中外科学家发明家丛书:范霍夫- 第3节

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施瓦布，我建议您研究酸类——蚁酸、醋酸、以及甲烷同系列的其他羧基的　

衍生物。而您，罗门，搞二元酸有意见吗？当然，第一是草酸，不过，我们　

手头还有别的东西吗？”　

　　　　　　“是的，我们还有足够数量的丁二酸。”罗门答道。　

　　　　　　“雷希尔，您暂时继续进行硫的试验。我希望，到您进行论文答辩时，　

还会空出一个助教的位置。那时，您也参加对反应速度的研究。”　

　　　　　雷希尔的学位论文题目也有很大的理论意义。科学家们早就查明了硫的　

特性：硫在温度接近　119℃时，由熔融而结晶；可是当加热硫的结晶时，它　

在较低的温度下——接近112℃时，就熔融了。　

　　　　　　“硫是处于结晶状态的，而任何结晶物都是在同一温度下熔融和结晶　

的，这个温度就是熔融温度或结晶温度。”范霍夫看过最后几页实验所取得　

的资料后说道。　

　　　　　　“单斜硫变成菱形硫本来是十分缓慢的，可是与今天所知道的结果却十　

分矛盾。”雷希尔补充道。　

　　　　　　“必须对各种不同的方案都进行一次实验，其中也包括在恒定的高温下　

保存单斜硫和菱形硫的试样。”范霍夫建议道。　

　　　　　雷希尔进行了一系列长时间的试验，查明了科学上至今还不了解的事　

实：从单斜硫转变为菱形硫是在完全特定的温度下进行的，人们把它称为多　

晶转变温度。　

　　　　　雷希尔在这样繁难的研究中所取得的成就是无可非议的。学院委员会授　

予他博士学位，不久他就取得了范霍夫的助教的位置。　

　　　　　存在着一种结晶物不经过熔化就由一种状态变成另一种状态所需要的温　

度，这种事实不可能是绝无仅有的；这种规律未必只适用于硫；所以雷希尔　

决定对别的物质也进行类似的试验。同时他也在测定反应速度方面进行了工　

作。　

　　　　　反应速度的研究领域越来越广，涉及的方面也愈来愈多。除酯化反应外，　

对上述试验来说，皂化反应的试验也是很有益的。皂化反应是用纯的和很稀　

的苛性钠溶液来处理酯。全体人员都参加这些研究工作，甚至连实验员克列　

辛斯也参加了，他的职责是在讲课时作示范试验，学生们开玩笑地称他为教　

授。　

　　　　　他们之所以给克列辛斯取这个绰号，不仅是因为他根据范霍夫的指示所　

作的示范试验总是准备得很完善，而且还因为克列辛斯自己也喜欢详细地讲　

解试验的条件及其结果，而这一般是在课间休息时做的。大学生们围着大试　

验台，以便更近地观察仪器。克列辛斯不等提问，就开始讲解他将示范些什　

么，原始的物质是什么样的，应该注意些什么。　

　　　　　这个人在实验室里也是不可缺少的。这里的人都称他为“魔术师克列辛　

斯”。谁也不知他为了试验把钠汞齐制备得那么好，虽然这种操作并不复杂：　

只是把一块块钠放到用瓷皿装着的、已经在水浴上加过热的汞中。每一块放　

进汞中的钠表面上都会出现淡黄色的小火苗。克列辛斯能准确无误地知道，　

为了使汞齐在冷却后能够变成微带蓝色而坚硬的物质，需要多少数量的钠。　

　　　　　雷希尔拿起一个瓷皿称赞道：“这就是真正的汞齐！”　

　　　　　　“烧瓶用蒸气吹过没有？”克列辛斯问道。　

　　　　　　“一切都准备好了”。　

　　　　　雷希尔小心地把汞齐块放进烧瓶里，再把滚开的蒸馏水倒进去，剧烈的　


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反应开始了，冒出一些很大的气泡，烧瓶底上出现了薄薄的一层汞。当氢气　

