Alfred Werner
FRANS-BOREN ZWITSER CHEMIST
1866-1919
Alfred Werner, de grondlegger van de coördinatiechemie , werd geboren op 12 december 1866 in Mulhouse, Elzas, Frankrijk (in 1870 bij Duitsland gevoegd). Hij was het vierde en laatste kind van Jean-Adam Werner, een gieterij-arbeider en slotenmaker, en zijn tweede vrouw, Salomé Jeanette Tesché, de dominante figuur in het huishouden Werner en een lid van de rijke Tesché familie. Hoewel de meeste van Werners artikelen in de Duitse taal en in Duitse tijdschriften werden gepubliceerd, bleven zijn culturele en politieke sympathieën bij Frankrijk. De geest van rebellie en verzet tegen het gezag die zijn kindertijd en adolescentie kenmerkte kan hebben bijgedragen tot de ontwikkeling van zijn revolutionaire coördinatietheorie.
Werner bezocht de École Libre des Frères (1872-1878), en vervolgens de École Professionelle (1878-1885), een technische school waar hij scheikunde studeerde. Tijdens zijn dienstplichtig jaar in het Duitse leger (1885-1886) volgde hij colleges scheikunde aan de Technische Hochschule (Technische Universiteit) in Karlsruhe. Daarna bezocht hij het Eidgenössisches Polytechnikum, nu de Eidgenössische Technische Hochschule (Federale Polytechnische Universiteit), in Zürich, Zwitserland, waar hij in 1889 een graad in technische scheikunde behaalde. Hij promoveerde aan de Universiteit van Zürich in 1890.
Tussen 1890 en 1893, produceerde Werner de drie belangrijkste theoretische verhandelingen van zijn carrière. Zijn proefschrift (1890, samen geschreven met zijn leraar Arthur Hantzsch), een echte klassieker van het wetenschappelijk schrijven over het onderwerp stereochemie, breidde Joseph Achille Le Bel en Jacobus Henricus van’t Hoff’s concept van de tetrahedrale koolstofverbinding (1874) uit tot de stikstofverbinding. Het verklaarde vele raadselachtige paradoxen van geometrisch isomerische, driewaardige stikstofverbindingen en plaatste de stereochemie van stikstofverbindingen op een stevige theoretische basis.
Werners tweede theoretische artikel (1891)-zijn Habilitationsschrift (een origineel artikel dat een vereiste was om les te mogen geven aan een universiteit)- nam stelling tegen August Kekulé, de opperste architect van de structurele organische scheikunde: Het verving Kekulé’s focus op strikt gerichte valenties door een meer flexibele theorie die affiniteit beschouwde als een enigszins wolkachtige, aantrekkelijke kracht die uitgaat van het centrum van een atoom en in alle richtingen gelijkelijk werkt. Tijdens de winter van 1891-1892 werkte Werner aan thermochemische studies aan het Collège de France in Parijs met Marcellin Berthelot, maar keerde vervolgens terug naar Zürich om een privatdocent (onbezoldigd docent) te worden aan het Polytechnikum.
In 1893, op de leeftijd van zesentwintig, werd Werner benoemd tot universitair hoofddocent aan de Universiteit van Zürich, grotendeels als gevolg van de bijna nachtelijke roem die voortvloeide uit zijn derde artikel – degene die zijn revolutionaire, controversiële coördinatie theorie uiteenzette (die hem in een droom was voorgekomen). Hoewel zijn kennis van de anorganische scheikunde beperkt was, werd hij om 2 uur ’s nachts wakker met de oplossing van een al lang bestaand raadsel over wat toen “moleculaire verbindingen” werden genoemd. Als boeiend docent en begaafd onderzoeker werd hij in 1895 bevorderd tot gewoon hoogleraar.
Werner verwierp Kekulé’s onderscheid tussen “valentie” verbindingen, die bij uitstek verklaarbaar zijn met behulp van de klassieke valentie theorie, en “moleculaire verbindingen”, die dat niet zijn. Werner stelde een nieuwe benadering voor waarin de configuraties van sommige verbindingen – metaal-amijnen (nu soms “Werner complexen” genoemd), dubbelzouten, en metaalzouthydraten – logische gevolgen waren van hun coördinatiegetallen (een nieuw concept) en twee soorten valentie, primair en secundair. Voor de verbindingen met coördinatienummer zes stelde hij een octahedrale configuratie voor; voor die met coördinatienummer vier een vierkante vlakke of tetrahedrale configuratie.
Werners “ionogene en niet-ionogene” bindingsconcepten waren een volle generatie ouder dan de thans gebruikte modellen van elektrostatische en covalente binding. Zijn ideeën omvatten bijna het hele gebied van de anorganische chemie en vonden zelfs toepassing in de organische chemie, analytische chemie, en fysische chemie, evenals in de biochemie, geochemie, en mineralogie. Hij was een van de eerste wetenschappers die inzag dat stereochemie niet beperkt was tot de organische chemie, maar een algemeen verschijnsel is. Zijn coördinatietheorie oefende een invloed uit op de anorganische chemie die vergelijkbaar is met die van de ideeën van Kekulé, Archibald Scott Couper, Le Bel, en van’t Hoff op de organische chemie.
Hoewel tegenwoordig bekend is dat de elektronische configuratie de onderliggende basis is voor de chemische periodiciteit en het periodiek systeem, bedacht Werner (in 1905), slechts steunend op intuïtie, zijn grote kennis van de chemie, en zijn herkenning van analogieën tussen de elementen, een “lange vorm” van het Periodiek Systeem, waarin de lanthanide elementen (innerlijke overgangselementen of “zeldzame aarden” met atoomnummers 58 tot 71), een aparte plaats in de tabel innamen-een kenmerk van alle moderne tabellen.
In 1913 werd Werner de eerste Zwitserse scheikundige die de Nobelprijs voor scheikunde won, de prijs die werd gegeven “als erkenning voor zijn werk op het gebied van de koppeling van atomen in moleculen, waardoor hij een nieuw licht heeft geworpen op oude problemen en nieuwe gebieden van onderzoek heeft geopend, met name in de anorganische scheikunde”. Kort daarna ging zijn gezondheid achteruit. Hij stierf in een psychiatrisch ziekenhuis in Zürich, op 15 november 1919. Hij was niet alleen de grondlegger van de moderne anorganische stereochemie, maar ook een van de meest briljante vernieuwende chemici aller tijden.