Якоб Хендрик Вант-Гофф

В 1901 году Нобелевскую премию по химии вручили впервые. Первым лауреатом стал нидерландец Якоб Хендрик Вант-Гофф — за открытие законов химической динамики и осмотического давления в растворах. К тому моменту за его плечами были две научные революции: он объяснил, как устроены молекулы в пространстве, и превратил разрозненные наблюдения за химическими реакциями в строгую науку.

Вант-Гофф родился 30 августа 1852 года в Роттердаме в старинной нидерландской семье. Его отец был врачом, мать вела хозяйство. Якоб был третьим из семерых детей, и уже в детстве выделялся способностями к математике и физике. После школы он поступил в Политехническую школу в Делфте, где увлёкся химией и окончил курс на год раньше срока.

Тетраэдр, который не приняли

Путь в большую науку начался с конфликта. В Боннском университете, куда Вант-Гофф приехал работать под началом знаменитого химика Фридриха Кекуле, профессор попытался использовать молодого учёного для собственных исследований. Вант-Гофф отказался и ушёл, унеся с собой удостоверение о добросовестной работе и желание заниматься своим делом.

Этим делом стала пространственная химия. В 1874 году, ещё до защиты докторской диссертации, Вант-Гофф опубликовал брошюру, в которой предложил изображать структурные формулы в пространстве. Его идея была проста и радикальна: четырёхвалентный атом углерода можно представить как тетраэдр, а оптическую активность молекул объяснить наличием атома углерода, связанного с четырьмя разными заместителями.

Идею встретили в штыки. Авторитетный немецкий химик Герман Кольбе отозвался о работе Вант-Гоффа грубо и пренебрежительно. Однако уже к концу семидесятых годов XIX века значительная часть химиков признала стереохимическую теорию: эксперименты подтвердили её применимость на практике, и связь оптической вращательной способности молекул с присутствием в них асимметрического атома углерода была точно установлена.

Рождение физической химии

В 1877 году Вант-Гофф получил место лектора в Амстердамском университете, а через год, в 26 лет, стал профессором. В том же году он женился на Йохане Францине Меес, дочери роттердамского купца, которую любил много лет. В семье родились две дочери и два сына.

Преподавание отнимало много сил, но в 1884 году вышла книга, которая определила его место в истории. «Очерки по химической динамике» впервые применили принципы термодинамики и математические методы к описанию химических процессов. Вант-Гофф ввёл понятие константы скорости реакции, классифицировал реакции по числу участвующих молекул и вывел уравнение, связывающее температуру с константами скоростей прямой и обратной реакций. Химики поначалу не заметили книгу, но именно с неё отсчитывают рождение физической химии.

Через два года Вант-Гофф пошёл дальше: он показал, что законы, описывающие поведение газов, применимы и к разбавленным растворам. Осмотическое давление в растворе подчиняется тем же уравнениям, что и давление газа. За эту работу — вместе с открытием законов химической динамики — он и получил Нобелевскую премию.

Соль, время и геология

К середине 1890-х годов Вант-Гофф устал от преподавательской нагрузки. В 1896 году он принял предложение Берлинского университета и Прусской академии наук: профессорская должность без обязательных лекций, дающая полную свободу для исследований.

В Берлине он занялся неожиданным делом — геологией. Вместе с Вильгельмом Мейергоффером, своим учеником и другом, Вант-Гофф взялся выяснить, как образовались залежи солей в Стассфурте. Десять лет работы, 52 публикации в докладах Прусской академии наук. Исследователи установили, что главным фактором образования отложений была температура: одни минералы могли кристаллизоваться только при 25 °C, другие — лишь при 83 °C. В ходе экспериментов они получили несколько синтетических минералов, один из которых — вантгоффит — назвали в честь учёного.

Совместную работу прервала серьёзная болезнь Мейергоффера. Вант-Гофф тяжело пережил смерть друга и сотрудника, а вскоре врачи обнаружили у него самого туберкулёз. Он ещё пытался начать новое дело — исследования ферментов, — но болезнь оказалась сильнее. 1 марта 1911 года Вант-Гофф умер в Берлине.

Что осталось

В 1970 году в честь Вант-Гоффа назвали кратер на Луне. Но главное наследие — не топонимы. Стереохимия, химическая кинетика, теория растворов: без его работ не было бы современной химии как точной науки.

Частые вопросы

Почему Вант-Гофф получил Нобелевскую премию первым?

Нобелевская премия по химии впервые вручалась в 1901 году, и комитет выбрал Вант-Гоффа за открытие законов химической динамики и осмотического давления в растворах — работ, которые легли в основу физической химии.

Что такое стереохимия?

Это раздел химии, изучающий пространственное строение молекул. Вант-Гофф основал его в 1874 году, предложив представлять четырёхвалентный атом углерода в виде тетраэдра.

Кто такой Вильгельм Мейергоффер?

Ученик и друг Вант-Гоффа, родившийся в России. Вместе они десять лет изучали условия образования Стассфуртских соляных месторождений, пока болезнь и смерть Мейергоффера не прервали их работу.