停止放出时，雷希尔小心地将溶液倒入一个大烧瓶中，另外用新的滚开的蒸　

馏水将它稀释。　

　　　　　　“苛性钠溶液已经制备好了，可以开始进行皂化反应了。”　

　　　　　整理实验所得的资料，是任何一种研究工作的极其重要环节。这些资料　

应当用来证实或者推翻研究家在理论方面的假设。范霍夫采用了两种方法，　

用这些方法可以根据实验所得的资料计算出参与某种化学反应的分子数。　

　　　　　　“如果我们把实验报告单上记录下来的参与这个反应后的分子数用N来　

表示，那么就可以用两个公式求出这个数的值。”范霍夫用粗重笔道把两个　

公式圈了起来。“从第二个公式中看出，根据反应混合液的容积的变化，就　

能够计算出N的数值来。”　

　　　　　　“需要进行膨胀测定。”雷希尔肯定地说。　

　　　　　　“我已经选择了一种反应——用氰酸聚合制备三聚氰酸两种化合物的分　

子量的测定证明，三个氰酸分子组成一个三聚氰酸分子。可是，反应的机理　

是什么样的呢？可能是两个分子首先结合，所得的产物再和第三个分子产生　

反应，也可能是所有的三个分子都同时互相作用。”　

　　　　　　“试验将会证明。”另一个始终留心听他们交谈的助教恩斯特·科亨插　

话道。　

　　　　　　“还必须解决这种反应到底是几个分子反应。”范霍夫说道，“我建议　

你采用另一个方案。”　

　　　　　他对科亨说道：“我们来利用砷化氢本身的热的不稳定性吧。”　

　　　　　　“可是，研究气体需要有适当的设备。”科亨提出不同意见。　

　　　　　　“设备很简单。”范霍夫继续说道，“只需要一个容器，里面注满砷化　

氢，把它加以热处理之后，我们来测定其中的压力变化。”　

　　　　　设备的确相当简单，试验也是很单调的，但是试验的结果却得出理论上　

的重要结论。首先它证明，通过实验手段可以测定参加初级反应的分子个数。　

另一方面也同时说明，不通过试验检验往往不能正确地评价具体的化学反　

应。例如，在砷化氢分解为砷和氢的反应式中，在砷化氢的化学式前面总是　

有一个系数“2”，而科亨所获得的实验资料则经常得出一个等于“1”的系　

数来。　

　　　　　　“结果是单个分子的反应”。科亨做了概括。　

　　　　　　“这说明，砷化氢分子最初分解为原子，而这些原子组合为分子则是第　

二步过程。”范霍夫着重地指了指砷化氢的化学式前面的系数“2”。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　四、事业的顶峰　



　　　　　……种种事实积累起来了。证实着推测出来的数学上的依赖关系。这些　

材料需要整理和概括加以系统化。范霍夫产生了撰写一部《化学动力学概论》　

的想法。他通常是晚间在家里写稿，舒适地坐在壁炉旁的圈椅上，把一个大　

笔记本放在膝上，就写了起来。这时他的妻子也总是坐在这里读书。　

　　　　　仁妮·范霍夫夫人是一位有学识的人，她和所有的荷兰妇女一样，非常　

善于操持家务。她不仅把家务和照顾孩子们的事情安排得很好，而且还善于　

为自己的丈夫营造真正的创作环境。因此，《化学动力学概论》就是晚间在　

家中清静和安宁的环境中诞生的，这部书在欧洲引起了广泛的影响。范霍夫　


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在书中探讨的不仅是与化学反应速度有关的问题。关于温度对化学平衡的影　

