2008-04-19

雅可比.亨利克.范霍夫-1


雅可比·亨利克·范霍夫(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。那么在空间里甲烷分子是个什么样子呢?范霍夫猛然领悟,正四面体!当然应该是正四面体!这才是甲烷分子最恰当的空间排列方式,他由此进一步想象出,假如用4个不同的取代基换去碳原子周围的氢原子,显然,它们可能在空间有两种不同的排列方式。想到这里、范霍夫重新跑回图书馆坐下来,在乳酸的化学式旁画出了两个正四面体,并且一个是另一个的镜像。他把自己的想法归纳了一下,惊奇地发现,物质的旋光特性的差异,是和它们的分子空间结构密切相关的。这就是物质产生旋光异构的秘密所在。

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