В стереохимии, с одной стороны, произошел характерный сдвиг от статической в динамическую стереохимию — стереохимию процессов, с другой стороны — в стереохимию преходящих расположений цепей атомов. К основным понятиям химии — структуре и конфигурации — добавилось понятие конформации.
В неорганической химии знаменем явились глубокие исследования искусственных трансурановых элементов, изотопные исследования, широкое изучение химии редких элементов. Аналитическая химия применила новые методы физического и изотопного исследования и новые методы обогащения и концентрации и на несколько порядков повысила точность своих исследований. Все шире используется изотопный анализ. Все важнее становится анализ вещества в состоянии крайнего рассеяния.
В органической химии характерны четыре тенденции: 1) уже упомянутое проникновение физики и выкристаллизовывание физической органической химии; 2) все более широкое исследование и синтез сложных природных соединений — нуклеотидов, стероидов и других, в особенности белковых, гормонов, антибиотиков, витаминов, алкалоидов — и сближение на этом пути с биохимией; 3) расширение сферы органической химии на углеродистые соединения всех металлов и металлоидов, то есть выкристаллизовывание химии элементоорганических соединений; 4) повышение удельного веса макромолекулярной химии.
Каков вклад советской и в особенности академической химии в этом быстром прогрессе химической науки за отчетное пятилетие?
Кинетика и катализ, давно уже занявшие в исследованиях советских химиков почетное место, продолжали развиваться, особенно за последние три года.
Присуждение Нобелевской премии Н.Н. Семенову демонстрирует признание крупного советского вклада в теорию цепных реакций. За последние годы развиты также прикладные работы на основе возбуждения цепных реакций либо добавками инициирующих веществ, либо облучением проникающей радиацией. Первым путем разработан и передан промышленности способ получения формалина из углеводородных газов, вторым путем дан способ получения уксусной кислоты и кетонов из бутана. Чрезвычайно интересны исследования радикалов — носителей цепи, выполненные как методами спектроскопии и кинетики, так и методами изотопного обмена и новым, открытым Завойским в Казани, методом парамагнитного резонанса. Это работы Института химической физики.
В области кинетики электрохимических процессов решающий вклад сделан А.Н. Фрумкиным и его сотрудниками. Из трех кинетических составляющих таких процессов — реакции на электроде, диффузии и химических реакций в объеме — две первые решены названным автором с сотрудниками, а последняя — Брдичкой в Чехословакии. Таким образом, в целом получены полные основы кинетики электрохимических реакций, значение которых далеко выходит за рамки прикладной электрохимии и ее расчетов.
Внешние обстоятельства не позволили гетерогенному катализу развиться так, как он этого заслуживает. Все же работы за отчетный период А.А. Баландина, С.З. Рогинского, Н.Н. Семенова, Б.А. Казанского и его учеников А.М. Рубинштейна, Н.И. Шуйкина в институтах физической химии, химической физики, органической химии открыли новые явления (например, кислотный катализ в поверхностном слое „гетерогенного“ катализатора), развили и частью сблизили и определили области применения различных, ранее созданных учеными Академии наук, мультиплетной (А.А. Баландин), электронной (С.З. Рогинский) теорий. Была развита также новая теория гетерогенного катализа как явления развития протекающих на поверхности катализатора цепных реакций (Н.Н. Семенов, В.В. Воеводский). Был собран богатый новый экспериментальный материал из области кинетики важных для практики гетерогенно-каталитических реакций и структуры катализаторов, установлены соотношения между активностью и кристаллографическими параметрами катализатора (А.А. Баландин, А.М. Рубинштейн).
Были разработаны для практики катализаторы дегидрогенизации парафинов и олефинов, в частности в бутадиен, ароматизации циклопарафинов и парафинов, окисления последних.
В области химии поверхностных явлений произошли, а частью наметились, значительные события. Я говорю о зарождении новой дисциплины — физико-химической механики. Работами П.А. Ребиндера показано, как понижение поверхностей энергии металла посредством адсорбции поверхностно-активных примесей или искусственных добавок способно резко понизить прочность и облегчить деформацию твердых тел. Физикохимия здесь, а также и в других направлениях, вторгается в область таких механических дисциплин, как сопротивление материалов, строительная механика, и наш долг помочь этому вторжению, которое уже дает экономический эффект. Важными достижениями явились непосредственное измерение сил Ван-дер-Ваальса Б.В. Дерягиным, работы в области адсорбции, выполненные тончайшей методикой (М.М. Дубинин, А.В. Киселев). Областью соприкосновения коллоидной химии и физики твердого тела является область высокомолекулярных соединений, где я хотел бы отметить выдающиеся работы В.А. Каргина по исследованию строения кристаллических полимеров.
Хуже обстоит у нас дело с современной структурной теорией и с квантовой химией. За последние годы не было приложено необходимых усилий для развития этих важных для химии исследований. В результате число исследователей уменьшилось, а отставание усугубилось. Продвижение отнюдь не было стимулировано проведенной в 1951 г. дискуссией по теории строения, своим тоном скорее отвратившей исследователей от этой области работы. Здесь следует отметить, однако, ряд весьма интересных экспериментальных работ, особенно методом дипольных моментов и расчетных работ Я.К. Сыркина. Важный результат для органической химии дали работы А.И. Китайгородского (Институт элементоорганических соединений), заложившего принципиальные основы органической кристаллохимии.
Работы в области термодинамики, термохимии, фазовых и химических равновесий носили в основном прикладной характер, и фронт работ, особенно двух первых дисциплин, следует признать узким. Неорганическая и аналитическая химия испытывали в эти годы серьезные трудности и прошли большую перестройку, так как к традиционным областям исследования — комплексным соединениям переходных, особенно платиновых металлов, солевым равновесиям и интерметаллическим соединениям — под требованиями атомной промышленности пришлось добавить исследования элементов атомного горючего, трансурановых элементов, элементов — продуктов атомного расщепления в котле. К этому добавляется независимое требование: развитие исследований редких элементов, отчасти перекрещивающееся с первым. Химики этого фронта в институтах неорганической химии, радиевом, геохимии и аналитической химии работали героически. Менее заметная, но не менее трудная химическая половина атомной проблемы в значительной степени рождена здесь.
Для того чтобы дать простор новым направлениям исследования по интерметаллическим соединениям, работа по соответствующим фазовым равновесиям была передана во вновь отстроенный Институт металлургии. Все же работы по химии редких элементов резко отстают от потребностей, а Институт общей и неорганической химии — самый стесненный по площади институт Химического отделения. Организация и строительство Института химии редких элементов намечены в плане VI пятилетки.
В органической химии одной из основных индустриальных задач является задача создания промышленности тяжелого органического синтеза, то есть производства высокотоннажных полупродуктов и продуктов синтеза на основе простейшего углеродистого сырья — угля, нефти, газов нефтепереработки и природного и т. д. Эта задача делает особенно актуальной область углеводородов и их химических превращений и область гетерогенного катализа как главного метода. Эта область работы находится у нас на надлежащей высоте. В Институте органической химии продолжает успешно разрабатываться в школе академиков Н.Д. Зелинского, Б.А. Казанского, А.А. Баландина химия углеводородов и их каталитические превращения — работы частью уже упомянутые.
