究。在法国，李比希还认识了同样来自德国邦联的另一位伟大化学家——贝采里乌斯的“忤逆”弟子维勒。他俩自此结成了长达四十几年的友谊，共同为德国的化学事业做出贡献。
李比希创建的化学实验室年，李比希带着导师洪堡和吕萨克的推荐信，回到了的家乡达姆施塔特，在吉森大学当了个没有编制的化学教授（相当于今天我们一些高校中的人事代理）。在吉森大学，李比希一边在编写化学的教学大纲，一边在相对落后的家乡创建先进的化学实验室。尽管经费迟迟不能到位，但他毫不受挫，他就自己省吃俭用，把工资往实验室里砸，直到政府的拨款到位。和之前的实验室不同的是，李比希的实验室不仅是供简单教学使用的，而是一种开放式的实验室。他吸收优秀的学子参与到科研中，他让学生得到真正的系统的科研训练。当时谁也想不到的是，这个看似简陋而凌乱的化学实验室，日后竟走出了一大批世界著名的优秀化学家（笔者后期将会详细介绍）。
为了科研事业的发展，李比希还创建了杂志《药学年鉴》，后来改成《化学和药学年鉴》，这一刊物已经成为当今世界化学领域权威性学术刊物之一，在年之后，和后周一些化学期刊合并，被编成《欧洲有机化学杂志》，影响力极高。因此，李比希在这一所不起眼的吉森大学每天的工作就是教学、科研、审稿论文。他效仿贝采里乌斯，对每一篇即将刊登的文章加上亲笔的短评。为了刊载论文的科学严谨性，李比希有时会重复试验，以验证实验的准确性。
就这样，李比希每天周而复始地重复着他繁忙而有规律的生活。他就在这时，闯进了有机化学的大门，从此一发不可收拾。
就在这个时候，他的导师吕萨克正和英国的大神道尔顿吵架，来劝架的阿伏伽德罗提出了“分子说”希望帮二位解围，但没人理他。由于不承认分子假说，那么这个时候的有机化学是极为混乱不堪的。例如一个醋酸，它的分子式今天是CH3COOH，但根据排列组合，在当时居然能有19种写法！因此，在这种情况下要想进行有机化学的基本分析几乎是不可能的。而分析手段，那就只有靠燃烧和电解，但有机化学的分析好像多数都是用的燃烧。但是仅仅一个燃烧也是够复杂的，因为空气当中的氮会不会影响样品中的氮含量呢？于是，李比希就思考在“真空”中燃烧，减少误差（真空中是不可能燃烧的，笔者猜想李比希大概打算利用纯氧气代替空气进行燃烧，以便消除氮气的影响）。在这种实验条件下，李比希分析了马尿酸。但是，针对一些大分子化合物，如某些生物碱来说，碳元素的测定就又成了难题。因为原子量巨大（当时没有分子的概念），只要有个哪怕1%的误差都会导致化学式的错误。如果燃烧，产生了水的话，水蒸气极有可能进入下一环节，最后给实验带来误差。怎么办呢？李比希就设计，将干燥到恒重的有机物燃烧，将燃烧的气体利用无水氯化钙进行吸水处理，然后利用氢氧化钾溶液完全吸收二氧化碳，最后看氯化钙和氢氧化钾溶液的增重情况，以此来测定这些有机物的原子量，这样就可以保证消除最大误差，达到精密测定的目的了。
有机物分子量测定的部分装置示意图到了年，在研究氯气和有机物的关系的时候他又制备出了氯仿和一系列氯醛等物质。同年，他和维勒共同研究了苦杏仁油，并且得到了安息香酸基化合物。在研究中，他俩称，经一系列反应，苦杏仁油可以生成一系列含有C7H5O这个结构的化合物（他们得到的是一个系列化合物，在这个系列中，所有物质的表达式都可以写成X-C7H5O）。这个发现太有轰动性了，连贝采里乌斯也欢呼，称这是开启了植物化学的新纪元。
年对化学来说是充满了革命性的一年。因为在这一年，法国的杜马和罗朗发现石蜡可以和氯气反应并产生氯化氢和氯代烃，于是发表了“取代基团说”，一下子把贝采里乌斯的“电化二元论”给动摇了！贝采里乌斯很不高兴，他说，这个杜马这样说就是在异想天开，胡说八道。氯气和有机物之间也是可以进行燃烧的，这都是一种正电荷和负电荷的反应过程。而他提出这一套理论的依据，说这种化学反应是取代反应，那电荷呢？仅仅就是简单地用氯气把醋酸给分解了，你就说不是电荷的结合，而是取代？那谁都能创造新理论了。或者说，有机化学就不遵守电化二元论了吗？（笔者认为，此时贝采里乌斯的脑子里认为，氯气和醋酸等有机物反应和有机物和氧气反应差不多一样，都是一种燃烧过程，只不过有机物在氧气里燃烧能生成水，在氯气中燃烧能生成氯化氢和碳氯化合物）
