Николай Николаевич Семёнов

**Николай**
Николаевич Семёнов

Русский
физикохимик Николай Николаевич Семёнов родился в Саратове, в семье Николая и
Елены Дмитриевны Семёновых. Окончив в . среднюю школу в Самаре, он поступил на
физико-математический факультет Санкт-Петербургского (Ленинградского) университета,
где, занимаясь у известного русского физика Абрама Иоффе, проявил себя активным
студентом.

Окончив
университет в .,
в год свершения русской революции, Семёнов работал ассистентом на физическом
факультете Томского университета в Сибири. В . по приглашению Иоффе
Семёнов вернулся в Ленинград, став заместителем директора Петроградского
(Ленинградского) физико-технического института и руководителем его лаборатории
электронных явлений. В сотрудничестве с Петром Капицей Семёнов предложил способ
измерения магнитного момента атома в неоднородном магнитном поле, описав
экспериментальный процесс в статье, которая была опубликована в . Этот метод был
позднее успешно развит Отто Штерном и Вальтером Герлахом.

Проблема
ионизации газов была, по-видимому, первой научной проблемой, которая
заинтересовала Семёнова. Еще, будучи студентом университета, он опубликовал
свою первую статью, в которой говорилось о столкновениях между электронами и
молекулами. По возвращении из Томска Семёнов занялся более глубокими
исследованиями процессов диссоциации и рекомбинации, в т.ч. потенциалом
ионизации металлов и паров солей. Результаты этих и других исследований собраны
в книге «Химия электрона», которую он написал в . в соавторстве с
двумя своими студентами. Семёнов интересовался также молекулярными аспектами
явлений адсорбции и конденсации паров на твердой поверхности. Проведенные им
исследования вскрыли взаимосвязь между плотностью пара и температурой
поверхности конденсации. В . вместе с известным физиком-теоретиком Яковом
Френкелем он разработал всеобъемлющую теорию этих явлений.

Другая
сфера интересов Семёнова в то время относилась к изучению электрических полей и
явлений, связанных с прохождением электрического тока через газы и твердые
вещества. Ученый, в частности, исследовал прохождение электрического тока через
газы, а также механизм пробоя твердых диэлектриков (электрически инертных
веществ) под действием электрического тока. На основании этого последнего
исследования Семёнов и Владимир Фок, прославившийся своими работами в области
квантовой физики, разработали теорию теплового пробоя диэлектриков. Это в свою
очередь подтолкнуло Семёнова к проведению работы, которая привела к его первому
важному вкладу в науку о горении – созданию теории теплового взрыва и горения
газовых смесей. Согласно этой теории, тепло, выделяющееся в процессе химической
реакции, при определенных условиях не успевает отводиться из зоны реакции и
вызывает повышение температуры реагирующих веществ, ускоряя реакцию и приводя к
выделению еще большего количества тепла. Если нарастание количества тепла идет
достаточно быстро, то реакция может завершиться взрывом.

Вскоре
после окончания этой работы в . Семёнов был назначен профессором Ленинградского
физико-технического института, где он помог организовать физико-механическое
отделение, а также ввел обучение физической химии. По его настоянию и с помощью
его коллег, заинтересованных в развитии физической химии, лаборатория физики
электрона превратилась в . в Институт химической физики Академии наук СССР, и
Семёнов стал его первым директором. В . он был избран членом-корреспондентом
Академии наук СССР, а в . стал академиком.

К
этому времени Семёнов вел глубокие исследования цепных реакций. Они
представляют собой серию самоинициируемых стадий в химической реакции, которая,
однажды начавшись, продолжается до тех пор, пока не будет пройдена последняя
стадия. Несмотря на то, что немецкий химик Макс Боденштейн впервые предположил
возможность таких реакций еще в ., теории, объясняющей стадии цепной реакции и
показывающей ее скорость, не существовало. Ключом же к цепной реакции служит
начальная стадия образования свободного радикала – атома или группы атомов,
обладающих свободным (неспаренным) электроном и вследствие этого чрезвычайно
химически активных. Однажды образовавшись, он взаимодействует с молекулой таким
образом, что в качестве одного из продуктов реакции образуется новый свободный
радикал. Новообразованный свободный радикал может затем взаимодействовать с
другой молекулой, и реакция продолжается до тех пор, пока что-либо не помешает
свободным радикалам образовывать себе подобные, т.е. пока не произойдет обрыв
цепи.

