Robert S. Mulliken - Robert S. Mulliken

Robert Mulliken
Mulliken, Robert 1929 Chicago.jpg
Robert Mulliken, Chicago 1929
Urodzić się
Robert Sanderson Mulliken

7 czerwca 1896 r ( 1896-06-07 )
Newburyport, Massachusetts , Stany Zjednoczone
Zmarł 31 października 1986 (1986-10-31)(w wieku 90 lat)
Arlington, Wirginia , Stany Zjednoczone
Alma Mater Uniwersytet MIT
w Chicago
Znany z teoria orbitali molekularnych
Nagrody
Kariera naukowa
Pola chemia , fizyka

Robert Sanderson Mulliken ForMemRS (7 czerwca 1896 – 31 października 1986) był amerykańskim fizykiem i chemikiem , odpowiedzialnym przede wszystkim za wczesny rozwój teorii orbitali molekularnych , czyli opracowanie metody orbitali molekularnych obliczania struktury cząsteczek . Mulliken otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1966 roku i Medal Priestleya w 1983 roku.

Wczesne lata

Robert Mulliken urodził się w Newburyport w stanie Massachusetts . Jego ojciec, Samuel Parsons Mulliken , był profesorem chemii organicznej w Massachusetts Institute of Technology . Jako dziecko Robert Mulliken nauczył się nazwy i klasyfikacji botanicznej roślin i ogólnie miał doskonałą, ale selektywną pamięć. Na przykład nauczył się niemieckiego na tyle dobrze, że pominął kurs naukowego niemieckiego na studiach, ale nie mógł sobie przypomnieć nazwiska swojego nauczyciela niemieckiego w liceum. W dzieciństwie poznał również fizykochemika Arthura Amosa Noyesa .

Mulliken pomógł w niektórych pracach redakcyjnych, kiedy jego ojciec napisał swój czterotomowy tekst o identyfikacji związków organicznych, stając się w ten sposób ekspertem od organicznej nomenklatury chemicznej .

Edukacja

W szkole średniej w Newburyport Mulliken realizował program naukowy. Ukończył studia w 1913 roku i udało mu się uzyskać stypendium na MIT, które wcześniej wywalczył jego ojciec. Podobnie jak jego ojciec, ukończył chemię . Już jako licencjat prowadził swoje pierwsze publikowane badania: nad syntezą chlorków organicznych. Ponieważ nie był pewien swojego przyszłego kierunku, włączył do swojego programu kursy inżynierii chemicznej i spędził lato zwiedzając zakłady chemiczne w Massachusetts i Maine . Otrzymał BS stopnia w dziedzinie chemii z MIT w 1917 roku.

Wczesna kariera

W tym czasie Stany Zjednoczone właśnie rozpoczęły I wojnę światową , a Mulliken objął stanowisko na American University w Waszyngtonie , produkując gaz trujący pod kierunkiem Jamesa B. Conanta . Po dziewięciu miesiącach został powołany do Wojskowej Służby Wojny Chemicznej , ale nadal wykonywał to samo zadanie. Jego techniki laboratoryjne pozostawiały wiele do życzenia, a on był nieczynny przez wiele miesięcy z powodu oparzeń. Później zachorował na ciężką grypę i pod koniec wojny nadal był hospitalizowany.

Po wojnie podjął pracę badającą wpływ tlenku cynku i sadzy na gumę , ale szybko zdecydował, że nie jest to rodzaj chemii, którą chciałby uprawiać. Stąd w 1919 wstąpił na stopień doktora habilitowanego. program na Uniwersytecie w Chicago .

Absolwent i wczesna edukacja podoktorancka

Mulliken dostał doktorat w 1921 roku na podstawie badań nad separacji izotopów z rtęcią przez odparowanie , a kontynuował jego rozdzielania izotopów za pomocą tej metody. W Chicago uczęszczał na kurs u laureata Nagrody Nobla, fizyka Roberta A. Millikana , co pozwoliło mu zapoznać się ze starą teorią kwantową . Zainteresował się także dziwnymi molekułami po ekspozycji na pracę Hermanna I. Schlesingera nad diboranem .

