ヴァンテ・ホフは有機化学の分野で初期の評判を得ていました。 1874年、彼は炭素原子とその隣人との化学結合が正四面体の角に向いていると仮定し、光学活性の現象を説明した。 この立体構造が、自然界に存在する異性体を説明したのである。 ヴァントホフは、博士号を授与される3カ月前に、今日、立体化学の基礎とみなされているこの理論を、まず1874年秋にオランダのパンフレットで発表し、翌年5月には『空間における化学』と題するフランスの小著に掲載した。 ドイツ語訳は1877年に出版されたが、当時、ヴァンクトホフはユトレヒトの獣医学部でしか仕事が見つからなかった。 この頃、彼の理論は科学界ではほとんど無視され、著名な化学者であるヘルマン・コルベに激しく批判された。 コルベはこう書いている：
「ユトレヒトの獣医学部のJ・H・ファント・ホフ博士は、どうやら正確な化学的調査には興味がないようである。 彼はペガサス（獣医学校から借りたらしい）に乗って、化学のパルナッソスの頂上に大胆に飛翔し、原子が宇宙空間に配置されているように見えることを「宇宙における化学（La chimie dans l’espace）」の中で宣言する方が都合がいいと考えている」
しかし1880年くらいまでには、ヨハンネス・ウィスリツェヌスやビクトール・マイヤーなどの重要な化学者によってヴァンテホフの理論に対する支持を得て認められるにいたった。
1884年、ヴァントホフは化学動力学に関する研究を「Études de Dynamique chimique」（「化学動力学の研究」）と題して発表し、図形を用いて反応の順序を決定する新しい方法と熱力学の法則を化学平衡に適用することを説明しました。 また、現代の化学的親和性の概念も導入した。 1886年には、希薄溶液と気体の挙動に類似性があることを示した。 1887年には、ドイツの化学者オストワルドと共同で、「物理化学雑誌（Zeitschrift für physikalische Chemie）」という影響力のある科学雑誌を創刊した。 1889年には、アレニウスの電解質解離の理論に取り組み、アレニウス方程式を物理的に正当化した。 1896年、ベルリンのプロイセン科学アカデミーの教授となる。 シュタスフルトの塩鉱床の研究はプロイセンの化学工業に重要な貢献をした。
Van ‘t Hoffはユトレヒト獣医大学の化学と物理の講師になった。 その後、アムステルダム大学の化学、鉱物学、地質学の教授として約18年間勤務し、最終的には化学科の学科長に就任した。 1896年、ヴァントホフはドイツに移り、1911年にベルリン大学でそのキャリアを終えた。 1901年、彼は溶液の研究で最初のノーベル化学賞を受賞した。 彼の研究は、非常に希薄な溶液が、気体の挙動を記述する法則に酷似した数学的法則に従うことを示した
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