Robert S. Mulliken - Robert S. Mulliken

Tento článek je o chemikovi laureátů Nobelovy ceny. Laureát Nobelovy ceny za fyziku viz Robert Andrews Millikan .
Robert Mulliken
Mulliken, Robert 1929 Chicago.jpg
Robert Mulliken, Chicago 1929
narozený
Robert Sanderson Mulliken

7. června 1896 ( 1896-06-07 )
Newburyport, Massachusetts , USA
Zemřel 31.října 1986 (1986-10-31)(ve věku 90)
Arlington, Virginie , USA
Alma mater MIT
University of Chicago
Známý jako molekulární orbitální teorie
Ocenění
Vědecká kariéra
Pole chemie , fyzika

Robert Sanderson Mulliken ForMemRS (7. června 1896 - 31. října 1986) byl americký fyzik a chemik , primárně zodpovědný za raný vývoj molekulární orbitální teorie , tj. Vypracování molekulární orbitální metody výpočtu struktury molekul . Mulliken obdržel Nobelovu cenu za chemii v roce 1966 a Priestleyovu medaili v roce 1983.

Raná léta

Robert Mulliken se narodil v Newburyport, Massachusetts . Jeho otec, Samuel Parsons Mulliken , byl profesorem organické chemie na Massachusettském technologickém institutu . Robert Mulliken se jako dítě naučil název a botanické zařazení rostlin a obecně měl vynikající, ale selektivní paměť. Naučil se například dost dobře německy , aby na vysoké škole přeskočil kurz vědecké němčiny, ale nemohl si vzpomenout na jméno svého středoškolského učitele němčiny. Také jako dítě se seznámil s fyzikálním chemikem Arthurem Amosem Noyesem .

Mulliken pomohl s některými redakčními pracemi, když jeho otec napsal svůj čtyřdílný text o identifikaci organických sloučenin, a stal se tak odborníkem na organické chemické názvosloví .

Vzdělávání

Na střední škole v Newburyportu se Mulliken řídil vědeckými osnovami. Promoval v roce 1913 a podařilo se mu získat stipendium na MIT, které dříve získal jeho otec. Stejně jako jeho otec se specializoval na chemii . Již jako vysokoškolák provedl svůj první publikovatelný výzkum: o syntéze organických chloridů. Protože si nebyl jistý svým budoucím směřováním, zařadil do svých učebních osnov několik kurzů chemického inženýrství a strávil léto cestováním po chemických závodech v Massachusetts a Maine . V roce 1917 získal bakalářský titul z chemie na MIT.

Ranná kariéra

V této době Spojené státy právě vstoupily do první světové války a Mulliken zaujal místo na Americké univerzitě ve Washingtonu, DC , kde vyráběl jedovatý plyn pod vedením Jamese B.Conanta . Po devíti měsících byl odveden do armádní služby chemické války , ale pokračoval ve stejném úkolu. Jeho laboratorní technika zanechala mnoho požadavků a on byl měsíce mimo provoz s popáleninami. Později onemocněl chřipkou a na konci války byl stále hospitalizován.

Po válce vzal práci zkoumající účinky oxidu zinečnatého a sazí na gumu , ale rychle se rozhodl, že to není ten druh chemie, kterému by se chtěl věnovat. Proto v roce 1919 vstoupil do Ph.D. program na University of Chicago .

Postgraduální a rané postdoktorandské vzdělávání

Mulliken dostal jeho doktorát v roce 1921 na základě výzkumu separaci izotopů z rtuti podle odpařením , a pokračuje v jeho izotopové separace touto metodou. Zatímco v Chicagu absolvoval kurz u fyzika Roberta A. Millikana , který získal Nobelovu cenu , což ho vystavilo staré kvantové teorii . Začal se také zajímat o podivné molekuly poté, co byl vystaven práci Hermanna I. Schlesingera o diboranu .

Robert Mulliken, Chicago 1929 (třetí zprava)

V Chicagu získal grant od Národní rady pro výzkum (NRC), která zaplatila velkou část jeho práce na separaci izotopů. Grant NRC byl v roce 1923 prodloužen o dva roky, aby mohl studovat izotopové efekty na pásmová spektra takových diatomických molekul, jako je nitrid boru (BN) (porovnávání molekul s B 10 a B 11 ). Šel na Harvardskou univerzitu, aby se naučil spektrografickou techniku ​​od Fredericka A. Saunderse a kvantovou teorii od EC Kemble . V té době se dokázal stýkat s J. Robertem Oppenheimerem a mnoha budoucími laureáty Nobelovy ceny, včetně Johna H. Van Vlecka a Harolda C. Ureye . Setkal se také s Johnem C. Slaterem , který pracoval s Nielsem Bohrem .

