諾貝爾獎得主傳奇（2）第一屆化學獎範託霍夫

1901年12月10日，第一屆諾貝爾獎頒獎禮在瑞典斯德哥爾摩皇家音樂廳舉行，荷蘭科學家範特霍夫因化學動力學和滲透壓定律獲諾貝爾化學獎。

一、範特霍夫生平

雅可比·亨利克·范特霍夫(Jacobus Hendricus Van’t Hoff)，1852年8月30日出生於荷蘭鹿特丹。父親是醫學博士，著名醫生。範特霍夫從小聰明過人。中學時期，對化學實驗有濃厚興趣。經常在放學以後偷偷地溜進學校實驗室，做化學實驗。

1869年，範特霍夫從鹿特丹五年制中學畢業了。選擇什麼樣的職業呢?在當時，化學作為一 門學問已有很多人進行了研究，但是人們普遍認為化學不是一種職業，從事化學的人，還要兼做其他工作才能夠維持自己的生活。父親為了讓他多增加一些知識，才支持他做化學實驗。要把化學做為一種職業，做一個化學家，父親就難以同意了。因為這樣做恐怕連自己的生活都維持不了。為此，父子倆爭辨了多次，但是必須有一個結論才行呀。

一天晚飯過後，父子倆又開始討論這個老話題了。

「中學畢業了，你打算上哪個學校?」父親心平氣和地問道。當然，選擇學校也就是選擇職業了。

「學習化學對我比較合適，爸爸，你說對嗎?」兒子說出了心裡話。

父母並不想讓他成為一個化學家，而想把他培養成一名工程師。

1869年，幾經周折，範特霍夫進入了 荷蘭的德爾夫特工業專科學校學習。並受到該校任教的化學家A.C.奧德曼斯和物理學家範德·桑德·巴克胡依仁的重視。奧德曼是一個很有水平的教授，他推理清晰，論述有序，很能激發起人們對化學的興趣。範特霍夫在奧德曼教授的指導下進步很快。由於範特霍夫的努力，僅用了2年時間就學完了一般人3年才能學完的課程，1871年，畢業。他終於說服了父母，可以全力進行化學研究了。

1872年，範霍夫在萊頓大學畢業，前往巴黎醫學院的武茲實驗室。

1874年，回到荷蘭，在烏特勒支大學獲得博士學位。從此他就開始了更深入的研究工作。

1875年發表了《空間化學》一文，提出分子的空間立體結構的假說，首創「不對稱碳原子」概念，以及碳的正四面體構型假說（又稱範霍夫—勒·貝爾模型），即一個碳原子連接四個不同的原子或基團。

1877年，範霍夫開始注意研究化學動力學和化學親合力問題。被阿姆斯特丹大學聘為講師。

1878年升任化學教授，曾任化學系主任。

1884年，出版《化學動力學研究》一書。1885年被選為荷蘭皇家科學院成員。

1886年範特荷甫根據實驗數據提出範特荷甫定律——滲透壓與溶液的濃度和溫度成正比，它的比例常數就是氣體狀態方程式中的常數R。

1887年8月，與德國科學家威廉·奧斯特瓦爾德共同創辦《物理化學雜誌》。

1901年12月10日，對於範特霍夫來說是一個值得紀念的日子，對於人類也是一個紀念的日子，這一天，首次頒發諾貝爾獎，範特霍夫是第一位諾貝爾化學獎的獲獎者。非常有趣的是，範特霍夫創立的碳的四面體結構學說並不是獲獎原因，而是他的另外兩篇著名論文《化學動力學研究》和《氣體體系或稀溶液中的化學平衡》使他獲得首屆諾貝爾化學獎。 1911年3月1日，範特霍夫在柏林附近的斯特利茨逝世。終年59歲。

晚年感染肺結核，身體消瘦，仍孜孜不倦於研究，1911年3月1日病逝於柏林附近的Steglitz。

二、主要成就

（一）提出分子空間立體結構假說

範特霍夫之前，人們認為的平面結構

範特霍夫提出的碳分子立體結構（1）

範特霍夫提出的碳分子立體結構（2）

1875年發表了《空間化學》一文，提出分子的空間立體結構的假說，首創「不對稱碳原子」概念，以及碳的正四面體構型假說（又稱範霍夫—勒·貝爾模型），即一個碳原子連接四個不同的原子或基團，初步解決了物質的旋光性與結構的關係，比過去的有機結構理論進了一步，過去認為有機分子中的原子都處在一個平面內。

這項研究結果立刻在化學界引起了巨大的反響。有機化學家鹹利森努斯教授肯定他的理論，寫信給範霍夫說：「您在理論方面的研究成果使我感到非常高興。我在您的文章中，不僅看到了說明迄今未弄清楚的事實的極其機智的嘗試，而且我也相信，這種嘗試在我們這門科學中……將具有劃時代的意義。」而德國萊比錫的赫爾曼·柯爾貝教授則認為他的理論不精確，諷刺說：「有一位烏德勒支獸醫學院的範特霍夫博士，對精確的化學研究不感興趣。在他的論文中宣告說，他認為最方便的是乘上他從獸醫學院租來的飛馬，當他勇敢地飛向化學的帕納薩斯山的頂峰時，他發現，原子是如何自行地在宇宙空間中組合起來的。」