李比希看到杜马的说法，就重复了他的实验，于是就说，我是不信贝采里乌斯那个老东西的。他只是在脑子里空想，实验结果表明，这个醋酸和氯气反应就是没有生成他说的氯化氢和碳氯化合物嘛。于是，年，李比希就声称，不论是有机化学还是无机化学，化合反应的规律都是一样的，并且公然支持杜马的研究理论。于是，李比希结合他和维勒共同研究得到的安息香酸基一系列化合物的结果，提出了“基”的概念。并且，他给出了明确的定义，那就是这些“基”是在化学反应中不变的组成部分，一个物质“基”可以被其他的“基”或简单元素取代。同时，他又发表论文，对“电化二元论”进行了驳斥。这样的结果，以及李比希的小钢炮的犀利言语，最终导致他和贝采里乌斯的矛盾，贝采里乌斯也就因李比希所支持的“取代说”和提出的“基”展开了针锋相对的攻击。最终，尽管思想开明的贝采里乌斯曾经接受过他的学生维勒的打破“活力论”的观点，但到这时，他至死也不再接受以杜马、李比希为首的“取代基团说”了。
然而，过分自信的杜马不断地过分地推销自己的“取代说”，李比希也是毫不留情地提出批评。因此，在学术上，就在他的导师和道尔顿进行吵架的时候，他自己也没闲着，几乎和欧洲各地的化学家也吵了个遍，甚至语言过激，连“骗子”、“强盗”这样的词也用上了。（不过，笔者认为，杜马确实不太地道。因为当贝采里乌斯在指责他和罗朗的时候，他就直接来一句，这个理论是罗朗提出的，有问题你跟他理论去。于是，罗朗非常的不高兴。他就对杜马说，照你这样一来，要是这个理论成了，功劳就是你的。如果垮台了，那我就是这个理论的倡导者。罗朗是非常可怜的化学家，他晚年因无钱治病而死于一场肺病。临死之前，他曾经愤愤地说：“……我是一个强盗的老搭档……一切的咒骂只不过是因为把一个氯原子放到了一个氢原子的位置上，因为单单地修改了一个化学式……”）
但是，如此的争吵并不影响这些化学家们私下的友谊。其实在有机化学开创初期，一切都是那么的混乱，大家尚未接受阿伏伽德罗“分子”的提法，因此每个人都在为维护自己的学说而斗争，这实际上是一种对真理的辩论。这种辩论是必要的，也是促进科学发展的。
李比希一直没闲着，年以后，他继续研究有机化学在农业方面的应用。他用实验证明，植物生长需要各种元素，这些元素主要以碳酸、氨、氧化镁、磷酸盐、硝酸盐以及一些碱金属、碱土金属、铁等的化合物形式出现。动物的粪便是要经过分解编成这些化合物才能被植物吸收的。但是，李比希也有过错误认识。例如，他对发酵产生酒精的过程的理解，他就犯了和贝采里乌斯同样的错误，他认为必须是要有生命的存在才能进行；在进行化肥的制备中，他认为植物自己就可以把氮元素从空气中吸收，于是就在化肥的配料中没有加含氮化合物，这一点后来才被修正。
说到李比希的失误，不得不提到元素溴的发现。在当时的元素发现大爆炸时期，发现一个从未发现的元素无疑是一种至高无上的荣誉。
年，法国化学家巴拉尔发现了一种性质存在于氯和碘之间的物质。这些物质是他把海藻烧成灰以后用热水浸泡，再往水里通氯气所得到的产物。这样做，目的是为了得到碘单质。这样做的确可以得到碘元素，但当反应完毕后，巴拉尔拿走碘，却发现在剩余残渣底部还沉淀着一层褐色的液体。把这些液体收集起来，就会有一种刺鼻的漂白粉气味。这是什么呢？大概是氯气和碘结合的产物，氯化碘吧？巴拉尔就拿这些液体继续分析，发现不论用什么方法都不能把它再分解产生碘和氯气，于是，巴拉尔发现了溴，并且发表了论文。
论文一经发表，李比希看到了之后几乎眼珠子都要蹦出来——这个新元素，这个实验设计步骤，这个产物氯化碘，怎么那么熟悉？原来早在四年前，李比希也做过一模一样的实验，也是得到了这层液体啊？李比希赶紧翻箱倒柜，终于找到了他当年做实验剩下的那一瓶“氯化碘”，拿出来闻一闻，和巴拉尔描述的一模一样！他重复了巴拉尔的分析方法，结果确信，这个液体里根本没有氯，也没有碘，这就是溴！
是啊，这就是幸运女神和李比希开的一个小小玩笑。当年，李比希才23岁，性格火爆的他因此懊悔一生。然而，中国的古语有一句“知错能改，善莫大焉”。尽管李比希与新元素溴的发现失之交臂，但这种失误却成了他一生的警示。李比希把这一瓶溴的“氯化碘”的标签撕下来，重新放在柜子里，并且拉到实验室中央醒目的位置，并且贴上一个纸条，上面写着“错误之柜”，不断地提醒自己和学生们，要以严谨的太对对待科学研究。这也许是砥砺着李比希不断在有机化学上进步的精神原动力吧。
关于有机化学，故事还远远没有结束。敬请
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