Alfred Werner
Ranskalaissyntyinen sveitsiläinen kemisti
1866-1919
Alfred Werner , koordinaatiokemian perustaja , syntyi 12.12.1866 Mulhousessa, Elsassissa, Ranskassa (vuonna 1870 liitettiin Saksaan). Hän oli valimotyöntekijä ja lukkoseppä Jean-Adam Wernerin ja hänen toisen vaimonsa Salomé Jeanette Teschén neljäs ja viimeinen lapsi. Salomé Jeanette Tesché oli Wernerin kotitalouden hallitseva hahmo ja varakkaan Tesché-suvun jäsen. Vaikka suurin osa Wernerin artikkeleista julkaistiin saksan kielellä ja saksalaisissa lehdissä, hänen kulttuuriset ja poliittiset sympatiat pysyivät Ranskassa. Hänen lapsuudelleen ja nuoruudelleen ominainen kapinahenki ja auktoriteettien vastustaminen ovat saattaneet vaikuttaa hänen vallankumouksellisen koordinaatioteoriansa kehittymiseen.
Werner kävi École Libre des Frèresiä (1872-1878) ja sen jälkeen École Professionellea (1878-1885), teknillistä koulua, jossa hän opiskeli kemiaa. Saksan armeijan pakollisen asepalvelusvuotensa aikana (1885-1886) hän kuunteli kemian luentoja Karlsruhen teknillisessä korkeakoulussa (Technische Hochschule). Sen jälkeen hän opiskeli Sveitsin Zürichissä sijaitsevassa Eidgenössisches Polytechnikumissa, nykyisin Eidgenössische Technische Hochschule (liittovaltion teknillinen korkeakoulu), josta hän suoritti teknisen kemian tutkinnon vuonna 1889. Hän väitteli tohtoriksi Zürichin yliopistosta vuonna 1890.
Vuosien 1890 ja 1893 välillä Werner tuotti uransa kolme tärkeintä teoreettista artikkelia. Hänen väitöskirjassaan (1890, jonka hän kirjoitti yhdessä opettajansa Arthur Hantzschin kanssa), joka on stereokemiaa käsittelevän tiedekirjallisuuden todellinen klassikko, laajennettiin Joseph Achille Le Belin ja Jacobus Henricus van’t Hoffin tetraedrisen hiiliyhdisteen käsitettä (1874) typpiyhdisteeseen. Se selitti monet geometrisesti isomeeristen, kolmiarvoisten typpiyhdisteiden hämmentävät paradoksit ja asetti typpiyhdisteiden stereokemian vankalle teoreettiselle perustalle.
Wernerin toisessa teoreettisessa artikkelissa (1891) – hänen Habilitationsschriftissään (alkuperäisartikkeli, joka oli edellytys yliopisto-opetuksen saamiseksi) – hän otti kantaa August Kekuléa, orgaanisen rakennekemian ylimpää arkkitehtia vastaan: Siinä korvattiin Kekulén keskittyminen jäykästi suuntautuneisiin valensseihin joustavammalla teorialla, jossa affiniteetti nähtiin hieman pilvimäisenä, atomin keskipisteestä lähtevänä vetovoimana, joka vaikuttaa yhtä paljon kaikkiin suuntiin. Talvella 1891-1892 Werner työskenteli Pariisin Collège de Francessa Marcellin Berthelot’n kanssa termokemiallisissa tutkimuksissa, mutta palasi sitten Zürichiin yksityisopettajaksi (palkattomaksi lehtoriksi) Polytechnikumiin.
Vuonna 1893, kaksikymmentäkuusi vuotiaana, Werner nimitettiin Zürichin yliopiston apulaisprofessoriksi, mikä johtui suurelta osin siitä, että hänen kolmas artikkelinsa, jossa hän esitti vallankumouksellisen ja kiistanalaisen koordinaatioteoriansa (joka oli tullut hänelle mieleen unessa), toi hänelle lähes yhdessä yössä mainetta. Vaikka hänen tietämyksensä epäorgaanisesta kemiasta oli vähäistä, hän heräsi kello 2 aamulla ja löysi ratkaisun pitkään jatkuneeseen arvoitukseen, jonka keskiössä olivat niin sanotut ”molekyyliyhdisteet”. Hän oli kiehtova luennoitsija ja lahjakas tutkija, ja hänet ylennettiin professoriksi vuonna 1895.
Werner hylkäsi Kekulén erottelun ”valenssi”-yhdisteiden, jotka ovat erinomaisesti selitettävissä klassisen valenssiteorian avulla, ja ”molekyyliyhdisteiden”, jotka eivät ole, välillä. Werner ehdotti uutta lähestymistapaa, jossa joidenkin yhdisteiden – metalli -amiinien (joita nyt kutsutaan joskus ”Werner-komplekseiksi”), kaksoissuolojen ja metallisuolahydraattien – konfiguraatiot olivat loogisia seurauksia niiden koordinaatioluvuista (uusi käsite) ja kahdesta valenssityypistä, primaarista ja sekundaarisesta. Yhdisteille, joiden koordinaatioluku on kuusi, hän esitti oktaedrisen konfiguraation; yhdisteille, joiden koordinaatioluku on neljä, hän ehdotti neliö- tai tetraedristä konfiguraatiota.
Wernerin ”ionogeenisen ja ei-ionogeenisen” sidoksen käsitteet olivat kokonaisen sukupolven verran ennen nykyisin käytettyjä sähköstaattisen ja kovalenttisen sidoksen malleja. Hänen ajatuksensa kattoivat lähes koko epäorgaanisen kemian alan ja löysivät sovelluksia jopa orgaanisessa kemiassa, analyyttisessä kemiassa ja fysikaalisessa kemiassa sekä biokemiassa, geokemiassa ja mineralogiassa. Hän oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, jotka tunnustivat, että stereokemia ei rajoitu orgaaniseen kemiaan vaan on yleinen ilmiö. Hänen koordinaatioteoriansa vaikutus epäorgaaniseen kemiaan oli verrattavissa Kekulén, Archibald Scott Couperin, Le Belin ja van’t Hoffin ideoiden vaikutukseen orgaaniseen kemiaan.
Vaikka nykyään tiedetään, että elektroninen konfiguraatio on kemiallisen jaksollisuuden ja jaksollisen järjestelmän perusta, Werner (vuonna 1905), luottaen vain intuitioonsa, laajaan kemian tietämykseensä ja tunnistaessaan alkuaineiden väliset analogiat, laati jaksollisen järjestelmän ”pitkän muodon”, jossa lantanidialkuaineet (sisemmät siirtymäkauden alkuaineet tai ”harvinaiset maametallit”, joiden järjestysluvut ovat 58-71) olivat erillisellä sijalla – tämä on ominaista kaikille nykyaikaisille jaksollisille järjestelmille.
Vuonna 1913 Werneristä tuli ensimmäinen sveitsiläinen kemisti, joka sai kemian Nobel-palkinnon, joka myönnettiin ”tunnustuksena hänen työstään, joka koski atomien kytkeytymistä molekyyleihin ja jonka avulla hän on valottanut vanhoja ongelmia ja avannut uusia tutkimusalueita erityisesti epäorgaanisessa kemiassa”. Pian tämän jälkeen hänen terveytensä heikkeni. Hän kuoli Zürichin psykiatrisessa sairaalassa 15. marraskuuta 1919. Hän oli paitsi modernin epäorgaanisen stereokemian perustaja myös yksi kaikkien aikojen nerokkaimmista innovatiivisista kemisteistä.