V letech 1925 a 1927 cestoval Mulliken do Evropy a pracoval s vynikajícími spektroskopisty a kvantovými teoretiky, jako jsou Erwin Schrödinger , Paul AM Dirac , Werner Heisenberg , Louis de Broglie , Max Born a Walther Bothe (všichni nakonec obdrželi Nobelovy ceny) a Friedrich Hund , který byl v té době Bornovým asistentem. Všichni, stejně jako Wolfgang Pauli , vyvíjeli novou kvantovou mechaniku, která by nakonec nahradila starou kvantovou teorii. Mulliken byl zvláště ovlivněn Hundem, který pracoval na kvantové interpretaci pásmových spekter diatomických molekul, stejných spekter, která Mulliken zkoumal na Harvardu. V roce 1927 Mulliken spolupracoval s Hundem a v důsledku toho vyvinul svou molekulární orbitální teorii, ve které jsou elektrony přiřazeny ke stavům, které zasahují přes celou molekulu. V důsledku toho byla molekulární orbitální teorie také označována jako Hund-Mullikenova teorie.

Raná vědecká kariéra

V letech 1926 až 1928 učil na katedře fyziky na New York University (NYU). Toto bylo jeho první uznání jako fyzika. Ačkoli jeho práci považovali chemici za důležitou, očividně se nacházela na pomezí obou věd a od této chvíle by na něj obě tvrdily. Poté se vrátil na Chicagskou univerzitu jako docent fyziky a v roce 1931 byl povýšen na řádného profesora. Nakonec zastával společně pozici jak na katedře fyziky, tak na chemii. Na NYU i v Chicagu pokračoval v zdokonalování své molekulárně-orbitální teorie.

Až do tohoto bodu byl primární způsob výpočtu elektronické struktury molekul založen na výpočtu Waltera Heitlera a Fritze London na molekule vodíku (H 2 ) v roce 1927. S koncepcí hybridizovaných atomových orbitálů John C. Slater a Linus Pauling , který racionalizoval pozorované molekulární geometrie, byla metoda založena na předpokladu, že vazby v jakékoli molekule lze popsat způsobem podobným vazbě v H 2 , konkrétně jako překrývající se atomové orbitaly soustředěné na příslušných atomech. Protože to odpovídalo představám chemiků o lokalizovaných vazbách mezi páry atomů, byla tato metoda (nazývaná metoda Valence-Bond (VB) nebo Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP) ) velmi populární. Při pokusu o výpočet vlastností excitovaných stavů (molekul, které byly buzeny zdrojem energie) metoda VB nefunguje vždy dobře. S jeho popisem funkcí elektronových vln v molekulách jako delokalizovaných molekulárních orbitálů, které mají stejnou symetrii jako molekula, se Hundova a Mullikenova molekulárně-orbitální metoda, včetně příspěvků Johna Lennarda-Jonese , ukázala být flexibilnější a použitelná pro širokou škálu typů molekul a molekulárních fragmentů a zastínila metodu valenční vazby. V důsledku tohoto vývoje obdržel v roce 1966 Nobelovu cenu za chemii.

Mulliken se stal členem Národní akademie věd v roce 1936, nejmladším členem v historii organizace v té době. V roce 1967 byl zvolen zahraničním členem Královské společnosti (ForMemRs) .

Je po něm pojmenována Mullikenova populační analýza , metoda přiřazování nábojů atomům v molekule.

Osobní život

24. prosince 1929 se oženil s Mary Helen von Noé, dcerou Adolfa Carla Noé , profesora geologie na Chicagské univerzitě. Měli dvě dcery.

Pozdější roky

V roce 1934 odvodil novou stupnici pro měření elektronegativity prvků. To zcela nekoreluje s měřítkem Linuse Paulinga , ale obecně je v těsné korespondenci.

Ve druhé světové válce , od roku 1942 do roku 1945, Mulliken řídil Informační kancelář pro projekt Plutonium University of Chicago . Poté vyvinul matematické vzorce umožňující postup v molekulárně-orbitální teorii.

V roce 1952 začal aplikovat kvantovou mechaniku na analýzu reakce mezi Lewisovou kyselinou a zásaditými molekulami . (Viz teorie o acidobazické reakci .) V roce 1961 se stal významným profesorem fyziky a chemie a pokračoval ve studiu molekulární struktury a spekter od diatomických molekul po velké komplexní agregáty. V roce 1981 se Mulliken stal zakládajícím členem Světové kulturní rady . V roce 1983 získal Mulliken cenu Golden Plate od American Academy of Achievement . Odešel do důchodu v roce 1985. Jeho manželka zemřela v roce 1975.

Ve věku 90 let Mulliken zemřel na městnavé srdeční selhání v domě své dcery v Arlingtonu ve Virginii 31. října 1986. Jeho tělo bylo vráceno do Chicaga k pohřbu.

Reference

externí odkazy