范特霍夫的立体人生

李冬子

19世纪的某个最平常的傍晚，荷兰的一所中学早已放学，校园内万籁无声。突然，一个身影不知在何时偷偷潜入了学校，然后，从教学楼地下室的窗户，钻进了学校的实验室内……

这个身影属于首届诺贝尔化学奖得主雅克布斯·范特霍夫（Jacobus Hendricus Van't Hoff），不过那时，他还是个上中学的少年。

少年之心

1852年8月20日，范特霍夫生于荷兰鹿特丹一位有名的医生家里，由其祖父母抚养。

这个医学博士的儿子，从小就显现出了尤为灵活的头脑与旺盛的好奇心。上中学时，范特霍夫被变幻无穷的化学实验深深吸引，然而，在学校只能旁观而不能亲手进行实验这一点，却一直令他觉得很不过瘾。

终于有一天，少年的好奇心战胜了他的理智，范特霍夫从实验室的通风窗户钻入了实验室。

大小不一的实验器皿、性质各异的化学试剂、现象不同的化学反应，这些都令小范特霍夫深深陶醉。随着他偷偷潜入实验室的次数越来越多，这个少年选取的反应材料中，也逐渐开始出现一些剧毒甚至易燃易爆的试剂。

沉浸在化学实验中的快乐时光并未能够持续多久，终于有一天，范特霍夫在全神贯注地进行实验时，被学校的一名教师捉了个正着。

根据校规，这样的违纪行为应受到处分。

范特霍夫请求这位教师不要报告校长，念及范特霍夫平时是一个勤奋好学且尊重师长的学生，这位教师并没有向校长报告，但还是将他的行为告诉了他的父亲。这位名医在了解了事情的经过后，对自己儿子不体面的举动感到尴尬和愤慨。

幸而，这位开明的父亲并未因此大发雷霆，他在冷静下来后，反而开始为范特霍夫的好学感到欣喜。于是，他把自己原来的一间医疗室让给了儿子，专门供他做化学实验。

从此，范特霍夫开始潜心“经营”自己的小实验室。他用积累起来的零用钱，购买了各种实验器具和药品，一有空便沉浸在自己的化学实验里。

青年之志

1869年，范特霍夫中学毕业。在那时，荷兰人普遍对化学这一学科存在轻视与偏见。因此，虽然鼓励儿子在实验室内通过亲手实践来学习知识，但范特霍夫的父亲并不同意范特霍夫以化学为职业。

几番交涉未果，范特霍夫进入了荷兰的一所工业学校学习工业技术。

虽然是一所工业学校，但讲授化学课的A.C.奥德曼斯却是一个很有水平的教授。他条理清晰，论述有序，深入浅出，范特霍夫在他的指导下，对化学的喜爱变得更加深厚。通过不懈努力，范特霍夫仅用了2年时间，就学完了一般人3年才能学完的课程。

这段学习时光，增强了范特霍夫毕生从事化学的信心和决心。1871年，范特霍夫毕业，他最终说服了父母，开始全身心投入到化学研究中。

为了得到深造，他只身来到德国，拜著名有机化学家凯库勒（Friedrich A-Kekule）为师，在有机化学领域受益匪浅；次年他又前往法国巴黎，向医学化学家武兹请教。

几番求学旅程，令范特霍夫打实了化学基础。他于1874年回到荷兰，在荷兰最古老的大学之一的乌特勒支大学（Utrecht University）获得了博士学位。

壮年之歌

碳的正四面体构型学说，这是范特霍夫最卓越的成就之一。

过去的有机结构理论认为，有机分子中的原子都处在一个平面内，然而这个理论却完全无法解释很多实验现象。

一天，范特霍夫坐在乌德勒支大学的图书馆里，认真地阅读着德国有机化学家约翰尼斯·威利森努斯（Johannes Wislicenus）关于α-羟基丙酸的一篇论文，并随手在纸上画出了其化学式。

看着这个化学式，范特霍夫不禁陷入沉思：如果将最中间的碳原子上的不同取代基都换成氢原子，那么这个分子将变成一个甲烷分子。那么，如果甲烷分子中的氢原子和碳原子均排列在同一个平面上，情况会怎样？

具有广博的数学、物理学等知识的范特霍夫立即意识到，在自然界中，一个系统总是要调整自己，使系统的总能量达到最低，从而处于稳定的平衡状态。该体系中，只有当氢原子均匀地分布在一个碳原子周围的空间时才能达到这种状态。

因此，正四面体构型，这才是甲烷分子最恰当的空间排列方式。

分子的空间结构假说的诞生，立刻在整个化学界引起了巨大的反响。有人支持，有人反对，无论怎样，这一新理论迅速在科学界传播开来。

后来的实践证明，这一假说是正确的，它成为了立体化学诞生的标志。

1901年12月10日，这对于全体人类来说，是一个值得纪念的日子；对毕生从事有机立体化学与物理化学研究并取得了累累硕果的范特霍夫来说，更是意义非凡。

这一天，诺贝尔奖首发，在瑞典皇家科学院之前收到的20份诺贝尔化学奖候选人提案中，有11份提名范特霍夫，他当之无愧地成为了世界上第一位诺贝尔化学奖的获得者。

值得一提的是，范特霍夫的获奖原因并非开创了立体化学学科的碳四面体结构学说，而是“发现了化学动力学法则和溶液渗透压”，也就是物理化学这一新兴学科的开端。