化学传奇之十：传奇少年凭一己之力扭转了二向箔的平面世界
化学发展到这个时候，还是纯粹的化学，要是说别的学科有点什么关系的话，那就是祖师爷波义耳发现的人类历史上第一个定律就是个物理定律，不过那也不算什么关系吧，算是祖师爷送给物理界的一个小礼物吧。
另外就是“电解狂魔”戴维一直在用电发现新元素，严格来说这也不算什么关系，戴维只是把电当做工具来用，就好像用电脑写了一篇文章，总不能说是电脑写的吧，那也是你写的。
可是作为科学界的侵略性最强的帝国主义者，物理学怎么可能任由化学独立发展呢？物理学早就看不惯化学这种特立独行的行为了，这不跳出来给化学出了一个难题。
这就是旋光性问题。要不先说一下什么是旋光性吧。
要说旋光性就得先说什么是偏振光，光是一种波这个当时都已经知道了，而且还知道光是横波，至于什么是横波就不多解释了，就是传播方向和振动方向不一致的波，这种传播方向和振动方向不一致的现象就叫做偏振，物理学家们之所以认为光是横波就是因为看到了光的偏振现象。
那怎么看到偏振现象呢？先用一个偏振片对准光束，这样的话只允许偏振方向一致的光通过，再用另一个偏振片对准传过来的光束，转动第二个偏振片，就会发现光的强弱发生了变化，这是由于偏振片只允许偏振方向相同的光穿过来。
了解了什么是偏振光就可以说旋光性了。
旋光性就是偏振光通过某种物质后偏振面发生了变化，这就是传说中的“站着进去，躺着出来”。
旋光性肯定是物理概念了吧，现在就连看看旋光性给化学出的难题吧。
化学家们从牛乳中提炼出来了一种乳酸，从肌肉中也提炼出来了一种乳酸，用各种方法一测量发现化学式相同，各种基团也一样，很熟悉是吧？对，这就是贝采尼乌斯所说的同分异构体，可是物理性质却不同，这种物理性质就是旋光性。
旋光性不同只能说明分子结构是对称的，可是当时人们认为分子的结构都是平面的，凯库勒也这么认为，在凯库勒的理论中不管是碳链还是苯环都是在一个平面上。
按照这种说法，甲烷是这样的。
就算镜像对称过来也还是这样的呀。
再看乳酸分子吧。
镜像过来呢？还是一样的呀。
可是在一个平面上无论如何都不可能出现旋光性不同的问题。这确实是个大问题，要是说不清的话，奋斗了这么多年的化学就垮了。
这时候凯库勒的学生范特霍夫站了出来。
范特霍夫小时候也是调皮捣蛋，放假后喜欢溜进学校的实验里鼓捣那些易燃易爆剧毒放化学药品，“常在河边走，哪能不湿鞋”呀，没过多久，他的这种捣蛋行为就被老师发现了，范特霍夫请求老师不要报告校长，老师想了想：算了，不告诉校长就不告诉校长吧，不过得请家长。
可是没想到的是，范特霍夫的父亲认为这不是什么调皮捣蛋，而是一种求学的精神，但是在学校里鼓捣不合适，毕竟学校里有许多小朋友，就算炸坏了学校的花花草草也不合适呀，干脆在自己家鼓捣吧。
于是作为名医的父亲就把一间医疗室给了范特霍夫做实验，看来有一个开明的父亲很重要呀。
范特霍夫本来以为他的化学家之梦就此扬帆起航了，可是没想到父亲认为化学家收入太低，其实也并不低，对于罗蒙诺索夫这种连饭也吃不起的人来说已经很高了，可人家范特霍夫的爹是医生呀，不管在什么年代，医生都是高收入群体，何况人家还是名医。
父亲的愿望是让他成为一名工程师，结果就是父命难违，范特霍夫就读了台夫特工业专科学校，这是专门培养工程师，主要学习各种工艺技术，但是老爷子百密一疏，没想到这所学校里也有化学课程，范特霍夫自然是如鱼得水，他用两年就学完了三年的课程，毕业后他说服了父亲，还是继续学习化学。
于是他来到了德国，投师在著名的凯库勒门下。
获得博士学位后，范特霍夫回到了荷兰，就职于兽医学院，这就叫“不听老人言”呀，你说说，这图个什么，海归博士混到兽医学院去了，这哪里比得上老爷子名医风光呀，就是当个工程师也比兽医学院好呀。
不过范特霍夫却不着急，因为他在获得博士学位之前三个月就写好了一片论文，在这篇论文中他找到了当前化学理论的缺陷。
范特霍夫认为分子的平面结构不符合能量最低原理，能量最低原理是什么鬼？这是妥妥的物理学概念，这就要感谢范特霍夫是半路出家学化学了，不能说别的化学家不懂吧，至少理解的没有范特霍夫深入，所以不在乎学什么，关键是能不能学以致用。
