Все ответы совет университета признал удовлетворительными и после этого предложил молодому ученому представить диссертацию на тему «О явлениях химического сродства и о превосходстве теории Берцелиуса о постоянных химических пропорциях перед химическою статикою Бертолета».

Менее всякой другой химическая тема была по душе диссертанту, но факультету нужен был профессор химии, а блестящие способности Зинина внушали уверенность, что и на кафедре химии он стяжает известность и славу.

Магистерская диссертация Зинина носила такое заглавие: «О химическом сродстве и вообще о силах, имеющих влияние на химическое соединение и разложение».

Рукопись работы не сохранилась. Печатные тезисы работы дают представление о тех выводах, к которым пришел автор после знакомства с большинством сочинений на эту тему.

«Различные состояния тел суть различные случаи равновесия системы частичек, — говорит он. — Предположение Дюма и Праута о числе атомов и газов паров неосновательно. Изменение плотности прикосновенных слоев разнородных тел, будучи причиной многих явлений, объясняет наиудовлетворительнее и соединение газов при поверхности некоторых тел. Заключение Митшерлиха об одинакоформенности кали и натра неосновательно. Теории Гротуса и Ларива химического действия электрического потока неудовлетворительны. Теория электрохимическая неудовлетворительна. Правило химических масс ложно. Доселе делаемое определение силы связи не имеет смысла и не объясняет влияния связи на сродство. Законы постоянных пропорций можно объяснить, рассматривая составы как различные случаи прочности равновесия; причины сих пропорций, приведенные Бертолетом, частью ничего не объясняют, частью ложны. Мнение Бертолета о строении растворов ложно».

Необычайная смелость и категоричность выводов молодого ученого, характерные для Зинина вообще, объясняются, с одной стороны, действительным состоянием теоретической химии того времени, с другой — личностью автора.

Попытки теоретического объяснения наблюдаемых фактов, проникновения в законы, ими управляющие, делались еще на самых ранних ступенях развития химии как науки.

Уже Ломоносов, произнося свое знаменитое «Слово о пользе химии» 6 сентября 1751 года, вопрошал:

«Для чего толь многие учинены опыты в физике и химии? Для чего толь великих мужей были труды и жизни опасные испытания? Для того только, чтобы, собрав великое множество разных вещей и материй в беспорядочную кучу, глядеть и удивляться их множеству, не размышляя о их расположении и приведении в порядок?»

Стремлением привести в порядок накопленные химиками факты, постигнуть общие законы химии и проникнуты собственные труды Ломоносова. Гениальный ум его интересовался не отдельными телами, а веществом вообще, строением материи, законами, управляющими изменениями в телах.

Основная тема научных изысканий Ломоносова и состояла в изучении тех мельчайших, по его выражению, «нечувствительных», то есть невидимых не только простым глазом, но и под микроскопом, частичек, или корпускул, из которых состоят все тела.

Особенно интересно то обстоятельство, что, говоря о первоначальных частичках тел, Ломоносов различает два рода их: более мелкие, называемые элементами, и более крупные, сложенные из элементов, — корпускулы. Это различие лежит и ныне в основании всего стройного здания современной химии: теперь мы называем корпускулы молекулами и строго отличаем их от атомов, из которых, в свою очередь, сложены все молекулы.

В «Элементах математической химии» Ломоносов набрасывает схему приложения атомной теории к химии. Он думает над этим всю жизнь и в «Рассуждении о твердости и жидкости тел» впервые говорит о строении молекул. Он употребляет именно слово «строение», едва ли не самим же им изобретенное, во всяком случае впервые им примененное как термин.

«Первоначальные частицы, — писал он, — исследовать толь нужно как частицам быть. И как без нечувствительных частиц тела не могут быть составлены, так и без оных испытания учение глубочайшее физики невозможно».

Теоретические рассуждения Ломоносова были опубликованы в Комментариях Академии наук на латинском, как тогда было принято, языке. Они были, стало быть, вполне доступны ученым, но шли слишком далеко впереди своего времени и потому оставались очень долго неоцененными.

Через полтораста лет благодаря трудам Б. Н. Меншуткина они стали известными всему миру, и «новооткрытие Ломоносова сразу прибавило химика первой величины и личность удивительной силы к ограниченной галерее величайших людей мира».

Так характеризовал русского гения американский ученый-химик, профессор А. Смит.

«В ту эпоху, — говорил он, оценивая значение русского гения для всемирной науки, — когда все прочие верили во флогистон, в световую и тепловую материю и спрятали свои весы, потому что показания их противоречили этим воззрениям, Ломоносов верил, что свет обусловлен волнами в эфире, а теплота движением частиц, он пользовался весами и игнорировал флогистон. Он был современный химик. Задолго до Лавуазье он отличил элементы от соединений, и за 75 лет до Либиха он построил первую лабораторию для преподавания химии».

Труды Ломоносова остались погребенными в забытых журналах, в архивах Академии наук. Прошло не мало времени до того, как, путаясь и спотыкаясь, химия вернулась к тому пути, на который ставил ее Ломоносов.

После Ломоносова было сделано немало попыток обобщения фактического материала, накопленного в физике и химии.

Такие попытки привели к различным теоретическим положениям. Долгое время господствовала так называемая электрохимическая, или дуалистическая, теория. Электрохимическая теория исходила из того факта, что электрический ток разлагает некоторые вещества на две составные части, и опиралась на существовавший в неорганической химии дуализм: ведь в минеральном царстве, естественно, все тела разделялись на простые, неразлагаемые вещества, то есть элементы, и на сложные, состоящие из соединения нескольких простых тел, или элементов. Основное положение этой теории сводилось к тому, что все химические вещества образованы путем соединения противоположных по знаку — электроположительных и электроотрицательных — составных частей. Основоположником этой теории был шведский химик Якоб Берцелиус. Он ввел в употребление химические символы, некоторые новые химические понятия и самое название «органическая химия».

Берцелиус так же много занимался эквивалентами. Так назывались равноценные по отношению к кислороду величины в том смысле, что количества химических элементов соединяются с одним и тем же количеством кислорода.

Эквивалентам Берцелиус посвятил свою книгу «О химических пропорциях», она вышла в 1827 году и на русском языке под названием «Химические уравнения».

Теория Берцелиуса применялась не только к неорганическим, но и к органическим соединениям, однако многих загадок органических соединений она не разъясняла.

Новая теория радикалов возникла после того, как были открыты атомные группы, целиком, в неизменном составе переходящие из соединения в соединение. Таких радикалов, возникающих из комбинации нескольких атомов различных элементов, могло быть бесконечное число, а значит, могло быть и бесконечнее количество органических соединений.

Берцелиус приписывал электрические заряды и радикалам, так что в теории радикалов электрохимическая теория нашла себе как бы новое подтверждение.

Но как раз в 1834 году, когда работал Зинин над своей диссертацией, французский химик Дюма, исследуя действие хлора на углеводороды, открыл явление замещения водорода хлором в углеводородах и других органических соединениях. Это открытие опровергало самые основы электрохимической теории, так как оставалось совершенно необъяснимым, как электроотрицательный хлор мог заместить электроположительный водород, не производя при этом существенного изменения в свойствах тела. Берцелиус питался опровергнуть самый факт замещения и объяснял реакцию Дюма крайне сложными и малопонятными процессами.