Якуб Генрикус Вант-Гофф

В декабре 1901 г. Академия наук Швеции присудила первую в истории науки Нобелевскую премию по химии за работы по химической кинетике и разработку теории растворов одному из самых гениальных физико-химиков Вант-Гоффу. Он получил много других знаков отличия, среди которых золотая медаль Дэви (1893), французский орден Почетного легиона (1894), был избран членом многих зарубежных научных обществ и академий.

Якобус Генрикус Вант-Гофф родился 30 августа 1852 г. в Роттердаме (Голландия) в семье врача. В начальной школе он учился до 15 лет и был одним из самых способных учеников, особенно в области математики. Якобус занимал первые места на конкурсах пения и игры на рояле, собирал коллекции насекомых. Но большинство развлечений было оставлено им после того, как он начал учиться в школе второй ступени. Здесь 15-летний Вант-Гофф познакомился с химией. Новая наука настолько понравилась ему, что все свободное время он стал проводить в лаборатории, нередко без разрешения пробираясь туда после уроков и по воскресеньям. Однажды за этим занятием он был застигнут школьным сторожем, после чего ему запретили заниматься в лаборатории без наблюдения взрослых. Однако он не оставил опытов, а оборудовал лабораторию дома, куда и приглашал всех желающих посмотреть на наиболее эффектные эксперименты. С каждым годом увлечение Вант-Гоффа химией становилось сильнее, он верил в необычную судьбу избранной им науки. На вопрос экзаменатора при окончании школы о том, как далеко может идти органический синтез, он, не задумываясь, ответил: "До клетки".

После окончания школы Вант-Гофф стал студентом Высшей политехнической школы в Делфте, где готовили специалистов по химической и пищевой технологии. Окончив трехгодичный курс за два года, Вант-Гофф окончательно убедился в своем призвании и в 1871 г. поступил в Лейденский университет. Однако, не удовлетворившись уровнем научной подготовки, он направился к А. Кекуле в Боннский университет, где за несколько месяцев (1872-1873) успешно овладел методами органического синтеза и разработал способы получения некоторых органических соединений (например, пропионовой кислоты). Вант-Гофф восхищался "храмом науки", как он называл лабораторию Кекуле, а тот считал, что Вант-Гофф "выделялся прекрасными познаниями в различных отраслях химии" и его исследования обещают дать "крайне интересные результаты".

После этого Вант-Гофф работал в лаборатории Ш. Вюрца в Париже (где получил не менее теплый отзыв о своей работе, чем у Кекуле), затем стал преподавать в Ветеринарном институте Утрехта.

Одним из первых шагов молодого преподавателя явилась публикация на голландском языке маленькой брошюры, содержание которой вскоре стали изучать химики во многих странах мира. В этой работе (сентябрь 1874 г.) молодой и мало кому (кроме Кекуле и Вюрца) известный химик выдвинул идею пространственного строения органических соединений. На основании этого Вант-Гофф объяснил некоторые случаи изомерии. Дальнейшее развитие стереохимических представлений привело к возникновению новой области химии. Через год дополненное, издание этой работы было опубликовано на французском языке под названием "Химия в пространстве", а еще два года спустя был издан переработанный перевод брошюры в Германии. Новаторские идеи Вант-Гоффа, развивавшие представления классической теории химического строения, были в штыки приняты некоторыми крупными химиками (М. Бертло, Г. Кольбе). Кольбе писал: "Некоему доктору ВантТоффу, занимающему должность в Утрехтском Ветеринарном училище, очевидно, не по вкусу точные химические исследования. Он счел более приятным сесть на Пегаса (вероятно, взятого напрокат из Ветеринарного училища) и поведать миру то, что узрел с химического Парнаса в своем смелом полете, о расположении атомов в пространстве... Настоящих исследователей поражает, как почти не известные химики берутся так уверенно судить о высочайшей проблеме химии - вопросе о пространственном положении атомов, который, пожалуй, никогда не будет решен".

