Albrecht Kossel
| Albrecht Kossel | |
 | |
| Rođenje | 16. rujna1853. Rostock,Mecklenburg-Zapadno Pomorje,Njemačka |
|---|---|
| Smrt | 5. srpnja1927. Heidelberg,Baden-Württemberg,Njemačka |
| Državljanstvo | Nijemac |
| Polje | biokemija |
| Institucija | Sveučilište uMarburgu Sveučilište uHeidelbergu |
| Alma mater | Sveučilište uStrasbourgu Sveučilište uRostocku |
| Poznat po | nukleinske kiseline |
| Istaknute nagrade | Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu(1910.) |
| Portal o životopisima | |
Albrecht Kossel,punim imenomLudwig Karl Martin Leonhard Albrecht Kossel(Rostock,16. rujna1853.-Heidelberg,5. srpnja1927.),njemačkiliječnikibiokemičar.Studirao jemedicinuuStrasbourguiRostocku,potom bioprofesorna sveučilištima uMarburguiHeidelbergu.Istraživao jebiokemijutkivâ,stanicai posebnostaničnih jezgara.Otkrio da se "nuklein" (nukleoprotein) sastoji od dviju komponenata,bjelančevineinukleinske kiseline.Godine 1910. dobio jeNobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu.Zaslužan je za odvajanje biokemije odfiziologijena njemačkim sveučilištima.[1]
Kossel je rođen uRostockukao sinpruskogglavnog konzula Albrechta Kossela i njegove žene Clare. Godine1872.Kossel je pohađao studijmedicinena Sveučilištu uStrasbourgu,gdje je slušao predavanja poznatih predavača: Anton de Bary, Waldeyer, Kundt,BaeyeriFelix Hoppe-Seyler.
Diplomirao je1878.na Sveučilištu uRostocku.Kossel je1910.dobioNobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinuza svoje istraživanje biologije stanice, posebnoproteinainukleinskih kiselina.Također je otkrio iaminokiselinuhistidin(1896.),timinskukiselinu i agmatin (1910.). Kosselovo područje rada bila je (fiziologija) kemija tkiva i stanica. Potkraj 1880. počeo je svoj istraživanje ustroja stanične jezgre, da bi u 1890-tima počeo svoje istraživanjeproteina.Istraživao je promjene u proteinima pri prelasku upeptide,učinke fenetol dijete naurinipeptidnedijelove stanice. 1896. otkrio jehistidin,te razvio klasičnu kvanitativnu metodu za odvajanje heksoza baza. Zajedno sa svojim poznatimengleskimučenikom H. D. Dakin istraživao je arginazu,enzimkoji hidrolziraargininuureui ornitin. Kasnije je otkrio agmatin uikriharingei opisao metodu za dobivanje.
Jedan od Kosselovih studenata bio jeamerikanacbiokemičarEdwin B. Hart, koji je nakon povratka u SAD sudjelovao u timu koji je utvrdio prehrambene uzrokeanemijeiguše.
Kossel je imao kćer, i sina, Walther (1888.–1956.), koji je bio ugledni profesor teorijske fizike na Institutu tehnologije uDanzigu(1932.–1945.).
Podrobniji članak o temi:AtomPeriodičnostse ne pojavljuje samo u kemijskim svojstvima kemijskih elemenata nego također i u mnogim fizičkim osobinama. Tako je u isto vrijeme kad jeMendeljevpostavio svojperiodni sustav elemenata,našaoJ. L. von Meyerda se atomski volumeni periodički mijenjaju satomskom težinomkemijskih elemenata.
Ako se kao ordinataatomski volumen,pomnožen sL,a kao apscisaredni broj,periodički tok atomskih volumena udara odmah u oči. Maksimum leži kodalkalijskih elemenata.Vidimo dalje da elementi na početku redova u sustavu Mendeljeva imaju najveće atomske volumene. Male vrhove imaju još elementirijetke zemljeeuropijiiterbij.Zanimljiv je i sam oblik krivulje. Maksimumi su vrlo strmi, naprotiv, minimumi su plosnati. Opaža se još da vrhovi krivulje postaju sve viši. Atomski volumeni pomalo rastu kad se povećava redni broj.
I još mnoga druga svojstva ovise periodički od rednog broja elementa. Takvu periodičnost pokazuju na primjerparamagnetična svojstva,kompresibilnost,koeficijent rastezanja,recipročna temperaturataljenjai tako dalje. Srodni kemijski elementikristalizirajuse u jednakimkristalnim rešetkama.Periodičnost ide vrlo daleko.
