XIX столетие внесло много нового в организацию европейской науки. Прежде всего, развитие отдельных ее отраслей, ранее резко ограниченных и замкнутых, привело ученых к поразительному открытию их связи друг с другом. Химики увидели, что те же самые силы природы, с которыми они привыкли иметь дело, могут изучаться и физиками. Химики-органики вынуждены были признать, что между миром органических веществ и неорганических общего также гораздо больше, чем это предполагалось. Обращение ученых к опыту как главному источнику знаний буквально открыло шлюзы новых точек зрения, новых гипотез и теорий.
Заметно возросло количество научных исследований по заказам развивающегося производства. Промышленники обнаружили, что применение результатов научных исследований на практике может давать ощутимую прибыль. Появляются журналы типа «Журнал практической химии», сочинения, касающиеся связи науки с практикой. Например, в 1840 году вышла книга известного немецкого химика Ю. Либиха «Органическая химия в ее применении к земледелию и физиологии».
Открытие гремучей ртути позволило наладить производство ударных капсюлей, а открытие кислот и стеарина подтолкнуло производство мыла и свечей…
Оживление производства требовало объединения усилий ученых, а появление специальных журналов облегчало обмен информацией, знакомило специалистов и сплачивало их. Стала ощущаться нехватка в научных кадрах. Не просто в специалистах, которых выпускали университеты и высшие школы, а в людях, чьей профессией были бы научные исследования, то есть в профессиональных ученых.
Появляется и новая форма сообщества ученых — совместная работа в исследовательских лабораториях. Конечно, лаборатории существовали и раньше, во времена алхимиков. Но то были лаборатории одиночек. Редко когда алхимик открывал свои секреты подмастерью. Наука оставалась уделом избранных до конца XVIII века. В новом столетии это положение резко изменилось. В частные лаборатории, организованные выдающимися учеными, стали приходить студенты и люди, окончившие университеты, с целью получения навыков в практической экспериментальной работе. Это были уже не безграмотные подмастерья, способные лишь на действия, указанные мастером. Это были люди со своими взглядами, способные к самостоятельному решению сложных проблем, поставленных перед ними учителем.
Постепенно в отдельных лабораториях, возглавляемых действительно выдающимися учеными и педагогами, начинают складываться научные школы.
Одной из первых таких научных школ является коллектив учеников, собравшихся в скромной лаборатории Медико-хирургического института в Стокгольме у Йенса Якоба Берцелиуса в самом начале столетия. Берцелиус оказался настоящим лидером, генератором идей, без которого немыслим никакой научный коллектив. Личное обаяние в отношениях с сотрудниками и настоящая страсть к литературной деятельности также работали на укрепление его положения учителя.
Деятельность его самого в химии поистине исполинская. Он сделал немалый вклад в развитие атомного учения, создал электрохимическую теорию, открыл многие химические элементы…
Лаборатория Либиха (по литографии того времени)
На протяжении почти всей первой половины XIX века Берцелиус прочно занимал положение как бы патриарха химии.
Другая выдающаяся научная школа была основана немецким химиком Юстусом фон Либихом в городе Гиссене. Либих был прирожденный преподаватель новой формации. Он первым, пожалуй, ввел в преподавание химии лабораторные работы для всех учеников, а не только для немногих избранных практикантов, как это бывало раньше. Умело руководя работой своих подопечных, он одновременно предоставлял им полную свободу самостоятельного выбора собственной дороги.
В лаборатории Либиха собрались студенты и практиканты из разных стран. Каждое утро профессор принимал отчеты о проделанной за день работе, выслушивал предложения и планы учеников на будущее. Дважды в неделю он сам делал обзоры по текущим вопросам. Рассказывал о своих работах и об успехах, выпавших на долю кого-либо из учеников. Каждый мог учиться у всех и все у каждого.
Пример его школы оказал очень большое влияние на все последующие организации такого типа.
Неплохо были поставлены научные школы во Франции. Одна, которой руководил Вюрц, славилась своими теоретическими работами. Другая, под эгидой Бертло, добилась успехов в области экспериментальных исследований.
А. М. Бутлеров — основатель крупнейшей школы русских химиков
В Италии успешно работали химики под руководством Станислао Канниццаро, который блестяще разрешил все основные противоречия атомно-молекулярной теории своего времени и добился ее признания.
В России позже возникла и сформировалась крупнейшая школа русских химиков под руководством выдающегося ученого Александра Михайловича Бутлерова.
В 40-е годы XIX столетия в России намечались два центра химической науки. Первый — в Петербурге, где в ту пору в Главном педагогическом институте работал выдающийся ученый, основатель термохимии Герман Генрих Гесс (1802—1850), выпускник Дерптского университета. После стажировки в Швеции, где он одно время работал в лаборатории Берцелиуса, Гесс стал верным сторонником его взглядов на атомное строение вещества и пропагандистом электрохимической теории в России.
По теории Берцелиуса, все сложные вещества построены из двух частей, каждая из которых обладает положительным и отрицательным электрическими полюсами. У металлов более сильны положительные полюсы, у металлоидов — отрицательные. Взаимодействуют всегда сильнейшие полюса, образуя химическое соединение. Теория Берцелиуса подтолкнула современников к систематическому изучению химических соединений, что было особенно важно для дальнейшей классификации элементов. Впрочем, уже к середине XIX века учение Берцелиуса стало противоречить новым фактам, а затем и тормозить дальнейшее развитие химии, особенно органической, в результате чего большинство химиков от него отказались.
Гесс очень много занимался русской химической номенклатурой. Он ввел современные русские названия почти для всех пятидесяти четырех известных к тому времени химических элементов.
В то же время в Петербургском университете работал ученик Гесса — Александр Абрамович Воскресенский — замечательный ученый и педагог, прозванный «дедушкой русской химии». Среди его учеников были многие из тех, кто в последующие годы вывел русскую химию на передовое место в мировой науке и составил ее славу и гордость.
Второй химический центр образовался в Казани. Здесь в начале 40-х годов молодой профессор кафедры технологии местного университета Николай Николаевич Зинин вместе со своим коллегой К. К. Клаусом организовал первоклассную химическую лабораторию. За два года он проделал в ней великолепное исследование по органической химии, снискавшее ему всемирную славу. Именно к этому моменту и относится начало нового периода в истории отечественной и мировой химии.
В 1844 году новая химическая лаборатория Казанского университета получила с Петербургского монетного двора 15 фунтов платиновых осадков. Профессор Клаус принялся за исследование этих осадков и скоро обнаружил в растворе соляной кислоты присутствие неизвестного элемента. Это оказался неизвестный дотоле металл. В честь России (по-латыни Россия — Ruthenia) Клаус предложил назвать его рутением.
И все-таки, несмотря на появление отдельных ярких и оригинальных ученых, общее состояние науки в России той поры еще сильно отставало от мирового уровня. И начинающие молодые ученые были вынуждены завершать свое химическое образование за границей. Большинство ездило в Германию, в город Гейдельберг.