三、立体化学的创立者

1874 年 12 月 22 日，范霍夫通过了论文答辩，成了数学博士和自然科学博士。这个称号使他有可能担任助教的工作。可是，在什么地方工作呢？在荷兰，任何一所大学里也没有适当的位置，所以他便回到鹿特丹他的父母那里，首先搞论文的翻译工作。

范霍夫的分子空间结构的想法，不仅是为了说明旋光异构现象，他在自己的论文中对几何异构现象也作了简要的说明。在考察了反丁烯二酸和顺丁烯二酸的结构之后，他利用图式说明，它们的两个羧基可能是在碳原子之间的双链平面的一侧或相对的两侧。

范霍夫阐明所有这些见解的新论文《空间化学》，成为有机化学发展中新阶段的开端。

1875 年 11 月，即这篇文章发表后不久，范霍夫收到了在维尔茨堡讲授有机化学的威利森努斯教授寄来的信。他是这方面最著名的专家之一。威利森努斯写道：“您在理论方面的研究成果使我感到非常高兴。我在您的文章中，不仅看到了说明迄今尚未弄清楚的事实的极其机智的尝试，而且我也相信，这种尝试在我们这门科学中，⋯⋯将具有划时代的意义。”“我想征得您的同意，由我的助教赫尔曼博士把您的文章译成德文。”

这篇文章的德译文发表于 1876 年，在这之前范霍夫已经取得了乌德勒支兽医学院物理学助教的职位。

推广范霍夫的新观点的特殊“功劳”，应归于莱比锡的赫尔曼·柯尔贝教授。他反对这篇文章，而且使用了十分尖刻的言词。他在评论范霍夫观点的文章中写道：“有那么一位乌德勒支兽医学院的雅·亨·范霍夫博士，显然对精确的化学研究不感兴趣，他认为最方便的是乘上飞马星（大约是在兽医学院租来的），并在他的《空间化学》中宣告说，当他勇敢地飞向化学的帕纳萨斯山的顶峰时，他发现，原子是如何在星际空间中组合起来的。”

自然，凡是读过这篇尖刻的评论文章的人，都会对范霍夫的理论发生兴趣。于是，这种评论就开始在科学界迅速传播开来。现在范霍夫可以重复自己崇拜的人——拜伦的话了：“一朝醒来，名声大噪。”在柯尔贝的文章发表之后，过了几天，范霍夫被聘为阿姆斯特丹大学的讲师。自 1878 年起，他成为化学教授。

柯尔贝的文章深深地刺痛了范霍夫。他自己也认识到，他从事实验工作是有困难的。所以，他把自己的全部注意力都集中于培养实验室工作所必需的专业技能上。他毕竟懂得，假若研究人员缺乏用以说明现象本质和探索它们规律性的理论知识和科学幻想，则实验本身是说明不了什么问题的。范霍夫在他开课的讲演中也曾谈过这一点，他认为，这就是他从事科学工作的主要原则。

范霍夫教授讲授的有机化学课程吸引了为数众多的学习化学、物理学、医学和药学的大学生。他并不注意细节和个别情况，对他来说，只有普遍的规律性才是有意义的。他的第一部著作《有机化学概况》，就是根据这个原则写成的；他的研究活动的整个方向也是如此。他研究个别的化合物、具体的过程，但目的却总是为了寻找普遍的规律性。他向他的助手们提出的也正是这样一些课题。范霍夫所领导的有机化学实验室的助教是罗门，他的首批实习生是施瓦布和雷希尔。这是一个目标一致的集体。他们经常围坐在实验台旁，把仪器挪开，以便作笔记或讨论那些使他们激动的问题和进行实验检验的可能性。

范霍夫在一次讨论中说道：“大家都知道，分子中氧原子的存在会造成分子本身的不稳定，并使分子易于氧化。例如，把甲烷和甲醇比较一下，就足以说明。目前我们毕竟还不能从数量上说明分子的这种特性。对于像化学这样一门具有高度精确性的科学来说，只凭我们对于甲醇和甲烷的那点理解是远远不够的。可以用它们的反应速度作为比较它们反应的标准。”“单位时间内参加反应的一种物质的浓度变化，不仅确定了反应的速度，而且还揭示出该物质究竟具有多大的反应能力。需要进行一系列特定类型的反应速度的测定。我觉得，酯化作用最便于达到这个目的，所以我们就从它开始吧。

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

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”。