Pokušajmo sada da te rezultate objasnimo predodžbama koje smo stekli o strukturi atoma. Kemijskiafinitetivalencija,atomski volumen, kompresibilnost, koeficijent rastezanja, kristalizacija i tako dalje, sva ta svojstva određena su periferijom atoma. Dolazimo, prirodno, do zaključka da se periferija atoma periodički mijenja od najlakših do najtežih atoma.
Razmotrimo dvije susjedne grupe elemenata:plemenite plinoveialkalijske metale.Iako na primjernatrijima samo jedanelektronviše odneona,oni se ipak temeljito razlikuju. Svi alkalijski metali rado stupaju umolekularnespojeve, a njihovim atomima vrlo je lako otkinuti jedan elektron. Naprotiv, plemeniti plinovi ne udružuju se u molekule i teško seioniziraju.Premda su im mase bliske, atomski volumeni alkalijskih metala znatno su veći od atomskih volumena plemenitih plinova. Sve te kemijske i fizičke činjenice navode na pomisao, da su u atomima plemenitih plinova elektroni poredani u čvrstu ljusku, dok se, naprotiv, kod alkalijskih metala jedan elektron kreće podalje od ostalog atomskog trupa. Čini se da čitava razlika između plemenitih i alkalijskih metala potječe od jednog vanjskog elektrona. Alkalijski metali imaju jedan labavo vezan elektron izvan čvrstog trupa i taj prouzrokuje snažan kemijski afinitet, lako ioniziranje i veliki atomski volumen. Značenje vanjskih elektrona u punom opsegu je spoznaoN. Bohr.Kemijska svojstva elemenata određena su vanjskim elektronima atoma. Unutarnjim elektronima ne pripada veće značenje. Oni služe da se neutralizira pozitivnielektrični nabojatomske jezgre.
Bohrov zaključako ulozi vanjskih elektrona neosporno potvrđujuatomski spektri.Optički spektri očituju istu periodičnost kao i ostala kemijska i fizička svojstva elemenata. Svi srodni elementi emitiraju spektralne linije, koji se daju srediti po istim zakonima. Tako na primjer spektri svih alkalijskih metala nalikuju na vodikov spektar.J. RydbergiW. Ritzsu našli da se s malim izmjenama daju prikazatiBalmerovim jednadžbama.Tu sličnost neposredno objašnjuje našahipotezada se kod alkalijskih metala jedan elektron kreće izvan ostalog atomskog trupa. Na taj vanjski elektron djelujeatomska jezgrai unutarnji elektroni, pa je ukupnasilatakva kao da na njega djeluje sama vodikova jezgra. Optički spektar alkalijskih metala potječe odkvantnihskokova vanjskog elektrona, koji poprima energetske nivoe, slične vodikovu atomu.
Sličan spektar pokazuju i svi metali alkalijskih zemalja. U njihovim spektrima očituju se isti zakoni koji vladaju emisijomhelija.Kako ćemo još vidjeti, helijev spektar je protumačen na osnovu predodžbe da se oko helijeve jezgre kreću dva elektrona. Budući da metali alkalijskih zemalja imaju isti spektar, moraju se i kod njih dva elektrona nalaziti izvan unutarnjih ljusaka. Taj zaključak potkrepljuje i činjenica da semetalimaalkalijskih zemalja lako otrgnu dva elektrona od njihovih atoma.
Optičkim spektrima je izvor u kvantnim procesima na periferiji atoma. Važnu podršku tome shvaćanju pružili suA. Sommerfeldi A. Kossel razmatrajući spektreioniziranihatoma. Da se dobiju takvi spektri, najprije se atomima oduzima jedan ili više elektrona, a zatim se pobude na emisijusvjetlosti.Sommerfeld i Kossel su našli, da se spektri ioniziranih elemenata podudaraju sa spektrima neutralnih elemenata, koji im prethode u kemijskom sistemu. U atomima ioniziranih metala alkalijskih zemalja samo se još jedan elektron vrti oko unutarnjeg atomskog trupa, pa se njihov spektar mora podudarati sa spektrom alkalijskih metala. Isti takav pomak u spektru opaža se i kodaluminija,koji slijedi iza alkalijske zemljemagnezija.Ako aluminijevim atomima otrgnemo jedan elektron, tad oni imaju spektar nalik na magnezij. Ako im oduzmemo dva elektrona, tada im je spektar nalik nanatrij.Sommerfeld-Kosselov zakon o spektralnom pomaku očito dokazuje da su za optičke spektre važni samo vanjski elektroni. Periodičnost u fizičkim i kemijskim osobinama elemenata jasan je znak da se pri postepenoj izgradnji atoma iz elektrona ponavljaju na periferiji slične situacije.
