याकोबस हेनरिक्स वैन 'ट हॉफ: अदृश्य का आकार

1874 की शरद ऋतु में, डॉक्टरेट से तीन महीने दूर एक डच छात्र ने एक पैम्फलेट प्रकाशित किया, जिसमें तर्क दिया गया था कि कार्बन परमाणु के चार बंधन एक चतुष्फलक (tetrahedron) के कोनों की ओर इशारा करते हैं। किसी ने अणु नहीं देखा था; दशकों तक किसी ने नहीं देखा। वैन 'ट हॉफ (Jacobus Henricus van 't Hoff) ने यह आकार उस तरीके से तर्कपूर्ण ढंग से निकाला था जिससे कुछ पदार्थ ध्रुवीकृत प्रकाश की किरण को मोड़ते हैं। वह बाईस वर्ष के थे, और वह सही थे। जर्मनी के सबसे प्रख्यात रसायनज्ञों में से एक ने प्रतिक्रिया देते हुए उन पर 'पेगासस' (पंखों वाले घोड़े) पर सवार होने का आरोप लगाया।

रॉटरडैम, डेल्फ़्ट और बायरन

उनका जन्म 30 अगस्त, 1852 को रॉटरडैम में हुआ था, वे एक चिकित्सक याकोबस हेनरिक्स वैन 'ट हॉफ सीनियर (Jacobus Henricus van 't Hoff Sr.) और अलीदा कोल्फ (Alida Kolff) की सात संतानों में तीसरे थे। विज्ञान में उनकी रुचि जल्दी शुरू हो गई, लेकिन बायरन (Byron) में भी थी, जिनकी कविता और दर्शन को उन्होंने स्कूली छात्र के रूप में गंभीरता से पढ़ा — यह विस्तार याद रखने योग्य है, क्योंकि जिस गुण ने उनका करियर बनाया वह प्रयोगशाला के धैर्य की तुलना में काव्य प्रतिभा के अधिक करीब था।

उन्होंने 1869 और 1871 के बीच डेल्फ़्ट में रासायनिक प्रौद्योगिकी की डिग्री ली, जो सामान्य तीन वर्षों के बजाय दो वर्षों में पूरी की, फिर लीडेन में अध्ययन किया, बॉन में अगस्त केकुले (August Kekulé) के तहत और पेरिस में एडोल्फ वुर्ट्ज़ (Adolphe Wurtz) के तहत, 1874 में यूट्रेक्ट में एडुआर्ड मुल्डर (Eduard Mulder) के तहत अपनी डॉक्टरेट पूरी करने से पहले।

पैम्फलेट

उन्होंने जिस समस्या पर काम किया वह पुरानी और जिद्दी थी। कुछ यौगिक ध्रुवीकृत प्रकाश को घुमाते थे, और समान सूत्रों वाले कुछ यौगिक एक-दूसरे से अलग व्यवहार करते थे। सपाट, द्वि-आयामी संरचनात्मक रसायन विज्ञान में कुछ भी इसका कारण नहीं बता सका।

वैन 'ट हॉफ का उत्तर अणुओं को तीसरा आयाम देना था। यदि कार्बन के चार बंधन एक नियमित चतुष्फलक के शीर्षों की ओर फैलते हैं, तो चार अलग-अलग समूहों वाले कार्बन परमाणु को दो तरीकों से व्यवस्थित किया जा सकता है जो दर्पण छवियां हैं और जिन्हें ऊपर नहीं रखा जा सकता — और वे दो व्यवस्थाएं प्रकाश को विपरीत दिशाओं में घुमाएंगी। प्रकाशीय सक्रियता और समावयवता एक ही ज्यामितीय धारणा से निकली। डच पैम्फलेट 1874 के अंत में दिखाई दिया, फ्रांसीसी संस्करण, ला चिमी डान्स ल'एस्पेस (La chimie dans l'espace), मई 1875 में। फ्रांसीसी रसायनज्ञ जोसेफ ले बेल (Joseph Le Bel) स्वतंत्र रूप से और उसी समय एक ही निष्कर्ष पर पहुंचे।

उस पेशे को समझाने के लिए जो वह वर्णन कर रहे थे उसे देख नहीं सकता था, वैन 'ट हॉफ ने चतुष्फलकीय अणुओं के त्रि-आयामी कागज के मॉडल उस समय के अग्रणी रसायनज्ञों को भेजे।

