行走的思考者-范托夫与他的正四面体

行走的思考者-范托夫与他的正四面体

2022-10-14    04'17''

主播: 百利天下留学

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介绍:
你好,这里是百利留学声,我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。今天继续来为你介绍第一位获得诺贝尔化学奖的人---范托夫的精彩故事。 上次我们提到范托夫后来到巴黎医学院继续深造,而正是在这里,范托夫开始慢慢在化学领域有了自己的成果。而他获得的最早声誉和影响力是从有机化学开始的。19世纪中期,凯库勒和俄国化学家布特列洛夫等人基本上建立起来了关于有机化合物的经典结构理论,但同时,人们越来越多地发现了某些有机化合物具有旋光现象。法国人巴斯德首先发现酒石酸、葡萄酸部具有左旋和右旋两种不同结构,德国化学家威利森努斯也发现了乳酸的旋光异构现象。当时在巴黎医学院深造的范托夫在恩师武兹的指导下,同勒•贝尔对某些有机化合物为什么会有旋光异构现象的问题,分别展开了的实验和探索。 有一天,范托夫像往常一样在图书馆里认真地阅读着一篇威利森努斯研究乳酸的论文,他边看边在纸上画出了乳酸的化学式,当他把视线集中到分子中心的一个碳原子上时,他立即联想到,如果将这个碳原子上的不同取代基都换成氢原子的话,那么这个乳酸分子就变成了一个甲烷分子。由此他想像,甲烷分子中的氢原子和碳原子若排列在同一个平面上,情况会怎样呢?这个想法让范托夫越来越激动,他奔出图书馆边走边想,甲烷分子中的4个氢原子与碳原子排列在一个平面上是否可行呢?这时范托夫突然想起,在自然界中,一切都趋向于能量最小状态。这种情况,只有当氢原子均匀地分布在一个碳原子周围的空间时才能达到。那么在空间里甲烷分子是个什么样子呢?当然应该是正四面体!由此进一步想象出,假如用4个不同的取代基换去碳原子周围的氢原子,显然,它们可能在空间有两种不同的排列方式。 想到这里,范托夫重新跑回图书馆坐下来,在乳酸的化学式旁画出了两个正四面体,其中一个是另一个的镜像。然后,他梳理了一下自己的想法,惊奇地发现,物质的旋光特性的差异与它们的分子空间结构密切相关,而这就是物质产生旋光异构的真正原因。 结合一系列研究,范托夫在1875年发表了一篇主题为空间化学的论文。首次提出了一个“不对称碳原子”的新概念。范托夫关于分子的空间立体结构的假说,不仅能够解释旋光异构现象,而且还能解释另一类非旋光异构现象。不久,范托夫就被阿姆斯特丹大学聘为讲师,1878年又成为化学教授。范托夫首创的“不对称碳原子”概念,以及碳的正四面体构型假说的建立,也成了立体化学诞生的标志。 范托夫这位善于思考的智者,不改初衷,一直坚定的走在自己探索化学世界的路上,这种执着值得我们每个在求学路上的学子学习,希望大家也能像范托夫一样,为梦想不断求索。 明天的留学声节目,我将继续为你带来范托夫获得诺贝尔奖的故事,千万不要错过哦。下载百利天下教育APP,让知识为你导航,从此人生不再迷茫!感谢你的聆听,我们明天见!