响和化学亲合力的问题，他专门写了一章。书中所涉及的许多问题都是一些　

有争论的问题；科学界存在许多争论的问题、理论，这些理论的拥护者形成　

了两个阵营。范霍夫的结论与布朗、赫尔姆霍茨和艾伦德的意见相吻合，证　

明贝特罗、汤姆森和艾克斯纳尔的观点是不正确的。范霍夫完全无可争辩地　

证实了反应速度和化学平衡之间的依附关系。　

　　　　　当体系达到化学平衡以后，体系中正向反应速度等于逆向反应速度。然　

而平衡状态却取决于温度。范霍夫认为自己的主要任务之一，是做出表明温　

度与平衡常数之间依附关系的数学公式的结论。在这项工作中，在确定这样　

一些乍看起来毫无共同之处的科学领域之间的依附关系方面，特别明显地表　

现出这位科学家的卓越才能。特别是，范霍夫将平衡过程和热量理论以及热　

力学联系起来了。　

　　　　　热量理论确定了各种能量的相互转换，而热力学则指出了这些转换得以　

实现的条件。范霍夫的理论研究成果，是建立了反应温度及其热效应与平衡　

常数在数学方面的依赖关系。这些结论特别表明，在一定的平衡系统中提高　

温度时，就会产生消耗热量的那种反应。范霍夫用数学方法证实了在他之前　

由勒夏特里提出的，并由布朗加以发展的平衡移动原理。　

　　　　　　《化学动力学概论》并未立即引起人们的注意。可是，正如范霍夫关于　

分子的空间结构的第一篇论文一样，这部著作是逐渐地引起科学家们注意　

的。第一个评价它的优点的是斯万特·阿伦尼乌斯。他在乌普萨拉市发行的　

　《北欧评论》杂志上发表了一篇详细的述评，强调指出这部著作对物理化学　

发展的特殊意义，指出它对化学上一系列主要问题的发展具有决定性的影　

响。　

　　　　　范霍夫的成就给他的亲人们也带来了欢乐，老范霍夫特别注意儿子的成　

就。这位拜伦的崇拜者对于有独创才能的人的创造总是感到高兴，现在他确　

信，他的儿子总有一天会在那些天才中间占一席。所以当范霍夫的父亲从仁　

妮的信中得知他儿子的科学著作在瑞典得到了高度评价时，立即写信给他：　

　　　　　　“你的成就首先是你引以为自豪的事，可是，你也应当知道，这对我更　

加重要，因为我可以从旁观察事物，公正地评价它们，虽然这对我说来相当　

困难。很遗憾，我不懂瑞典文，不能阅读评论的全文。仁妮告诉我的那些，　

还不能使我满足。我想多知道一些。亨利，请你照顾我，把它译成荷兰文。”　

　　　　　范霍夫把信递给妻子。　

　　　　　　“仁妮，你说怎么办呢？你能不能满足父亲的要求？”　

　　　　　　“我来试一试，不用说，我需要一部字典。”　

　　　　　第二天，范霍夫回家时带来了一本厚厚的瑞典文字典。和往常一样，他　

又坐在壁炉旁边埋头工作，而仁妮则打开评论，动手翻译。她对语言有特殊　

才能，只花了几个晚上的时间，就完成了使老范霍夫感到极其高兴的一篇非　

常好的译文。　

　　　　　然而，这部著作的问世，并不意味着反应速度和化学平衡的研究工作结　

束了。现在已经不是为寻找理论根据而需要事实，相反地是需要用理论来说　

明具体情况。范霍夫把新的理论也应用到给这位理论家带来首次巨大成功的　

立体化学假说方面来了。当范霍夫的弟弟在学校修完了全部课程以后，来到　

哥哥的实验室开始准备学位论文时，范霍夫自己却又回过头来研究立体化学　

假说，尽管当时他的助手们都在研究化学动力学。　


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　　　　　　“当勒贝尔的文章和我的文章在巴黎化学学会的会议上展开讨论时，”　

范霍夫开始说道，“贝特罗提出了许多意见，证明我们的理论不够完善。的　

确，这