|
Сообщаем Вам, что в 2009 году этот сайт переехал на новый домен Chemistry48.RU
ВАНТ-ГОФФ (van't Hoff), Якоб Генрик
30 августа 1852 г. – 1 марта 1911 г.
Нобелевская премия по химии, 1901 г.
Нидерландский
химик Якоб Генрик Вант-Гофф родился в Роттердаме, в семье врача Якоба
Генрика Вант-Гоффа. По настоянию родителей Вант-Гофф начал изучать
инженерное дело в Политехнической школе в Дельфте. В ней Вант-Гофф за
два года прошел трехлетнюю программу обучения и лучше всех сдал
выпускной экзамен.
В 1871 г.
Вант-Гофф стал студентом естественно-математического факультета
Лейденского университета. На следующий год он перешел в Боннский
университет, чтобы изучать химию под руководством Фридриха Августа
Кекуле. Два года спустя Вант-Гофф продолжил свои занятия в Парижском
университете, где и завершил работу над диссертацией. Вернувшись в
Нидерланды, он представил ее к защите в Утрехтском университете.
В
1874 г. Вант-Гофф опубликовал небольшую статью «Предложение применять в
пространстве современные структурно-химические формулы вместе с
примечанием об отношении между оптической вращательной способностью и
химической конструкцией органических соединений». В этой статье он
предложил теорию асимметрического углеродного атома, объясняющую
оптическую активность органических соединений. Вант-Гофф предположил,
что оптическая активность связана с асимметрической молекулярной
структурой, причем атом углерода находится в центре тетраэдра, а в
четырех его углах располагаются атомы или группы атомов, отличающиеся
друг от друга. Таким образом, взаимообмен расположенных в углах
тетраэдра атомов или групп атомов может приводить к появлению молекул,
идентичных по химическому составу, но являющихся зеркальным
отображением друг друга по структуре.
Вант-Гофф
распространил концепцию тетраэдрического атома углерода и на
соединения, содержащие углерод-углеродные двойные связи (два тетраэдра
с общим ребром) и тройные связи (два тетраэдра с общей гранью).
Вант-Гофф не решился представить свою теорию в качестве докторской
диссертации. Вместо этого он написал диссертацию о цианоуксусной и
малоновой кислотах и в 1874 г. получил докторскую степень по химии.
Двумя
месяцами позже во Франции к подобным же выводам пришел работавший над
этой проблемой независимо от Вант-Гоффа его товарищ по Парижскому
университету Жозеф Ашиль Ле Бель. Сначала теория Вант-Гоффа – Ле Беля
была встречена химиками неоднозначно; Герман Кольбе, например, назвал
ее «фантастической чепухой, напрочь лишенной какого бы то ни было
фактического основания и совершенно непонятной серьезному
исследователю». Однако со временем она легла в основу современной
стереохимии – области химии, изучающей пространственное строение
молекул.
Становление научной
карьеры Вант-Гоффа шло медленно. Вначале ему приходилось давать частные
уроки химии и физики, и только в 1876 г. он получил должность лектора
физики в Королевской ветеринарной школе в Утрехте. В следующем году он
становится лектором (а позднее профессором) теоретической и физической
химии Амстердамского университета. Здесь в течение последующих 18 лет
он каждую неделю читал по пять лекций по органической химии и по одной
лекции по минералогии, кристаллографии, геологии и палеонтологии, а
также руководил химической лабораторией.
В
отличие от большинства химиков своего времени Вант-Гофф имел
основательную математическую подготовку. Она пригодилась ученому, когда
он взялся за сложную задачу изучения скорости реакций и условий,
влияющих на химическое равновесие. В результате проделанной работы
Вант-Гофф в зависимости от числа участвующих в реакции молекул
классифицировал химические реакции как мономолекулярные, бимолекулярные
и многомолекулярные, а также определил порядок химической реакции для
многих соединений. После наступления химического равновесия в системе с
одинаковой скоростью протекают и прямые, и обратные реакции без каких
бы то ни было конечных превращений. Если в такой системе увеличивается
давление (меняются условия или концентрация ее компонентов), точка
равновесия сдвигается таким образом, чтобы давление уменьшилось. Этот
принцип был сформулирован в 1884 г. французским химиком Анри Луи Ле
Шателье. В том же году Вант-Гофф применил принципы термодинамики при
формулировании принципа подвижного равновесия, возникающего в
результате изменения температуры. Тогда же он ввел общепринятое сегодня
обозначение обратимости реакции двумя стрелками, направленными в
противоположные стороны. Результаты своих исследований Вант-Гофф
изложил в «Очерках по химической динамике», опубликованных в 1884 г.
