В конце 30-х годов нашего столетия изучение детального механизма химических реакций стало одним из главных направлений химической кинетики. В значительной мере это стало возможным вследствие широкого внедрения разнообразных физических методов в технику химического эксперимента.

Появилась возможность идентифицировать и изучать поведение лабильных промежуточных частиц, в первую очередь свободных радикалов, возникающих в ходе химического превращения. В связи с этим исключительно широкий размах приобрело изучение свободно-радикальных процессов, в первую очередь - такого важного класса химических превращений, каким являются цепные реакции.

Хотя существование свободных радикалов и их важная роль в цепных реакциях и не вызывали сомнений задолго до этого периода, тем не менее прямое их обнаружение в конкретных химических процессах коренным образом изменило сам характер кинетических исследований. Авторы многочисленных работ по химической кинетике начали увереннее оперировать возможными гипотетическими, но теперь уже вполне реальными свободно-радикальными механизмами.

Появляются разнообразные расчетные методы, дающие возможность получить из предположительных схем макроскопические закономерности и затем сопоставить их с экспериментальными данными. Многие примеры блестящих совпадений теории и эксперимента сделали, такой подход к решению кинетических проблем весьма привлекательным. Одновременно это означало возможность делать правдоподобные выводы о механизме химических реакций на основе знания их макроскопических свойств и особенностей.

Требовался специальный и редкий талант, чтобы увидеть сквозь призму макроскопических закономерностей такую картину внутреннего мира химической реакций, которая затем подтверждалась на опыте и в конце концов окончательно утверждалась прямыми опытами. Этим талантом в полной мере обладал Владислав Владиславович Воеводский, который пришел в науку молодым выпускником инженерно-физического факультета Ленинградского политехнического института в 1940 г.

В.В.Воеводский выполнил большое число основополагающих исследований в области кинетики газовых химических реакций. Интерес к этой области химической кинетики выявился у В.В.Воеводского очень рано. Темой его дипломной работы было исследование роли перекиси водорода в окислении водорода. С этого момента кинетика химических реакций, и особенно газовых цепных разветвленных реакций, стала одним из главных направлений его научной деятельности. Темой кандидатской диссертации В.В.Воеводского было детальное исследование механизма окисления (горения) водорода.

Экспериментальные и теоретические исследования Воеводского третьего предела воспламенения, влияния воды на второй предел, теплового взрыва и многие другие внесли существенный вклад в решение задачи о механизме этой реакции.

В.В.Воеводским был также предложен и осуществлен новый метод измерения констант скоростей элементарных реакций атомов и радикалов по смещению пределов воспламенения водорода при добавках различных веществ. Этот метод позднее получил широкое применение как в работах Института химической физики, так и в работах ряда зарубежных лабораторий.

В.В.Воеводский проделал огромную работу по обобщению данных, касающихся механизма цепной реакции окисления водорода. Эта реакция приобрела характер модельного процесса. Ныне каждый исследователь-кинетик, который имеет дело с цепными разветвленными реакциями, снова и снова проходит многие из тех путей, которые были проложены В.В.Воеводским, но только применительно к новому конкретному фактическому материалу.

Важный вклад внес В.В.Воеводский в кинетику реакций крекинга углеводородов. Им была разработана цепная теория крекинга олефинов. Изучая крекинг предельных углеводородов, он установил многие особенности механизма этого важного класса химических реакций.

В конце 40-х годов В.В.Воеводский начал работы по гетерогенным реакциям атомов и радикалов. При исследовании рекомбинации атомов О и Н на различных поверхностях в ряде случаев были установлены два режима процесса - диффузионный и кинетический. Отсюда возникли идеи о перенесении цепных представлений в область гетерогенного катализа.

Начало огромной области исследований заложено в работах В.В.Воеводского по связи активности углеводородных радикалов с их строением, а также по взаимосвязи между закономерностями цепных реакций и данными о реакционной способности радикалов.

Исключительно велика заслуга В.В.Воеводского в творческом применении различных физических методов для изучения механизма химических процессов.

В.В.Воеводский одним из первых в нашей стране понял и оценил те возможности, которые может дать химикам исследование свободных радикалов при помощи метода электронного парамагнитного резонанса. С 1956 г. научная деятельность В.В.Воеводского в значительной мере связана с этим методом и его широким применением для решения многих задач в самых различных областях химии. Разработанный под руководством В.В.Воеводского спектрометр ЭПР-2 (в настоящее время серийно выпускаемый отечественной промышленностью) позволил развернуть широкий фронт исследований по химии свободных радикалов в нашей стране.

