第一位获得诺贝尔奖金的化学家
——雅可比·亨利克·范霍夫
在化学各分支学科中,无机化学、分析化学、有机化学都是在十八世纪就建立的学科,唯独物理化学这一分支学科一直到十九世纪下半叶才逐渐形成。而物理化学的创建人就是两位早期的诺贝尔化学奖获得者范霍夫和奥斯特瓦尔德,1887年他们共同创办、了德文《物理化学》杂志,这份杂志的创刊号上发表了物理化学方面的论文,于是“物理化学”这个学科名称开始为化学家所采用和推广。
(jacobus he nricus varrt hoff)是荷兰物理化学家。1852年8月30日出生于荷兰鹿特丹。这个医学博士的儿子,从小就聪明过人。他在中学读书时,对化学实验很感兴趣。经常在放学以后或假日里,偷偷地溜进学校,从地下室的窗户钻进实验室里去做化学实验。少年的好奇心,使他专门乐于选用那些易燃易爆和剧毒的危险药品做实验。一天。该校的霍克维尔夫先生发现了他的秘密,责备了他的违纪行为。范霍夫请求这位老师不要去报告校长。但他还是被带去见他的父亲。鹿特丹的这位名医了解了事情的经过后,对自己儿子不规矩的举动深为尴尬和愤慨。但转念一想,儿子的肯钻好学不该过分去责备。于是,他把自己原来的一间医疗室让给了儿子。范霍夫有了自己这一间简陋的实验室,干得更加起劲了。想不到少年时代的这种爱好,注定了后来范霍夫成为化学家的命运。
在荷兰,当时人们普遗存在着轻视化学的偏见。父亲反对儿子当化学家,17岁那年,范霍夫中学毕业,还是听从了父亲的意见。在上大学前,
1869年他先到德尔夫特高等工艺学校学习工业技术。在那里,他以优异的成绩博得了在该校任教的化学家a.c.奥德曼斯和物理学家范德·桑德·巴克胡依仁的器重,两年就学完了规定三年学习的内容。这段学习,更增强了范霍夫毕生从事化学的信心和决心。
在家里时,父亲对拜伦诗篇的酷爱曾感染了他们全家。往后,孔德的实证哲学思想又使范霍夫俯首倾倒。这些都使他学会了从哲学的角度来看待生活中的一切。也使他一生在化学研究方面,经常站到哲学高度来窥视大自然的奥秘。
1872年,范霍夫在莱顿大学毕业后,为了在化学上得到深造,他先后到柏林拜德国著名有机化学家凯库勒为师。次年凯库勒又推荐他去巴黎医学院的武兹实验室。在著名化学家武兹的指导下,范霍夫与他法国的同窗好友勒·贝尔得到了深造。此后他们双双成为新的立体化学学科的创立者。
19世纪中叶,关于有机化合物的经典结构理论,已经由凯库勒和俄国化学家布特列洛夫等人基本上建立起来了。但同时,人们越来越多地发现了某些有机化合物具有旋光现象。法国人巴斯德首先发现酒石酸、葡萄酸部具有左旋和右旋两种不同结构。后来,德国化学家威利森努斯也发现了乳酸的旋光异构现象。范霍夫在巴黎由武兹指导,同勒·贝尔分别对某些有机化合物为什么会有旋光异构现象的问题,进行了广泛的实验和探索。1874年,范霍夫和勒·贝尔分别提出了关于碳的正四面体构型学说。
一天,范霍夫坐在乌德勒支大学的图书馆里,认真地阅读着威利森努斯研究乳酸的一篇论文,他随手在纸上画出了乳酸的化学式,当他把视线集中到分子中心的一个碳原子上时,他立即联想到,如果将这个碳原子上的不同取代基都换成氢原子的话,那么这个乳酸分子就变成了一个甲烷分子。由此他想像,甲烷分子中的氢原子和碳原子若排列在同一个平面上,情况会怎样呢?这个偶然产生的想法,使范霍夫激动地奔出了图书馆。他在大街上边走边想,让甲烷分子中的4个氢原子部与碳原子排列在一个平面上是否可能呢?这时,具有广博的数学、物理学等知识的范霍夫突然想起,在自然界中一切都趋向于最小能量的状态。这种情况,只有当氢原子均匀地分布在一个碳原子周围的空间时才能达到。