अगस्त केकुले: वह सांप जिसने अपनी पूंछ खाई

1890 में, बेंजीन पर अपने शोध पत्र के पच्चीस साल पूरे होने के उपलक्ष्य में आयोजित एक समारोह में, साठ के दशक के एक रसायनज्ञ ने अपने सहयोगियों से भरी सभा को बताया कि उन्होंने अपने क्षेत्र की सबसे कठिन संरचनात्मक समस्या को कैसे हल किया था। उन्होंने कहा कि वे झपकी ले रहे थे, और उन्होंने परमाणुओं की श्रृंखलाओं को सांपों की तरह मुड़ते हुए देखा, जब तक कि उनमें से एक ने अपनी ही पूंछ को पकड़ नहीं लिया। वे जागे और उन्होंने इसके परिणामों पर काम किया। यह रसायन विज्ञान के इतिहास की सबसे प्रसिद्ध मूल कहानी है; इतिहासकार अभी भी बहस करते हैं कि क्या यह सच है, और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता: संरचना सही थी, और तब से कार्बनिक रसायन विज्ञान केकुले के आरेख पर आधारित है।

डार्मस्टाट से गीसेन तक

फ्रेडरिक अगस्त केकुले (Friedrich August Kekulé) का जन्म 7 सितंबर 1829 को हेस्से के ग्रैंड डची में डार्मस्टाट में हुआ था। उन्होंने 1847 में गीसेन विश्वविद्यालय में प्रवेश लिया और वास्तुकार बनने का इरादा रखा - यह तथ्य याद रखने योग्य है, क्योंकि उन्होंने जिस अनुशासन की स्थापना की वह अनिवार्य रूप से वास्तुशिल्प है। अपने पहले सेमेस्टर में उन्होंने यूरोप के सबसे दुर्जेय रसायनज्ञ जस्टस वॉन लीबिग (Justus von Liebig) के व्याख्यान सुने और अपना रास्ता बदल लिया।

उन्होंने 1852 में डॉक्टरेट की उपाधि प्राप्त की और फिर चार साल एक भ्रमणशील सहायक के रूप में बिताए: 1851–52 में पेरिस, 1852–53 में स्विट्जरलैंड, 1853 से 1855 तक लंदन। लंदन के साल सबसे महत्वपूर्ण थे। वहां वे अलेक्जेंडर विलियमसन (Alexander Williamson) के संपर्क में आए, जिनके अणुओं के गठन पर काम ने केकुले को उस सवाल की ओर धकेला जिस पर वे अपना जीवन समर्पित करने वाले थे - पदार्थ किससे बने हैं, यह नहीं, बल्कि टुकड़े कैसे व्यवस्थित हैं।

चतुर्संयोजक कार्बन

उत्तर दो भागों में आया। 1857 के अंत में केकुले ने घोषणा की कि कार्बन चतुर्संयोजक है: प्रत्येक कार्बन परमाणु ठीक चार बंधन बनाता है। 1858 में उन्होंने निर्णायक विस्तार जोड़ा - कार्बन परमाणु सीधे एक-दूसरे से जुड़ सकते हैं, जिससे अनिश्चित लंबाई की श्रृंखलाएं बनती हैं।

इतना स्पष्ट रूप से कहने पर यह स्पष्ट लगता है। ऐसा नहीं था। रसायनज्ञ यह समझाने में असमर्थ थे कि कार्बन यौगिक अन्य सभी की तुलना में इतनी अधिक संख्या में क्यों हैं, और दोनों प्रस्तावों ने मिलकर इसका कारण प्रदान किया: चार हाथों वाला एक तत्व जो अपने प्रकार के परमाणुओं को पकड़ सकता है, एक असीमित संयोजी पुस्तकालय बनाता है। साइंस हिस्ट्री इंस्टीट्यूट का सारांश सटीक है - केकुले के सिद्धांत ने "कार्बन यौगिकों की उस विविधता को समझाया जिसने रसायनज्ञों को हैरान कर रखा था।"

स्कॉटिश रसायनज्ञ आर्चीबाल्ड स्कॉट कूपर (Archibald Scott Couper) स्वतंत्र रूप से काफी हद तक उसी निष्कर्ष पर पहुंचे, लेकिन उनका शोध पत्र मई 1858 में केकुले के प्रकाशन के हफ्तों बाद फ्रेंच अकादमी तक पहुंचा। कूपर अपने छोटे करियर के बाकी हिस्सों में प्राथमिकता को लेकर कड़वे थे, और साझा श्रेय के लिए मामला मजबूत है।

गेन्ट

केकुले 1856 में हीडलबर्ग में निजी शिक्षक बने, 1858 में गेन्ट में पूर्ण प्रोफेसर बने, और 1867 में बॉन बुलाए गए, जहां वे सेवानिवृत्ति तक रहे। गेन्ट वह जगह है जहां दूसरी खोज हुई।

बेंजीन कार्बनिक रसायन विज्ञान का उत्कृष्ट घोटाला था। इसका सूत्र, C6H6, ज्ञात था; कार्बन श्रृंखला की कोई भी व्यवस्था इसे समायोजित नहीं कर सकती थी। 1865 में केकुले ने प्रस्ताव दिया कि छह कार्बन परमाणु वैकल्पिक एकल और दोहरे बंधनों के साथ एक बंद वलय बनाते हैं। यह रसायन विज्ञान में पहली चक्रीय संरचना थी, और इसने पूरे सुगंधित रसायन विज्ञान को खोल दिया - रंजक, दवाएं, विस्फोटक, अगली आधी सदी का पूरा जर्मन रासायनिक उद्योग।