По инициативе и под руководством В.В.Воеводского было выполнено большое число работ по исследованию строения и свойств свободных радикалов, образующихся в веществе под действием ионизирующего излучения и УФ-света, реакций свободных радикалов в твердой фазе и поверхности, строения и свойств ион-радикалов в жидкой фазе, реакций атомов и радикалов в газовой фазе. В то же время он уделял большое внимание разработке теории применения метода ЭПР для решения задач современной химии.

Разработанный им метод анализа формы линий позволил в ряде случаев извлекать важную информацию о частоте обменного взаимодействия парамагнитных частиц.

Большие успехи, достигнутые в последние годы в понимании механизма действия излучения на вещество (радиационная химия), в значительной мере связаны с применением метода ЭПР для исследования радикалов, образующихся при облучении. Исследования на установке, позволяющей снимать спектры ЭПР непосредственно в ходе облучения (созданной под руководством В.В.Воеводского в 1958 г.), дали возможность отделить первичные радикалы от радикалов, образующихся в результате вторичных реакций, и, в частности, доказать, что в углеводородах любого строения первичный химический акт радиолиза представляет собой разрыв одной из С-Н-связей. Анализ структуры первичных радикалов в моноалкилзамещенных бензола и сопоставление радиационных выходов привели к однозначному выводу о существовании процессов внутримолекулярной передачи энергии возбуждения и о возможности межмолекулярной передачи энергии.

В последние годы В.В.Воеводским была сформулирована общая схема радиолиза соединений, содержащих полярные группы, позволившая объяснить ход кривых накопления радикалов в ходе облучения. Детальный анализ кривых накопления радикалов и данные по исследованию их рекомбинации при последующем разогреве привели к заключению о зависимости механизма радиолиза от структуры облученного вещества и о неоднородном распределении радикалов в облученных образцах. Для решения этих вопросов по инициативе В.В.Воеводского были применены новые физические методы исследования: исследование диэлектрических потерь и прямое измерение времен релаксации свободных радикалов.

Следует также отметить пионерскую работу, начатую в лаборатории В.В.Воеводского в Институте химической физики АН СССР и завершенную в Институте химической кинетики и горения СО АН СССР, по измерению концентрации атомов водорода в разреженном водородном пламени методом ЭПР. В настоящее время этот метод получил широкое применение. В Институте химической физики АН СССР при помощи метода ЭПР были измерены концентрации атомов и свободных радикалов в зоне окислительных реакций ряда веществ. Появились также зарубежные работы, в которых концентрация атомов и радикалов в химических газовых реакциях измеряется при помощи метода ЭПР.

Важным направлением в работах В.В.Воеводского и его научной школы являются количественные исследования распределения электронной плотности между атомами в химических соединениях и реакционной способностью этих соединений. В этих исследованиях В.В.Воеводский настойчиво проводил идею о том, что в сложных молекулах слабые взаимодействия между отдельными атомными группами или между молекулами в конденсированной фазе, когда энергия их мала по сравнению с энергией связи, могут играть определяющую роль в реакционной способности. Первичным актом в большинстве химических превращений является перенос электрона и лишь затем перегруппировка атомов.

Таким образом, в явном или скрытом виде в большинстве случаев процессы должны быть свободно-радикальными, хотя мгновенные концентрации промежуточных радикальных форм могут быть исчезающе малыми. Эти идеи являются фундаментальными и общими для химии.

Нельзя не упомянуть о том, что многие идеи В.В.Воеводского с исключительным пониманием воспринимались химиками-органиками. Этому в немалой степени способствовали фундаментальные исследования важных реакций органической химии с точки зрения химической кинетики, которые были выполнены В.В.Воеводским. Многие из этих исследований были проведены в тесном содружестве с химиками-органиками. В.В.Воеводский был, пожалуй, наиболее популярным ученым-кинетиком среди исследователей, работающих в области органической химии. Многочисленные новые факты были открыты В.В.Воеводским и его сотрудниками при изучении фотохимических реакций в твердой фазе, кинетики радикальных реакций в твердой фазе, радиолиза твердых органических веществ. Созданные при этом теоретические представления на многие годы опередили будущее развитие данных разделов химической кинетики.

