第一个荣获诺贝尔化学奖的范霍夫 |
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来源:不详 更新时间:2010-10-17 12:01:04 |
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出色的假说!我认为,它将在有机化学方面引起变革。”著名有机化学家咸利森努斯教授写信给范霍夫说:“您在理论方面的研究成果使我感到非常高兴。我在您的文章中,不仅看到了说明迄今未弄清楚的事实的极其机智的尝试,而且我也相信,这种尝试在我们这门科学中……将具有划时代的意义。”他们都积极支持和鼓励范霍夫把自己的论文译成法文、德文等多种文字予以广泛传播。然而在当时,许多人还不了解新学说的真正含义,他们甚至激烈反对范霍夫的观点。德国莱比锡的赫尔曼·柯尔贝教授写文章尖锐地讽刺说:“有一位乌德勒支兽医学院的范霍夫博士,对精确的化学研究不感兴趣。在他的《立体化学》中宣告说,他认为最方便的是乘上他从兽医学院租来的飞马,当他勇敢地飞向化学的帕纳萨斯山的顶峰时,他发现,原子是如何自行地在宇宙空间中组合起来的。”而菲谛格等人却断言范霍夫的假说与物理定律不相容。但是,这些反对意见不仅没有损害范霍夫的新理论,反而为这一理论的推广和传播起了宣传作用、因为那些凡是读过柯尔贝等人的尖锐评论文章的人,都会对·范霍夫的理论发生兴趣,都要去了解一下他论文的内容。于是,反倒使新理论在科学界迅速传播开来。正如拜伦说过的话一样“一朝醒来,名声大噪。”柯尔贝等人的批评竟使范霍夫成了显赫一时的人物。不久,范霍夫就被阿姆斯特丹大学聘为讲师,1878年又成为化学教授。
因此,范霍夫首创的“不对称碳原子”概念,以及碳的正四面体构型假说(有时叉称为范霍夫一勒·贝尔模型)的建立,尽管学术界对其褒贬不一,但往后的实践却证明,这个假说成了立体化学诞生的标志。1878到1896年间,范霍夫在阿姆斯特丹大学先后担任过化学教授,矿物学、地质学教授,并曾任化学系主任。这期间,他又集中精力研究了物理化学问题。他对化学热力学与化学亲合力、化学动力学和稀溶液的渗透压及有关规律等问题进行了探索。
物质能否发生化学反应以及它们反应能力的大小,这是一个古老的化学理论课题。早期的化学家们一直以含糊不清的“化学亲合力”“化学力”、“作用力”等概念来表述和解释这些问题。因此,在早期的化学文献中,关于化学反应时间或反应速度的概念总是同“亲合力”“化学力”一类的概念分不开的。直到19世纪初,人们仍不能正确区分物质发生化学反应的可能性和实际发生时的化学反应速度。
因此,从1877年之后,范霍夫开始注意研究化学动力学和化学亲合力问题。1884年,他出版了《化学动力学研究》一书。书中他不仅阐明了反应速度等化学动力学问题,而且还专门论述了化学平衡理论和以自由能为基础的亲合力理论。
这本书首先着重讨论了化学反应速度及其变化规律。他创造性地把反应速度分为单分子、双分子和多分子反应三种不同类型来研究。其次,范霍夫对于两个方向相反的反应(即可逆反应)采用了化学平衡的观点来研究。他首倡以双箭头符号来表明化学平衡的动态特性。最后,他还给化学亲合力下了明确的定义,并对它进行了研究。在物理化学领域中,范霍夫重点研究的另一个课题是稀溶液的渗透压及有关规律。他做了许多关于溶液渗透压的实验,提出了一个能普遍适用的渗透压公式。
PV=iRTi>1
式中P是溶液的渗透压,V是其体积;R是理想气体常数,T是溶液的绝对温度。
范霍夫还证明,对许多物质来说:值均为1,即渗透压关系式为PV=RT。同时,他还对此式的应用以及i不等于的体系(电解质溶液)进行了大量研究。范霍夫从化学动力学开始,进而广泛地研究了热力学,特别是有关稀溶液的渗透压问题。他把化学动力学、热力学和物理测定统一起来,、建立了物理化学的基础。正如范霍夫在创建立体化学时的遭遇一样,物理化学的诞生也遇到了不少挫折。瑞典有一位大学毕业不久的年轻人,名叫斯特万·阿累尼乌斯。他根据自己对溶液导电性的研究,提出了关于溶液的电离假说。但这一新理论的出现立即遭到国内不少学者的强烈反对。为了寻求理解与支持,阿累尼乌斯把自己的论文寄给范霍夫请求诣正。想不到身处异国的范霍夫一口气读完了论文后,不仅马上领会了阿累尼乌斯的基本观点,并且由此受到了极大启迪。他的脑子豁然开朗:电离作用!对,电离作用!这正是电解质溶液i>=1的原因。范霍夫认为,如果溶液中的电解质确实分解为离子,那么溶液中的粒子数就会增多。同样地,如果是由于粒子撞击半透膜隔层而引起的渗透压力,则很容易理解测量压力为什么会高于计算压力值。他把自己的想法写成论文并写信告诉了阿累尼乌斯,表示完全赞同电离学说。
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