Особенно
важной цепной реакцией является реакция разветвленной цепи, открытая в . физиками Г. А.
Крамерсом и И. А. Кристиансеном. В этой реакции свободные радикалы не только
регенерируют активные центры, но и активно множатся, создавая новые цепи и
заставляя реакцию идти все быстрее и быстрее. Фактический ход реакции зависит
от ряда внешних ограничителей, например таких, как размеры сосуда, в котором
она происходит. Если число свободных радикалов быстро растет, то реакция может
привести к взрыву. В .
два студента Семёнова впервые наблюдали это явление, изучая окисление паров
фосфора водяными парами. Эта реакция шла не так, как ей следовало идти в
соответствии с теориями химической кинетики того времени. Семёнов увидел
причину этого несоответствия в том, что они имели дело с результатом
разветвленной цепной реакции. Но такое объяснение было отвергнуто Боденштейном,
в, то время признанным авторитетом по химической кинетике. Еще два года
продолжалось интенсивное изучение этого явления Семёновым и Сирилом Н.
Хиншелвудом, который проводил свои исследования в Англии независимо от Семёнова,
и по проишествии этого срока стало очевидно, что Семёнов был прав.

В . Семёнов опубликовал
монографию «Химическая кинетика и цепные реакции», в которой доказал, что
многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с
помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции. В последующие
десятилетия Семёнов и другие ученые, признавшие его теорию, продолжали работать
над прояснением деталей теории цепной реакции, анализируя относительные опытные
данные, многие из которых были собраны его студентами и сотрудниками. Позднее,
в .,
была опубликована его книга «О некоторых проблемах химической кинетики и
реакционной способности», в которой ученый обобщил результаты открытий,
сделанных им за годы работы над своей теорией.

В . Семёнову совместно с
Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования в
области механизма химических реакций». В Нобелевской лекции Семёнов сделал
обзор своих работ над цепными реакциями: «Теория цепной реакции открывает возможность
ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии – связи между
реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию... Вряд ли
можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже
добиться решающего успеха в биологии без этих знаний... Необходимо соединить
усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для
того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо
мирного развития и благоденствия человечества».

После
того как в .
Семёнов был назначен профессором МГУ, он продолжал публиковать свои работы по
различным проблемам вплоть до 80-х гг. Его объемная работа по окислению паров
фосфора не потеряла своей актуальности и сегодня, спустя 50 лет со дня ее
создания. Во время второй мировой войны Институт химической физики переехал в
Москву. Многие направления проводимых там исследований непосредственно связаны
с первоначальными научными интересами Семёнова, хотя теперь они осуществляются
с помощью масс-спектрометрии и квантовой механики.

Даже
в последние годы жизни Семёнов, по словам его коллег, оставался энтузиастом
науки, творческой личностью, которую отличала бьющая через край энергия. Он был
высок и худощав, любил охотиться и работать в саду, увлекался архитектурой.
Семёнов и Наталия Николаевна Бурцева, на которой он женился в ., жили в Москве, где
она преподавала пение. У супругов родилось двое детей: сын и дочь. Семёнов умер
25 сентября .
в возрасте 90 лет.

За работу по созданию теории цепных реакций Семёнов в . был удостоен
советской правительственной награды – Сталинской премии. Среди других его
наград – орден Ленина, орден Трудового Красного Знамени, золотая медаль имени
Ломоносова Академии наук СССР. Обладатель почетных степеней ряда европейских
университетов, Семёнов был избран почетным членом Лондонского королевского
общества. В Академии наук СССР ученый занимал большое число официальных
должностей. Кроме того, он был избран членом академий многих других стран,
включая США.