Вант-Гофф
пришел к заключению, что закон Авогадро справедлив и для разбавленных
растворов. Сделанное им открытие было очень важным, поскольку все
химические реакции и реакции обмена внутри живых существ происходят в
растворах. Ученый также экспериментально установил, что осмотическое
давление, представляющее собой меру стремления двух различных растворов
по обе стороны мембраны к выравниванию концентрации, в слабых растворах
зависит от концентрации и температуры и, следовательно, подчиняется
газовым законам термодинамики. Проведенные Вант-Гоффом исследования
разбавленных растворов явились обоснованием теории электролитической
диссоциации Сванте Аррениуса. Впоследствии Аррениус переехал в
Амстердам и работал вместе с Вант-Гоффом.
В
1887 г. Вант-Гофф и Вильгельм Оствальд приняли активное участие в
создании «Журнала физической химии» ("Zeitschrift fur Physikalische
Chemie"). Оствальд незадолго до этого занял вакантное место профессора
химии Лейпцигского университета. Вант-Гоффу тоже предлагали эту
должность, но он отклонил предложение, так как Амстердамский
университет заявил о своей готовности построить ученому новую
химическую лабораторию. Однако, когда Вант-Гоффу стало очевидно, что
осуществляемая им в Амстердаме педагогическая работа, а также
исполнение административных обязанностей мешают его исследовательской
деятельности, он принял предложение Берлинского университета занять
место профессора экспериментальной физики. Было оговорено, что здесь он
будет читать лекции только раз в неделю и в его распоряжение будет
отдана полностью оборудованная лаборатория. Это произошло в 1896 г.
Работая
в Берлине, Вант-Гофф занялся применением физической химии для решения
геологических проблем, в частности при анализе океанических соляных
отложений в Стасфурте. До первой мировой войны эти отложения почти
полностью обеспечивали углекислым калием производство керамики, моющих
средств, стекла, мыла и особенно удобрений. Вант-Гофф начал также
заниматься проблемами биохимии, в частности изучением ферментов,
которые служат катализаторами химических изменений, необходимых для
живых организмов.
В 1901 г.
Вант-Гофф стал первым лауреатом Нобелевской премии по химии, которая
была ему присуждена «в знак признания огромной важности открытия им
законов химической динамики и осмотического давления в растворах».
Представляя Вант-Гоффа от имени Шведской королевской академии наук,
С.Т. Однер назвал ученого основателем стереохимии и одним из создателей
учения о химической динамике, а также подчеркнул, что исследования
Вант-Гоффа «внесли значительный вклад в замечательные достижения
физической химии».
В 1878 г.
Вант-Гофф женился на дочери роттердамского купца Иоганне Франсине Меес.
У них было две дочери и два сына. Через всю свою жизнь Вант-Гофф пронес
живой интерес к философии, природе, поэзии. Он умер от туберкулеза
легких 1 марта 1911 г. в Германии, в Стеглице (теперь это часть
Берлина).
Помимо Нобелевской
премии, Вант-Гофф был награжден медалью Дэви Лондонского королевского
общества (1893) и медалью Гельмгольца Прусской академии наук (1911). Он
был членом Нидерландской королевской и Прусской академий наук,
Британского и Американского химических обществ, американской
Национальной академии наук и Французской академии наук. Вант-Гоффу были
присвоены почетные степени Чикагского, Гарвардского и Йельского
университетов.
Источник: Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия. Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
| |