В.В.Воеводский принял активное участие в изучении механизма окислительно-восстановительного катализа. Эта важная и трудная область химической кинетики весьма остро нуждалась в количественном рассмотрении и широком использовании данных электрохимии, квантовой химии и общих представлений современной физической химии. Он начал активно работать в этой области, и полученные им результаты, несомненно, сыграют свою роль в дальнейшем построении главы химической кинетики об окислительно-восстановительном катализе. Весьма перспективными являются ныне широко известные идеи о свободно-радикальных механизмах гетерогенно-каталитических реакций, которые развивали В.В.Воеводский и его ученики.

Еще в начале 50-х годов В.В.Воеводский в сотрудничестве с Н.Н.Семеновым и с Ф.Ф.Волькенштейном выдвинул идею о возможности свободно-радикального, в частности ион-радикального, механизма катализа. Из этой идеи, в частности, следовало, что полупроводники должны отличаться хорошей каталитической активностью, что вскоре в ряде случаев было подтверждено советскими и иностранными работами. При этом здесь возник более общий вопрос, далеко выходящий за рамки только учения о полупроводниках. В.В.Воеводский считал, что вопрос о проверке и установлении границ применимости этого представления требует изучения каталитической поверхности методом ЭПР. Первая фундаментальная работа в этом направлении была поставлена в лаборатории В.В.Воеводского. Эта работа показала правильность общих идей В.В.Воеводского в области катализа: особую роль в случае окисных катализаторов играют, как и предполагалось, ион-радикалы.

Во всех многочисленных направлениях химической кинетики, которые развивал В.В.Воеводский, характерным является выдвижение принципиально новых глубоких идей в области фундаментальных нерешенных проблем химии. Все многочисленные экспериментальные работы Владислава Владиславовича и его школы были направлены на проверку и становление этих общих идей. Именно это свойство всегда отличало крупных и гениальных ученых всех времен и в наибольшей степени способствовало развитию науки.

Научную работу В.В.Воеводский всегда совмещал с преподавательской деятельностью, сначала на кафедре химической кинетики Московского университета, с 1954 г. - в МФТИ, где он был деканом факультета молекулярной и химической физики, с 1961 г. - в Новосибирском университете, где он был деканом факультета естественных наук. Он воспитал большую группу студентов-дипломников, ставших впоследствии ядром его московской и новосибирской лабораторий.

В.В.Воеводский был одним из организаторов и создателей Института химической кинетики и горения Сибирского отделения АН СССР, где до последних дней своей жизни заведовал лабораторией и был заместителем директора по научной части. В Новосибирском научном центре широко развернулся талант В.В.Воеводского как крупнейшего ученого, педагога и организатора.

Много сил и энергии отдавал В.В.Воеводский укреплению и расширению международных научных связей. Он принимал активное участие в организации и работе многих международных научных конференций, симпозиумов, совещаний, выступал с лекциями и докладами во многих странах о достижениях советской науки. Выполненные под его руководством научные исследования получили широкое признание мировой науки.

Лучшим памятником В.В.Воеводскому как ученому, несомненно, будет дальнейшее развитие его блестящих, исключительно увлекательных и перспективных научных идей.

Настоящая книга академика В.В.Воеводского, которая, конечно, не исчерпывает его творческого наследия, красноречиво свидетельствует о том, каким богатым источником для постановки новых важных исследований являются идеи, высказанные им. Труды В.В.Воеводского, включенные в книгу, отнюдь не носят научно-исторического характера. Об этом свидетельствуют и вступительные статьи, которыми открывается каждая из глав этой книги. Эти статьи написаны учениками и коллегами В.В.Воеводского - В.В.Азатяном, Н.Я.Бубеном, Н.Н.Бубновым, Г.К.Лавровской, К.И.Замараевым, В.Б.Казанским, Я.С.Лебедевым, Ю.Н.Молиным, А.П.Пурмалем, С.П.Солодовниковым, Н.Н.Тихомировой, Н.В.Фок, Ю.Д.Цветковым, И.И.Чхеидзе, Б.Н.Шелимовым.

В памяти у всех, кто знал В.В.Воеводского, он остался, живым, энергичным, талантливым ученым, внесшим важный вклад в развитие современной химической кинетики.