（二）發現化學動力學法則和溶液滲透壓

將溶液和水置於U型管中，在U型管中間安置一個半透膜，以隔開水和溶液，可以見到水通過半透膜往溶液一端跑，若於溶液端施加壓力，而此壓力可剛好阻止水的滲透，則稱此壓力為滲透壓，滲透壓的大小和溶液的重量摩爾濃度、溶液溫度和溶質解離度相關，因此有時若得之滲透壓的大小和其他條件，可以反推出大分子的分子量。

範特霍夫在分子理論領域方面的發現具有更大貢獻。他通過研究表明，如果我們以考慮氣體中氣壓的同樣方式來考慮溶液中的壓力，即滲透壓，那麼以義大利人阿服伽德羅（Avogadro）名字命名的定律（根據阿伏伽德羅定律，在同溫同壓下一定容積中的任何氣體都有相同數目的分子。）就不僅適合於氣態物質，也同樣適合於溶液。他證明氣壓和滲透壓是一致的，因此分子本身在氣相中和溶液中也是一致的。

（三）發現了如何表達反應中的化學平衡態，和反應中所能產生的電動力。

（四）他解釋了含水量不同的水合物之間的各種元素的變更是如何轉移的，以及復鹽是如何形成的。

三、傳奇故事：送牛奶的諾貝爾獎得主

無論春夏，不管秋冬，每天清晨，德國柏林郊區的斯提立茲大街上，一輛馬車都會急駛而過。儘管已是寒冬，冷風呼呼吹來 ，刺的人臉面生疼。拉車的馬鼻空裡噴出團團白霧。

趕馬車的人50多歲，他一直為這一帶的居民送鮮牛奶，無論颳風下雨還是雪花紛飛，都準時送達。

他養了許多牛，把牛奶賣給居民喝。普普通通沒什麼特別。可是居住於此的著名女畫家芙麗莎·班諾卻知道這位送奶人不一般。好幾個早晨，她都等在客廳裡，聽到送奶馬車的聲音，就急忙出門，請送奶人進屋裡坐一會兒，但送奶人總是以不能耽誤送奶婉言謝絕。

這一天清晨，班諾一聽見馬蹄聲便衝出門去，拉住送奶人的衣袖，說要為他畫一張素描像。送奶人說道：「很多人都在等著吃早餐喝牛奶，等送完奶，我再回來讓你畫。」

女畫家知道，這是送奶人的託詞，她再也不相信了。說：「您不要再『騙』我了，我知道您是個實驗迷，一送完奶就一頭鑽進化學實驗室了。這次您一定得讓我給您畫一張像。就幾分鐘時間。」

他只好坐下來，讓女畫家畫素描像。

第二天早上，當人們打開報紙時，一行標題映入眼帘：「範特霍夫榮獲首屆諾貝爾化學獎」，且以整版篇幅刊登了女畫家的素描像。人們吃驚地看著這幅肖像畫，原來那個每天早上為大家送奶的人竟是著名的化學家，還獲得了首屆諾貝爾獎!大家相互轉告，最終，送鮮奶的範特霍夫和化學家範特霍夫被人們合併傳成了「牧場化學家」。

上中學時的範特霍夫也有很多傳奇故事。他看到在實驗室中做的各種化學實驗非常有趣，因此總想知道其中的奧秘。心想能自己動手做那該多好呀。

一天，範特霍夫從化學實驗室的窗前走過，忍不住往裡面看了看，那些實驗器皿、化學試劑太誘人了。他不由自主地停下腳步，「要能進去做個實驗多好啊。」突然，他發現一扇窗子開著，小範特霍夫猶豫了一下，便跳上窗臺，鑽到實驗室裡了。他支起鐵架，把玻璃器皿架在上面，又找到試劑，全神貫注做起實驗，他看著器皿中試劑的化學反應，內心無比喜悅。

實驗室內的響動，引起了老師的注意，誰在實驗室裡呢?老師從窗口望去，原來範特霍夫正在那兒做實驗呢。這太危險了!私自進入實驗室，是校規所禁止的。這位老師走到實驗室門口，把門打開。聽到開門聲，範特霍夫才從「化學實驗夢」中驚醒，他呆呆地站在那裡。

「快把實驗停下來!誰叫你來的?」老師說「趕 快把一切用品都放到原處。」老師一邊命令範特霍夫，同時一塊整理實驗用品。

收拾停當，老師把範特霍夫叫到面前，語重心長地說：「你知道今天犯了什麼錯誤嗎? 這件事要是報告校長，你是要受處分的。再說出了危險你的父母也要責備學校的。趕快回家，把你的父親找來，我要對他說這件事。」

幸好，這位老師念及範特霍夫是一個勤奮好學的學生，就沒有向校長報告。

儘管範特霍夫的父親對兒子的行為很不贊成。但是，範特霍夫父親從這件事中得知兒子很喜歡化學，就從家裡騰出一間房子，給兒子做化學實驗。

範特霍夫把父母給的零用錢和親友的「贊助」積累起來購買了實驗器具和藥品，課餘時間從事化學實驗。

三歲看大，七歲看老。小時候對化學實驗著迷的範特霍夫終於在成年取得巨大成就，獲得第一屆諾貝爾化學獎。