我们现在再用范特霍夫的说法看看分子结构吧。
甲烷就由这个样子。
变成了这个样子。
来，比较一下吧。
这除了模样上有变化，其余的有什么变化吗？这不就是一个几何游戏吗？有意思吗？所以范特霍夫的理论一出世就遭到了大家的嘲讽。
化学家科尔贝就说道：“有一位乌德勒支兽医学院的范特霍夫博士，对精确的化学研究不感兴趣。在他的《立体化学》中宣告说，他认为最方便的是乘上他从兽医学院租来的飞马，当他勇敢地飞向化学的帕纳萨斯山的顶峰时，他发现，原子是如何自行地在宇宙空间中组合起来的。”
这就是传说中的骂人不带脏字呀，还顺便把他找不到工作只能在兽医学院的事儿来嘲讽了一番。
不过科学嘛，不是靠嘴尖牙利的，还得看谁的理论能解释现象，范特霍夫的理论就能解释旋光性问题。
乳酸分子的结构就是这样了。
又相同又对称，这样是不是就解释了旋光性不同的问题了呀。
由于解释了两种乳酸分子的旋光性问题，立体化学很快声名鹊起，范特霍夫也摆脱了兽医学院的名声，来到了阿姆斯特丹大学。
既然用物理思维来理解化学这么有用，范特霍夫就在这条路上一去不复返了。
范特霍夫开始化学动力学和化学亲和力，听这名字是不是有物理内味儿了，没错，他就是在用物理方法研究化学问题，1884年，他出版了《化学动力学研究》一书。书中他不仅阐明了反应速度等化学动力学问题，而且还专门论述了化学平衡理论和以自由能为基础的亲合力理论。
他还研究了稀溶液的渗透压，得到了一个公式PV=iRT，这个公式是不是很熟悉呀，这就是脱胎于祖师爷波义耳的气体方程的克拉伯龙方程，在他这里，物理和化学居然得到了统一。
都混到这地步了，看来用物理方法来研究化学是可行的，有必要创造一门新学科了，1887年，他和奥斯特瓦尔德共同创办了《物理化学杂志》，这意味着物理化学这门新学科诞生了。
看到奥斯特瓦尔德是不是很熟悉，这位在物理学上大名鼎鼎，是一代杀神马赫的弟子，曾经逼死热力学大神玻尔兹曼，最后在爱因斯坦手下俯首称臣。
奥斯特瓦尔德不但在物理学上是一个传奇，在化学也是一代枭雄。
这位小时候也不是一位省心的主儿，也喜欢鼓捣易燃易爆物品，看来这是化学家童年的通病。大学毕业后他留校了，他在物理学家的指导下开始了各种物理分析方法的训练，这是不是和范特霍夫有异曲同工之妙。
他还和亥姆霍兹相交甚密，亥姆霍兹是谁？能量转化和守恒定律也就是热力学第一定律的提出者之一呀，既然关系不错，那当然得把热力学应用到化学研究中去了，这就是化学热力学。
奥斯特瓦尔德提出了稀释定律，把溶液的电导率和电离度还有溶液的离子浓度结合在了一起，他还阐明了催化的作用，说起催化来，是不是又想起了贝采尼乌斯，这确实是他老人家最先发现的，但是他的观点遭到了另一位大神李比希的反对，可是李比希虽然反对可也没有说清楚催化到底是怎么回事，这个问题到了奥斯特瓦尔德才解决了。
奥斯特瓦尔德指出催化剂只能改变化学反应速率而不能影响化学平衡，它的催化作用是由于降低了活化能的缘故。这一观点震动了化学界，看到了其中的活化能了吗？这就是物理呀，所以说奥斯特瓦尔德作为物理化学的创始人是当之无愧的。
由于对催化作用的了解，奥斯特瓦尔德提出了制取硝酸的方法，后世称之为奥斯特瓦尔德过程。
奥斯特瓦尔德过程就是氨气通过催化剂（例如铂）作用被氧化生成一氧化氮，一氧化氮在空气中氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，生成的一氧化氮可以重新利用，这个方法是不是有点神奇呀，就这么眼睛一眨，老母鸡变鸭，氨气就成了硝酸了。
这种方法可以大量的制造化肥，当然也可以制造炸药，一战期间德国人就是用这种方法制造的炸药，这应该也是奥斯特瓦尔德心中的痛吧。
摩尔的概念也是奥斯特瓦尔德提出的，摩尔是物质的量的单位，是打通微观和宏观的一道桥梁，光凭这一点她也可以名垂青史了。
虽然奥斯特瓦尔德如此杰出，但是他也有烦恼，1884年的一天，是他生命中最特殊的一天，首先是他喜得千金，不过福无双至，他牙疼的要命，还有他接到了一封信，反正牙疼的厉害，也干不了生命，干脆看看信吧，打开信封，他觉得牙疼似乎都减轻了，这到底是谁来的一封书信呢，居然有如此 大的功效？