Вант-Гофф, Якоб Хендрик
gigatos | 27 ноября, 2021
Суммури
Якобус Хенрикус (Анри) ван т Хофф (Роттердам, 30 августа 1852 — Штеглиц (Берлин), 1 марта 1911) — голландский химик, лауреат первой Нобелевской премии по химии (1901). Он считается одним из основателей стереохимии и физической химии.
Ван т Хофф родился в Роттердаме, сын врача Якобуса Хенрикуса ван т Хоффа и Алиды Якобы Колфф и внук своего однофамильца Якобуса ван т Хоффа, который был мэром Херьянсдама, среди прочих мест. С ранних лет он интересовался наукой и был любителем природы. Например, он часто участвовал в ботанических экскурсиях, но он также интересовался философией, а его предпочтение к поэзии проявилось уже в ранние школьные годы. Например, английский поэт-романтик Лорд Байрон был его кумиром.
После повышения по службе Ван т Хофф женился на Йоханне Францине Мис 27 декабря 1878 года. От этого брака родилось четверо детей: две дочери, Иоганна Францина (родилась в 1880 году) и Алейда Якоба (родилась в 1882 году) и два сына: Якобус Хендрикус (родился в 1883 году) и Говерт Якоб (родился в 1889 году).
Ван т Хофф учился в высшей гражданской школе (HBS) в Роттердаме, после чего, вопреки желанию отца, начал изучать химию в Политехнической школе в Делфте (сегодня это Технический университет Делфта), где всего за два года — вместо обычных трех — получил диплом химика-технолога 8 июля 1871 года.
После работы и учебы в Лейдене в течение года он отправился в Бонн, где работал в знаменитой лаборатории Фридриха Кекуле. В июне 1873 года он вернулся в Нидерланды, чтобы в декабре получить докторскую степень в Утрехте. Затем он отправился в Париж, чтобы продолжить обучение у Шарля-Адольфа Вурца. Здесь он тоже не задержался. В сентябре 1874 года он вернулся в Нидерланды, в Утрехт, чтобы учиться у профессора Эдуарда Мульдера для получения докторской степени по диссертации, которая едва смогла подняться над посредственностью. Его диссертация называлась «Bijdrage tot de kennis van de cyaanazijnzuur en het malonzuur».
Тем временем он уже сделал важное открытие. До его времени химические структурные формулы рассматривались только в плоской плоскости. Он первым понял, что молекулы являются трехмерными объектами и что это может иметь большое химическое значение. Например, молекула метана (CH4) состоит из атома углерода в центре и четырех атомов водорода вокруг него в форме тетраэдра. Если четыре атома заменены четырьмя различными заместителями (например, H, F, Cl и Br), это может быть сделано двумя способами. Эти две молекулы являются зеркальным отражением друг друга (как левая и правая перчатки), но не могут быть переведены друг в друга без разрыва связей. Это явление называется хиральностью, а изучение различных молекул, стереоизомеров, называется стереохимией.
Ван т Хофф вместе с французским химиком Жозефом Ахиллом Ле Белем является основателем этой отрасли химии, которая особенно важна для биологии. Сначала он написал памфлет на эту тему (на голландском языке в 1874 году) под названием: Предложение об использовании в схемотехнике тегенвордиге структурных формул в руимте, а также даармее вербонден опмеркинг омтренте этой группы в отношении оптически активного вермогена и химической конституции органических связующих. В 1875 году появился французский перевод: La Chimie dans l»espace. Несмотря на его надежды, его сочинения почти не привлекали внимания. Все изменилось, когда Йоханнес Вислиценус в 1876 году с разрешения Ван т Хоффа опубликовал немецкий перевод: Die Lagerung der Atome im Raume. Выдающийся немецкий химик Герман Кольбе сначала отверг 3D-модели Ван т Хоффа, но это привлекло к его публикации внимание химиков, которые хотели прочитать, о чем говорил Кольбе. Общий вывод был таков: Ван т Хофф проделал хорошую работу. Впоследствии она также была переведена на (в то время научно) менее важные языки, например, на английский в 1891 году.