Немецкий перевод работы Вант-Гоффа вышел по предложению и с предисловием известного немецкого химика-органика И. Вислиценуса, а один из крупнейших немецких химиков-органиков А. Байер считал стереохимические представления Вант-Гоффа очень плодотворными. Благодаря поддержке известных химиков (в основном Вюрца) в 1877 г. Вант-Гофф стал ассистентом, а через год - профессором Амстердамского университета. Преподавательская работа стимулировала постановку исследований по актуальным проблемам химии. Вант-Гофф заложил основы новых научных направлений в области химической динамики и природы растворов. В 1884 г. вышла в свет его классическая книга "Очерки по химической динамике", где подводился итог развития представлений о химических процессах до середины 1880-х гг. Здесь впервые были сформулированы законы формальной кинетики, постулирована молекулярность реакций как основа их кинетической классификации, рассмотрено влияние условий (среда, сореагенты, размеры и материал реактора, температура) на скорость реакции, природа связи между кинетическими и термодинамическими характеристиками и введена количественная характеристика скорости реакций - константа скорости. Книга Вант-Гоффа явилась подлинной вехой в развитии химической кинетики. Современники были восхищены его строгой системой доказательств.

После этого Вант-Гофф приступил к изучению еще одной актуальной проблемы химии. В октябре 1885 г. он показал, что законы, найденные для давления газов, применимы и в случае очень разбавленных растворов. Так был раскрыт физический смысл осмотического давления. Уже в то время Вант-Гофф интересовался первыми результатами и помогал признанию теории электролитической диссоциации, которая, в свою очередь, явилась основой для расширения сферы применимости теории Вант-Гоффа на область электролитов. До настоящего времени она используется при изучении свойств ряда растворов.

Эти работы принесли Вант-Гоффу общепризнанный авторитет в физической химии. Для более интенсивного развития молодой науки Вант-Гофф и В.Оствальд в 1877 г. основали первый международный "Журнал физической химии", сыгравший выдающуюся роль в истории физической химии.

В 1894 г. Вант-Гоффа пригласили заведовать кафедрой в Берлинском университете, но он не решался оставить Голландию. Лишь через год, когда его избрали в Академию наук Пруссии и предоставили блестящие условия для работы (специальный институт, сотрудников, оборудование, кафедру, широкие контакты с зарубежными учеными), сами голландские химики (и в первую очередь ученики Вант-Гоффа) просили своего учителя не отказываться от столь удобного места работы. В Германии Вант-Гофф начал комплексные исследования условий образования сложных минеральных систем (равновесие в сложных системах), из которых состоит месторождение неорганических солей в Страссфурте(ныне ГДР). Одновременно в курсе лекций, прочитанных в Берлинском университете, он рассмотрел характер и природу зависимости между физическими и химическими свойствами соединений и их составом. Этот курс вскоре был издан на немецком языке и переведен в начале XX в. на русский, английский и французский языки. Закончив разработку вопросов химической термодинамики, ВантТофф хотел исследовать процесс образования зеленых веществ в растениях под действием солнечного света, для чего организовал специальную лабораторию недалеко от Берлина, из которой вышли две его статьи. Но внезапная смерть 1 марта 1911 г. прервала его научную деятельность. На основе работ Вант-Гоффа развиваются три основные направления современной химии: стереохимия, учение о растворах и химическая кинетика.

ЛИТЕРАТУРА

1. Е. Сohen, J. H.Vant-Hoff. Sein Leben und Wirken. Leipzig, 1912.
2. M. А. Блох. Жизнь и творчество Ван-Гоффа. Пг., НХТИ, 1923.
3. В. А. Крицман. Жизнь и деятельность Я. Г. Вант Гоффа. В кн.: Книга для чтения по неорганической химии. Ч. I. M., "Просвещение", 1974, с. 349.