Da se atomi pobude na emisiju optičkog spektra, mora se poremetiti njihova površina. Najpoznatije takvo sredstvo je ugrijavanje. Brzi atomi se međusobnimsrazovimamogu izbaciti iz stabilnih stanja. Što više ugrijemo nekiplin,to jače međusobni naleti narušuju ravnotežu na površini atoma. Izbačen iz stabilnog stanja, atom se vraća natrag na emisiju svjetla. Atome možemo pobuditi također električnom iskrom ili udarima brzih elektrona. Svi takvi učinci zbivaju se na površini atoma, što neosporno pokazuje gdje je porijeklo optičkih spektara.
Sasvim je drukčije kodrendgenskih spektara.Tu nema ni traga nekoj periodičnosti. Kako smo prije vidjeli, prodornost svojstvenih rendgenskih zraka monotono raste, kako se povećava redni broj elemenata. Izvalnih duljinarendgenskog spektra možemo poMoseleyevu zakonuzaključiti kolik jeredni broj elemenata,i obrnuto, iz rednog broja možemo proračunavati valne duljine rendgenskog spektra. Iz samog načina kako pobuđujemo rendgenske linije, moramo zaključiti, da one potječu iz unutrašnjosti atoma. Unutrašnjost atoma ne očituje, dakle, periodičnosti. Unutrašnjost atoma mijenja se monotono s rednim brojem elemenata.
Dosadašnja iskustva, koja smo stekli o optičkim i rendgenskim spektrima, kao i o drugim fizičkim i kemijskim svojstvima elemenata, pružaju nam jasan putokaz u strukturi atoma. Svi teži atomi imaju nekoliko ljusaka oko jezgre. Najdonje ljuske popunjene su elektronima. U vanjskoj ljuski ima mjesta za više elektrona. Kod alkalijskih elemenata u vanjskoj se ljuski nalazi jedan elektron, kod metala alkalijskih zemalja dva, i tako dalje. Vanjska ljuska potpuno se popunjava kod plemenitih plinova. Vidimo da početak svake periode u sustavu Mendeljejeva znači jednu novu ljusku, a kraj periode potpuno popunjenje te ljuske.
Halogenim elementima,koji stoje ispred plemenitih plinova, nedostaje upravo jedan elektron da popune vanjsku ljusku. Prema tome, halogeni elementi "žeđaju" za elektronima. Naprotiv, alkalijski elementi rado odbacuju svoj vanjski elektron, jer tada ostaju s potpuno popunjenim ljuskama. To nam neposredno objašnjava zašto su neke skupine elemenata elektropozitivne, a druge elektronegativne. Odbacujući elektrone, alkalijski metali, metali alkalijskih zemalja i zemlje stvaraju pozitivneione.Naprotiv, uzimajući elektrone iz okoline, halogeni elementi, kisikova i dušikova skupina, stvaraju negativne ione. Kod svih tih elemenata opaža se težnja ka stvaranju popunjenih ljusaka, što predstavlja najbolju ravnotežu. Takva stabilizacija postignuta je trajno kod plemenitih plinova. Prema tome možemo reći da svi elementi teže da svoju periferiju urede prema plemenitim plinovima.
Kossel je pomoću tih predodžba prvi protumačio naravpolarnih spojeva.Takav jedan polarni spoj jekuhinjska solNaCl. Vanjski elektronnatrijapreskačekloru.Na taj način ostaje natrijev atom samo s unutarnjim, popunjenim ljuskama, a klor upravo popunjava svoju vanjsku ljusku. Imamo sad dva atoma s potpuno zatvorenim vanjskim ljuskama. Periferija jednog atoma liči sad naneon,a drugog naargon.Simbolički to možemo pisati:
- Na+Cl-=11Ne17Ar
Donjim indeksima označili smo da dobiveni "neon" ima jezgru natrija, a "argon" klora.[2]
- "Istraživanje jezgre i njenih raspadnih produkata" (Untersuchungen über die Nukleine und ihre Spaltungsprodukte,1881. g.),
- "Tkiva ljudskog tijela i njihov mikroskopski pregled" (Die Gewebe des menschlichen Körpers und ihre mikroskopische Untersuchung,1889. – 1891. g.),
- "Udžbenik za medicinsko-kemijske smjerove" (Leitfaden für medizinisch-chemische Kurse,1888. g.),
- "Problemi biokemije" (Die Probleme der Biochemie,1908. g.),
- "Odnos između kemije i fiziologije" (Die Beziehungen der Chemie zur Physiologie,1913. g.).
- ↑Kossel, Albrecht.Hrvatska enciklopedija.Leksikografski zavod Miroslav Krleža. 2019.
- ↑Ivan Supek:"Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.