После получения докторской степени он работал ассистентом в тогдашней школе Rijks Veeartsenijschool, предшественнице нынешнего факультета ветеринарной медицины Утрехтского университета. Он пробыл там недолго. В 1877 году он переехал в Амстердам, где стал преподавателем Амстердамского университета. Через год, в 1878 году, он был назначен профессором химии, минералогии и геологии. Хотя поначалу ему было трудно найти работу, вскоре он стал известен за рубежом. Амстердамский университет боялся потерять его и построил ему новую, хорошо оборудованную лабораторию. Он был настолько занят всеми студентами, которые хотели приехать и учиться у него, что в 1896 году он решил перейти на работу в Прусскую академию наук.
В 1885 году он был избран в Королевскую академию искусств и наук Нидерландов (KNAW), после того как в 1880 году его кандидатура была заблокирована из-за отсутствия сторонников — доказательство того, что его идеи получили лишь умеренную оценку в его собственной стране.
В 2017 году д-р Ван»т Хофф был выбран для участия в Аллее славы выпускников по случаю 175-летия Делфтского технологического университета. Ван т Хофф удостоился этой чести потому, что он является первым лауреатом Нобелевской премии по химии.
Стереохимия — это не та тема, за которую Ван т Хофф получил Нобелевскую премию. Долгое время он был заинтересован в расширении сферы применения термодинамики. Он понял, что молекулы в разбавленных растворах могут вести себя так же, как молекулы в газе. Для последнего случая термодинамика уже была достаточно хорошо разработана. Ван т Хофф показал, что в случае осмоса через мембрану, которая пропускает жидкость, но не растворенные частицы, можно описать поведение с помощью закона, который очень похож на газовый закон. Таким образом, он ввел понятие осмотического давления. Это была такая же веха, как и стереохимия, потому что с помощью осмоса можно было определить молекулярные веса (молярные массы). Осмос, по сути, является коллигативным явлением, которое определяется не массой молекул, а их количеством. Если начать с известной массы неизвестного вещества и растворить его, то можно определить число молекул в осмотическом эксперименте и, исходя из этого, вес одной молекулы.
Он также заложил основу для описания двух других коллигативных явлений — падения температуры замерзания и повышения температуры кипения. Оба они могут быть описаны законом, который носит его имя. В этом законе фактор Ван т Хоффа является безразмерной величиной.
Ван т Хофф считается одним из основателей физической химии. В 1887 году вместе с Вильгельмом Оствальдом он основал журнал «Zeitschrift für physikalische Chemie». До этого химия была больше сосредоточена на синтезе (получении новых соединений) и анализе (определении того, что именно было получено). Обе формы были больше ориентированы на качественное описание, чем на количественные законы, которыми славилась физика. Ван т Хофф показал, что эти два подхода могут быть объединены, что привело к важному перекрестному оплодотворению. Этим он внес важный вклад в превращение химии в полноценную науку.
Ван т Хофф оставался в Берлине до самой смерти, даже когда в 1906 году туберкулез легких настолько ухудшил его здоровье, что он был вынужден прекратить свои научные исследования. Он умер 1 марта 1911 года в возрасте 58 лет в Берлине. Вскоре после его смерти был сформирован комитет для возведения мемориала и создания фонда для продвижения химических исследований. Его известность была такова, что сбор средств был успешным, так что уже в 1913 году был учрежден Фонд Вант Хоффа, который существует до сих пор, предоставляет гранты студентам и организует лекцию Вант Хоффа с международным химиком каждые пять лет.
Первоначально комитет планировал установить памятник в Амстердаме, но когда муниципальные власти не пошли на сотрудничество, они переехали в его родной Роттердам. Там 17 апреля 1915 года на площади перед гимназией, где он был одним из первых учеников, была открыта статуя Ван т Хоффа, созданная скульптором Чарльзом ван Вейком.
Кроме того, два научных института в Нидерландах носят имя Вант Хоффа: Лаборатория Вант Хоффа, основанная в 1904 году, при Утрехтском университете (сейчас Лаборатория физической и коллоидной химии Вант Хоффа) и Институт Вант Хоффа при Амстердамском университете (сейчас Институт молекулярных наук Вант Хоффа). Кроме того, с 1967 по 1990 год лабораторная школа (школа аналитиков) в Роттердаме носила название «Институт Ван т Хоффа».
Источники