संरचना में एक खामी थी: इसने उन आइसोमर्स की भविष्यवाणी की जो मौजूद नहीं हैं। 1872 में केकुले ने यह प्रस्ताव देकर इसे ठीक किया कि अणु दो समकक्ष रूपों के बीच तेजी से दोलन करता है, बंधन लगातार आपस में बदलते रहते हैं। यह विवरण में गलत था लेकिन भावना में सही था; इसने उस अनुनाद और विस्थानीकरण का अनुमान लगाया जिसे क्वांटम रसायन विज्ञान साठ साल बाद स्थापित करेगा।

सपना

केकुले ने दो दूरदर्शी कहानियां सुनाईं, दोनों जीवन के अंतिम वर्षों में। एक में, 1855 के आसपास लंदन की बस में यात्रा करते समय, उन्होंने कार्बन परमाणुओं को एक चक्करदार नृत्य करते और जोड़े बनाते देखा। दूसरे में, बेल्जियम में आग के पास झपकी लेते समय, उन्होंने सांप जैसी श्रृंखलाएं देखीं, जिनमें से एक ने अपनी पूंछ को अपने मुंह में ले लिया - ओरोबोरोस।

इतिहासकारों ने कभी यह तय नहीं किया है कि क्या ये यादें हैं या प्रचार को समझने वाले व्यक्ति द्वारा पूर्वव्यापी मिथक-निर्माण। जो संदेह में नहीं है वह उस दावे का रूप है जो वे कर रहे थे: कि विचार अनचाहे, दिवास्वप्न की स्थिति में आया, और इसे साबित करने का काम बाद में आया। चाहे वह ऐसा हुआ हो या नहीं, यह इस बात का असामान्य रूप से ईमानदार विवरण है कि सैद्धांतिक काम कैसा महसूस होता है।

अगस्त को प्रतिभाशाली क्यों कहा जाता है

केकुले का उपहार अदृश्य वस्तुओं पर लागू स्थानिक कल्पना थी। वे एक अणु को नहीं देख सकते थे और उनके जीवनकाल में कोई भी नहीं देख पाएगा; उन्होंने जो किया वह संयोजन अनुपात और प्रतिक्रिया व्यवहार से एक त्रि-आयामी तस्वीर का निर्माण करना था जो सही साबित हुई। उन्होंने रसायन विज्ञान को अपना अंकन दिया - संरचनात्मक सूत्र, वह चीज जिसे हर रसायनज्ञ ने तब से ब्लैकबोर्ड पर खींचा है - और ऐसा करके उन्होंने व्यंजनों के विज्ञान को वास्तुकला के विज्ञान में बदल दिया। असफल वास्तुकला छात्र ने क्षेत्र का निर्माण किया।

उपलब्धि का पैमाना उनके छात्रों में मापने योग्य है। उनके तीन डॉक्टरेट उम्मीदवारों ने रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीते: 1901 में जैकोबस हेनरिकस वैन 'टी हॉफ (Jacobus Henricus van 't Hoff), 1902 में एमिल फिशर (Emil Fischer) और 1905 में एडॉल्फ वॉन बेयर (Adolf von Baeyer)। किसी भी अनुशासन में बहुत कम शिक्षक ऐसा रिकॉर्ड दिखा सकते हैं। ब्रिटेन ने उन्हें 1885 में कोपली मेडल दिया; जर्मनी ने 1895 में उन्हें केकुले वॉन स्ट्राडोनीट्ज़ (Kekule von Stradonitz) के रूप में कुलीन बनाया।

विपरीत मामले के दो पहलू हैं। कूपर स्वतंत्र रूप से संरचना सिद्धांत पर पहुंचे और केवल प्रकाशन समय पर हार गए, और केकुले ने श्रेय साझा करने के लिए कोई विशेष प्रयास नहीं किया। और बेंजीन संरचना जैसा कि केकुले ने प्रस्तावित किया था, सही नहीं है - इलेक्ट्रॉन को समझने के बाद वैकल्पिक-बंधन मॉडल और दोलन पैच दोनों को बदल दिया गया था। वे उत्पादक सन्निकटन के प्रतिभाशाली थे: एक ऐसा व्यक्ति जिसने सही आकार का अनुमान दशकों पहले लगा लिया था, इससे पहले कि कोई यह समझा सके कि यह एक साथ क्यों टिका हुआ है।

विरासत

उनकी Lehrbuch der Organischen Chemie, जो 1859 से 1887 तक खंडों में प्रकाशित हुई, ने रसायनज्ञों की एक पीढ़ी को नई संरचनात्मक सोच में प्रशिक्षित किया। 13 जुलाई 1896 को बॉन में उनका निधन हो गया, जहां उन्होंने लगभग तीस साल बिताए थे।

बेंजीन वलय अब विज्ञान में सबसे अधिक पुनरुत्पादित प्रतीकों में से एक है, जो पाठ्यपुस्तकों, प्रयोगशाला के दरवाजों और डाक टिकटों पर मुद्रित है। हर दवा अणु और हर बहुलक आरेख उस परंपरा से उतरता है जिसे उन्होंने स्थापित किया: कि रासायनिक पदार्थों के आकार होते हैं, और आकारों को खींचा जा सकता है। चाहे उन्होंने सांप का सपना देखा हो या नहीं, उन्होंने रसायन विज्ञान को चित्रों में सोचना सिखाया।