7 不惧权威的范特霍夫
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1901年12月10日,对于范特霍夫来说是一个值得纪念的日子,对于人类也是一个值得纪念的日子。这一天,首次颁发诺贝尔奖,范特霍夫第一位获得诺贝尔化学奖。范特霍夫没有因所创立的碳的四面体结构学说获奖,而是因《化学动力学研究》和《气体体系或稀溶液中的化学平衡》两篇著名论文。
范特霍夫
范特霍夫(1852—1911)为荷兰化学家,在科学史上有一段他不畏权威的故事。
1869年,范特霍夫中学毕业,面临着选择什么职业的困惑。当时化学作为一门学问已有很多人进行了研究,但是人们普遍认为那不是一种职业,从事化学研究的人还要兼做其他工作,否则就不能够维持自己的生活。父亲为了让他多增加一些知识,才支持他做化学实验。而范特霍夫要把化学作为一种职业,成为一个化学家。父子俩为此争辨了多次。
几经周折,范特霍夫进入荷兰的台夫特工业专科学校学习工艺技术。不过,这个学校的化学课教师奥德曼教授却很有水平,能激发起学生对化学的兴趣。范特霍夫在奥德曼教授的指导下进步很快。由于范特霍夫的努力,仅用了2年时间就学完了3年的课程。1871年,范特霍夫终于说服父母,全力进行化学研究了。
范特霍夫只身来到德国的波恩,拜当时世界着名的有机化学家佛莱德·凯库勒为师。在波恩期间,范特霍夫在有机化学方面受到了良好的训练。
知识拓展
凯库勒破解苯环结构
佛莱德·凯库勒(1829—1896)是个传奇的化学家,他在梦中见蛇在狂舞,首尾相接,从而解决了苯环的结构。
19世纪中叶,石油工业、炼焦工业迅速发展,有机化学研究蓬勃兴盛起来。苯是从煤焦油中提取的一种芳香液体有机化学原料。苯分子中有6个碳原子和6个氢原子,具有一些特殊的化学特征,令化学家们百思不得其解,破解其结构成为面临的难题。
这时,凯库勒也着手探索苯的结构。他在黑板上、地板上、笔记本上、墙壁上画着各种各样的化学结构式,设想过几十种可能的排法,但是都被他自己一一否定。
一天晚上,凯库勒坐马车回家,由于连日来用脑过度,在摇摇晃晃的马车上睡着了。在半梦半醒之间,凯库勒发现碳原子和氢原子在眼前飞动,变幻着各种各样的花样。忽然,原子变成了一条白蛇,扭动、摇摆着,最后咬住了自己的尾巴,变成了一个环……
凯库勒被马车夫叫醒。他揉揉眼睛,苯的结构就是头尾相接构成环状!
凯库勒迫不及待地抓起笔在纸上画了起来。凯库勒经过进一步论证,终于第一个提出了苯的六角形环状结构。苯分子这种封闭式但双键交替形成的结构,既能满足碳原子是4价的要求,又符合分子式C6H6的要求。
凯库勒的创造性贡献,解决了有机化学长期悬而未决的一个难题,奠定了在有机化学结构发展史上的显赫地位,使得人类对有机化学结构的认识产生了一大飞跃。
凯库勒还断言,所有芳香族化合物的衍生物都可以从这种结构推论出来。
1890年,在纪念苯环结构学说发表十周年时,伦敦化学会指出:“苯作为一个封闭链式结构的奇妙构思,对于化学理论的发展,对于研究这一类化合物及其衍生物中的异构现象的指导作用,对于发展煤焦油为原料的染料工业所起的先导作用,都已是举世公认的了。”
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,这与很多现象是矛盾的。范特霍夫首先提出了碳的四面体结构学说,纠正了过去的错误。
德国风光
但是这一理论却遭到了一些权威人士的反对,德国有机化学家哈曼·柯尔比在没有认真研究的情况下,就毫无根据地把范特霍夫斥责了一顿。柯尔比不远千里从德国来到荷兰,气势汹汹地冲进范特霍夫的办公室,范特霍夫平心静气地向他陈述了自己的观点,讲述观点时条理清楚,论证有据,并请柯尔比用事实来批评自己的理论。
柯尔比暗暗地吃了一惊,承认范特霍夫的理论正确,并邀请他去普鲁士科学院工作。
1901年,瑞典皇家科学院收到20份诺贝尔化学奖候选人提案,其中有11份提名范特霍夫。这一年的诺贝尔化学奖当之无愧地颁发给范特霍夫。
知识解码
有机化学
有机化学是化学中极重要的一个分支,又称为碳化合物化学,1806年首次由贝采里乌斯提出这一称呼。它是研究有机化合物的结构、性质、制备的学科。以往的化学家们认为含碳物质一定要由生物(有机体)才能制造,因此将含碳化合物称为有机化合物。
有机化学是“无机化学”的对立物。由于当时科学条件的限制,许多化学家都认为,在实验室里不能由无机化合物合成有机化合物。
1824年,德国化学家维勒从氰经水解制得草酸;1828年,他在实验室中又使氰酸铵成功合成尿素,自此以后有机化学便扩大为含碳物质的化学。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。
因合成方法的改进和发展,乙酸等越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来。
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