कोल्बे का पेगासस

स्वागत शत्रुतापूर्ण था, और सबसे अधिक उद्धृत हमला हरमन कोल्बे (Hermann Kolbe) का था, जिन्होंने इस बात के लिए युवा का मजाक उड़ाया कि उन्होंने "पेगासस पर सवार" होकर यह घोषित किया कि "परमाणु उन्हें कैसे दिखाई देते थे।" यह उन्हें मिटाने के लिए था। चूंकि परमाणु उन्हें वास्तव में वैसे ही दिखाई दिए थे, और सही दिखाई दिए थे, अपमान समय के साथ एक अनपेक्षित प्रशंसा में बदल गया है।

सिद्धांत को सम्मान मिलने के लिए लगभग छह साल इंतजार करना पड़ा। 1880 के आसपास जोहान्स विस्लिसेनियस (Johannes Wislicenus) और विक्टर मेयर (Viktor Meyer) समर्थन में आए, और त्रिविम रसायन विज्ञान एक घोटाला होने के बजाय एक क्षेत्र बन गया।

रासायनिक गतिकी

अणुओं का आकार तय करने के बाद, उन्होंने इस सवाल की ओर रुख किया कि वे क्या करते हैं, और यहाँ उनका योगदान एक अंतर्दृष्टि के बजाय एक अनुशासन का दूसरे में पूर्ण आयात था। एत्यूड्स डी डायनामिक चिमी (Études de dynamique chimique, 1884) ने प्रतिक्रिया के क्रम को निर्धारित करने के लिए ग्राफिकल तरीके निर्धारित किए और रासायनिक संतुलन पर ऊष्मागतिकी के कानूनों को लागू किया। इसने रासायनिक आत्मीयता की अस्पष्ट धारणा को बदल दिया — पदार्थों के गठबंधन करने की रहस्यमय प्रवृत्ति — एक ऐसी मात्रा के साथ जिसे ऊष्मागतिकी डेटा से गणना की जा सकती थी।

संतुलन स्थिरांक और तापमान के बीच का संबंध जो उभरा, उसे अभी भी वैन 'ट हॉफ समीकरण के रूप में पढ़ाया जाता है। 1889 में उन्होंने भौतिक तर्क प्रदान किया जिसने प्रतिक्रिया दरों के लिए स्वांते अर्हेनियस (Svante Arrhenius) के समीकरण को रेखांकित किया।

गैसों की तरह व्यवहार करने वाले घोल

1886 में उन्होंने उस समानता का प्रदर्शन किया जिसने उनके समकालीनों को सबसे अधिक प्रभावित किया: अत्यधिक तनु घोल उन गणितीय कानूनों का पालन करते हैं जो गैसों को नियंत्रित करने वाले कानूनों के समान होते हैं, जिसमें ऑस्मोटिक दबाव वह भूमिका निभाता है जो एक कंटेनर में गैस दबाव निभाता है। दूसरे शब्दों में, एक घुले हुए पदार्थ को ऐसे माना जा सकता है जैसे कि वह विलायक के आयतन पर कब्जा करने वाली गैस हो।

परिणाम एक पूरा अनुशासन था। विल्हेम ओस्टवाल्ड (Wilhelm Ostwald) के साथ उन्होंने 1887 में जिटलश्रिफ्ट फर फिजिकलिश् चिमी (Zeitschrift für physikalische Chemie) की स्थापना की, भौतिक रसायन विज्ञान को एक पत्रिका और इसलिए एक पहचान दी, और उन्होंने इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण पर अर्हेनियस के साथ काम किया। रसायन विज्ञान, जो पदार्थों का विज्ञान था, मापने योग्य मात्राओं का विज्ञान बन गया।

बर्लिन, और नमक

उन्होंने पहले यूट्रेक्ट में पशु चिकित्सा कॉलेज में व्याख्यान दिया, फिर रसायन विज्ञान, खनिज विज्ञान और भूविज्ञान के प्रोफेसर के रूप में दो दशकों तक एम्स्टर्डम विश्वविद्यालय में एक कुर्सी संभाली, अंततः विभाग की अध्यक्षता की। 1896 में वे बर्लिन चले गए, प्रूशियन एकेडमी ऑफ साइंसेज में एक पद ग्रहण किया जिसे उन्हें शिक्षण के बजाय शोध का समय देने के लिए बनाया गया था। वहां उन्होंने घोलों की अपनी ऊष्मागतिकी को स्टैसफर्ट में समुद्री नमक जमा पर लागू किया, जो प्रूशियन उद्योग के लिए काफी मूल्यवान काम था।

