Якоб Хендрик Вант-Гофф

Якоб Хендрик Вант-Гофф (нидерл. Jacobus Henricus van 't Hoff; 30 августа 1852, Роттердам — 1 марта 1911, Штеглиц, ныне в составе Берлина) — нидерландский химик, один из основоположников стереохимии и физической химии. Лауреат Нобелевской премии по химии 1901 года «в знак признания огромной важности его открытия законов химической динамики и осмотического давления в растворах». Вант-Гофф считается первым лауреатом Нобелевской премии по химии.

Биография

Ранние годы и образование

Якоб Хендрик Вант-Гофф родился в семье врача. С детства проявлял интерес к естественным наукам. В 1869 году поступил в Делфтский политехнический институт, где изучал химическую технологию. В 1871 году перевёлся в Лейденский университет, где прослушал курс лекций по химии. В 1872 году отправился в Бонн, где работал под руководством Фридриха Августа Кекуле, а затем в Париж, где стажировался у Шарля Адольфа Вюрца. В 1874 году в Утрехтском университете защитил докторскую диссертацию, посвящённую цианоуксусной и малоновой кислотам.

Профессорская деятельность

С 1878 года Вант-Гофф занимал должность профессора химии, минералогии и геологии в Амстердамском университете. В 1896 году он перешёл в Берлинский университет, где стал профессором физической химии, а также членом Прусской академии наук. В Берлине он продолжил свои исследования, сосредоточившись на геохимии и изучении солевых отложений.

Научные достижения

Стереохимия

В 1874 году, ещё до защиты докторской диссертации, Вант-Гофф опубликовал работу, в которой выдвинул гипотезу о тетраэдрическом строении атома углерода. Он предположил, что четыре валентности атома углерода направлены к вершинам правильного тетраэдра. Это позволило объяснить явление оптической изомерии, которое ранее было описано Луи Пастером. Вант-Гофф показал, что соединения, содержащие асимметрический атом углерода (связанный с четырьмя различными заместителями), могут существовать в виде двух зеркальных изомеров (энантиомеров), которые вращают плоскость поляризованного света в противоположные стороны. Эта работа заложила основы стереохимии — раздела химии, изучающего пространственное строение молекул.

Химическая динамика и кинетика

Вант-Гофф внёс значительный вклад в развитие химической кинетики. Он ввёл понятие молекулярности реакции (числа молекул, участвующих в элементарном акте) и предложил классификацию реакций по порядку (первого, второго и т.д. порядка). В 1884 году он опубликовал монографию «Очерки по химической динамике» (фр. Études de dynamique chimique), в которой систематизировал знания о скоростях химических реакций, вывел уравнение зависимости константы скорости от температуры (уравнение Аррениуса было впоследствии уточнено Сванте Аррениусом на основе работ Вант-Гоффа). Он также сформулировал принцип подвижного равновесия, который впоследствии был развит Анри Ле Шателье и получил название принципа Ле Шателье — Брауна.

Осмотическое давление и растворы

В 1885 году Вант-Гофф опубликовал работу «Химическое равновесие в системах газов и разбавленных растворов», в которой показал, что осмотическое давление в разбавленных растворах подчиняется законам, аналогичным законам идеальных газов. Он вывел уравнение, связывающее осмотическое давление (π) с концентрацией (c) и абсолютной температурой (T): π = cRT, где R — универсальная газовая постоянная. Это открытие позволило объяснить многие свойства растворов, в том числе понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения. Работы Вант-Гоффа по растворам стали основой для развития теории электролитической диссоциации Сванте Аррениуса.

Геохимия и солевые отложения

В последние годы жизни Вант-Гофф занимался изучением процессов образования солевых отложений, в частности, в районе Штасфурта (Германия). Он исследовал фазовые равновесия в многокомпонентных системах, что имело важное значение для понимания геохимических процессов и промышленного получения солей. Его работы в этой области считаются одними из первых систематических исследований в физико-химической геологии.

Признание и награды

• Нобелевская премия по химии (1901) — первая в истории.
• Медаль Дэви (1893) — за работы по химической динамике.
• Медаль Гельмгольца (1911) — посмертно.
• Член многих академий наук, включая Лондонское королевское общество, Прусскую академию наук, Национальную академию наук США.

Память

• Именем Вант-Гоффа названа премия Нидерландского химического общества.
• В его честь учреждена медаль Вант-Гоффа, присуждаемая за выдающиеся достижения в физической химии.
• Кратер на Луне носит имя Вант-Гоффа.
• В 1970 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) утвердил название элемента № 105 — ганий, в честь Отто Гана, однако впоследствии элемент был переименован в дубний. Вант-Гоффу не было присвоено имя элемента, но его имя носит одна из улиц в Амстердаме.

Интересные факты

• Первая работа Вант-Гоффа по стереохимии была опубликована на голландском языке и первоначально не привлекла внимания. Однако после её перевода на французский и немецкий языки она вызвала бурную дискуссию, в том числе критику со стороны известного химика Германа Кольбе, который назвал её «плодом необузданной фантазии».
• Вант-Гофф был одним из первых учёных, кто активно использовал математические методы в химии, что в то время не было общепринятым.
• Он был близким другом и научным соратником Сванте Аррениуса и Вильгельма Оствальда; вместе они основали первую в мире кафедру физической химии и журнал «Zeitschrift für physikalische Chemie».

Источники

• Г. В. Быков. «Якоб Хендрик Вант-Гофф». — М.: Наука, 1970.
• Нобелевская лекция Я. Х. Вант-Гоффа (1901).
• Большая советская энциклопедия, 3-е издание, статья «Вант-Гофф Якоб Хендрик».
• E. W. J. van der Ven. «Jacobus Henricus van 't Hoff: His Life and Work». — Amsterdam, 1974.