范特霍夫1852年出生在荷兰鹿特丹一个著名医生家中，生活比较富有。范特霍夫上中学时最感兴趣的课程是化学，他自己也看了许多化学书。每当上化学实验课时，他都认真听老师的讲解，认真做好老师指定的实验。但是课堂上的实验太少，满足不了他的要求。怎么才能自己自由地做实验呢？
于是在一个星期天，他一个人偷偷地翻过学校的院墙，从化学实验室地下室的窗子钻入，沿着楼梯进到实验室，打开玻璃柜，拿出酒精灯、蒸馏瓶、铁架台等化学仪器做起了实验。突然，门被打开，化学老师霍克维尔夫先生走了进来，生气地问他如何进来的，做的是什么实验。范特霍夫红着脸结结巴巴地作了回答。“真是胡闹，尽管你实验做得很准确，但是你犯了学校的规矩，校长要是知道会开除你的！”于是，老师把范特霍夫领到他父亲那里，范特霍夫的父亲指出，应当做一个品格高尚的人，即便是为了对知识的渴求也不能像小偷一样去违犯学校的规矩。为了满足孩子做实验的要求，他父亲用一间旧房子为他改成简易实验室。范特霍夫中学毕业后想学习化学，可是他父亲希望他成为一名工程师，范特霍夫不想使父亲伤心，便考入德尔夫特工学院学习数学。
尽管他主修数学，但最感兴趣的还是化学。他把哲学家孔德的一段话奉为经典：“从方法论上看，详尽地了解数学，对化学家理解化学本身将会起决定的作用。”范特霍夫认为，孔德的话是绝对正确的。因此他努力学习数学，这对他以后成为物理化学家是至关重要的。范特霍夫在工学院两年就修完了全部课程，提前毕业了。但他认为，只有一张大学毕业文凭还不足以搞科学研究，1872年他又考入莱顿大学攻读博士学位。1874年，范特霍夫通过了论文答辩，从而获得了数学博士和自然哲学博士的学位。
由于范特霍夫精通数学，又积累了丰富的化学实验资料，使他在物理化学上取得了重大突破。他对化学反应速度、渗透压、化学平衡、稀溶液的规律的研究超过了同时代的化学家。他写成一部专著《化学动力学概论》，这部书后来成了物理化学的经典，并受到瑞典物理化学大师阿仑尼乌斯的高度评价。阿仑尼乌斯在《北欧评论》中著文指出：“范特霍夫的著作具有划时代的意义，它对今后化学上一系列主要问题的发展将起到决定性影响。”
作为杰出的物理化学家，范特霍夫在国外已经很出名了，但是国内的当权派却不怎么重视他。这时德国莱比锡大学向他发了聘书，聘请他担任莱比锡大学物理化学教授，而且待遇十分优厚。范特霍夫非常热爱他的祖国和家乡，他不愿离开荷兰，但他对当局迟迟不给阿姆斯特丹大学建造实验室和教室及对教师的不公正待遇感到非常气愤，他忍痛决定去莱比锡。在他离开之前，各大学教授联合给阿姆斯特丹大学校长和教育部写信说：“在我国，像范特霍夫这样的人才是很少的，我们希望你们想尽一切办法把他留在我们这里！”迫于各界的压力，最后政府决定给阿姆斯特丹大学一笔费用，用以修建化学研究所大楼和实验室。范特霍夫刚刚到达莱比锡便收到教授们联合从阿姆斯特丹拍来的电报，他收到电报后，没有到莱比锡大学就职，就立即回国了。当他乘火车到达阿姆斯特丹时，受到大学生们近乎狂热的欢迎。大学生们以范特霍夫为荣，他们感到能与自己最敬爱的教授在一起十分幸福和骄傲。
1901年12月10日，在斯德哥尔摩科学院大礼堂里，聚集了世界第一流的科学家，范特霍夫向到会者介绍了化学溶液理论。鉴于他对化学所做的贡献，他获得了诺贝尔奖金中第一个化学奖。
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