1901 में स्वीडिश अकादमी ने उन्हें रसायन विज्ञान में सबसे पहला नोबेल पुरस्कार दिया, "रासायनिक गतिकी के कानूनों और घोलों में ऑस्मोटिक दबाव की खोज के माध्यम से उनके द्वारा दी गई असाधारण सेवाओं की मान्यता में।" उन्होंने इसे अपने करियर का शिखर माना।

याकोबस को जीनियस क्यों कहा जाता है

प्रश्न में क्षमता साक्ष्य द्वारा अनुशासित स्थानिक कल्पना है, और 1874 का पैम्फलेट विज्ञान के इतिहास द्वारा पेश किया गया एक साफ उदाहरण है। वैन 'ट हॉफ ने एक माप लिया — ध्रुवीकृत प्रकाश का घुमाव — और इससे एक ऐसी वस्तु की ज्यामिति का अनुमान लगाया जिसे उनके युग का कोई उपकरण हल नहीं कर सका। वह कुछ देखे गए का वर्णन नहीं कर रहे थे; वह तर्क दे रहे थे कि वास्तविकता का एक विशेष आकार होना चाहिए ताकि आंकड़े वैसे ही आएं जैसे वे आए थे। यही कारण है कि अणुओं को तब से तीन आयामों में खींचा गया है।

दूसरी उपलब्धि प्रकार में अलग है और तर्कसंगत रूप से बड़ी है। ऊष्मागतिकी को पूरी तरह से रसायन विज्ञान में आयात करना, और यह दिखाना कि घुले हुए पदार्थ गैस जैसे कानूनों का पालन करते हैं, ने एक वर्णनात्मक विज्ञान को एक मात्रात्मक में बदल दिया। बहुत कम लोग दो क्षेत्रों में मौलिक रूप से योगदान करते हैं; वैन 'ट हॉफ ने बाईस साल की उम्र में त्रिविम रसायन और तीस के दशक में भौतिक रसायन विज्ञान की स्थापना की।

योग्यताएं वास्तविक हैं। ले बेल स्वतंत्र रूप से उसी वर्ष चतुष्फलकीय कार्बन पर पहुंचे, जो बताता है कि विचार पहुंच से बाहर होने के बजाय परिपक्व था — रॉयल सोसाइटी (Royal Society) ने 1893 में उस कारण से उनके बीच डेवी मेडल (Davy Medal) को विभाजित किया। प्रस्ताव प्रत्यक्ष साक्ष्य के बिना एक छलांग थी, और पेशे ने इसे छह वर्षों के लिए अस्वीकार कर दिया; यदि ज्यामिति अन्यथा होती, तो पैम्फलेट आज एक युवा व्यक्ति की अटकलों के रूप में पढ़ा जाता। और उनका नोबेल पुरस्कार चतुष्फलक के लिए नहीं दिया गया था, जो उनका सबसे प्रसिद्ध विचार था, बल्कि घोलों के काम के लिए दिया गया था। पेगासस की सवारी करने का कोल्बे का आरोप गंतव्य के बारे में गलत था, विधि के बारे में नहीं।

विरासत

उन्होंने 1878 में जोहाना फ्रांसिना मीस (Johanna Francina Mees) से शादी की; उनके चार बच्चे थे। सम्मान लगातार जमा होते गए — 1894 में लीजन ऑफ ऑनर, 1895 में पोर ले मेरिट, 1897 में रॉयल सोसाइटी की विदेशी सदस्यता, 1901 में हार्वर्ड और येल से मानद डॉक्टरेट, 1903 में मैनचेस्टर, 1908 में हीडलबर्ग, और उनकी मृत्यु के वर्ष में हेल्महोल्त्ज़ मेडल। 1 मार्च 1911 को बर्लिन के बाहर स्टीगलिट्ज़ में 58 वर्ष की आयु में तपेदिक से उनकी मृत्यु हो गई।

उनका नाम स्मारकों के बजाय कामकाजी शब्दावली में जीवित है: वैन 'ट हॉफ समीकरण, वैन 'ट हॉफ कारक, ले बेल-वैन 'ट हॉफ नियम। 2021 में एक क्षुद्रग्रह का नाम उनके नाम पर रखा गया था। एक पच्चर और एक डैश वाली रेखा के साथ खींचा गया हर संरचनात्मक सूत्र एक ऐसे पैम्फलेट से उतरता है जिसे एक महान रसायनज्ञ ने सोचा था कि एक ऐसे व्यक्ति द्वारा लिखा गया था जिसने अपना दिमाग खो दिया था।