Robert Mulliken, Chicago 1929 (trzeci od prawej)

W Chicago otrzymał grant od National Research Council (NRC), który opłacił większość jego pracy nad separacją izotopów. Grant NRC został przedłużony w 1923 roku o dwa lata, aby mógł badać efekty izotopowe na widma pasmowe takich dwuatomowych cząsteczek jak azotek boru (BN) (porównanie cząsteczek z B 10 i B 11 ). Udał się na Uniwersytet Harvarda, aby uczyć się techniki spektrograficznej od Fredericka A. Saundersa i teorii kwantowej od EC Kemble'a . W tym czasie mógł współpracować z J. Robertem Oppenheimerem i wieloma przyszłymi laureatami Nagrody Nobla, m.in. Johnem H. Van Vleckiem i Haroldem C. Ureyem . Poznał także Johna C. Slatera , który współpracował z Nielsem Bohrem .

W latach 1925 i 1927 Mulliken podróżował do Europy, pracując z wybitnymi spektroskopami i teoretykami kwantowymi, takimi jak Erwin Schrödinger , Paul AM Dirac , Werner Heisenberg , Louis de Broglie , Max Born i Walther Bothe (z których wszyscy ostatecznie otrzymali Nagrodę Nobla) oraz Friedrich Hund , który był wówczas asystentem Borna. Wszyscy oni, podobnie jak Wolfgang Pauli , opracowywali nową mechanikę kwantową , która ostatecznie zastąpi starą teorię kwantową. Mulliken był szczególnie pod wpływem Hunda, który pracował nad kwantową interpretacją widm pasmowych cząsteczek dwuatomowych, tych samych widm, które Mulliken badał na Harvardzie. W 1927 Mulliken pracował z Hundem iw rezultacie opracował swoją teorię orbitali molekularnych , w której elektrony są przypisane do stanów rozciągających się na całą cząsteczkę. W konsekwencji teoria orbitali molekularnych została również nazwana teorią Hunda-Mullikena.

Wczesna kariera naukowa

Od 1926 do 1928 wykładał na wydziale fizyki na Uniwersytecie Nowojorskim (NYU). To było jego pierwsze uznanie jako fizyka. Chociaż jego praca była uważana przez chemików za ważną, wyraźnie znajdowała się na pograniczu dwóch nauk i od tego momentu obie będą go uznawać. Następnie powrócił na University of Chicago jako profesor nadzwyczajny fizyki, awansując na profesora zwyczajnego w 1931 roku. Ostatecznie zajmował stanowisko wspólnie na wydziałach fizyki i chemii. Zarówno na Uniwersytecie Nowojorskim, jak iw Chicago kontynuował doskonalenie swojej teorii orbity molekularnej.

Do tego momentu główny sposób obliczania struktury elektronowej molekuł opierał się na obliczeniach Waltera Heitlera i Fritza Londona na cząsteczce wodoru (H 2 ) w 1927 roku. Wraz z koncepcją zhybrydyzowanych orbitali atomowych Johna C. Slatera i Linus Pauling , który zracjonalizował obserwowane geometrie molekularne, metoda opierała się na założeniu, że wiązania w dowolnej cząsteczce można opisać w sposób podobny do wiązania w H 2 , a mianowicie jako nakładające się orbitale atomowe wyśrodkowane na zaangażowanych atomach. Ponieważ odpowiadała wyobrażeniom chemików o zlokalizowanych wiązaniach między parami atomów, metoda ta (zwana metodą Valence-Bond (VB) lub Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP) ) była bardzo popularna. Przy próbie obliczenia właściwości stanów wzbudzonych (cząsteczek, które zostały wzbudzone przez źródło energii), metoda VB nie zawsze sprawdza się dobrze. Dzięki opisowi funkcji fal elektronowych w cząsteczkach jako zdelokalizowanych orbitali molekularnych, które mają taką samą symetrię jak cząsteczka, metoda orbitali molekularnych Hunda i Mullikena, w tym wkład Johna Lennarda-Jonesa , okazała się bardziej elastyczna i można ją zastosować do ogromnej różnorodności typów cząsteczek i fragmentów molekularnych i przyćmiła metodę wiązań walencyjnych. W wyniku tego rozwoju otrzymał w 1966 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.

Mulliken został członkiem Narodowej Akademii Nauk w 1936 roku, będąc wówczas najmłodszym członkiem w historii organizacji. Został wybrany na członka zagranicznego Royal Society (ForMemRs) w 1967 roku .

Jego imieniem nazwano analizę populacji Mullikena , metodę przypisywania ładunków atomom w cząsteczce.

Życie osobiste

24 grudnia 1929 poślubił Mary Helen von Noé, córkę Adolfa Carla Noé , profesora geologii na Uniwersytecie w Chicago. Mieli dwie córki.

Późniejsze lata

W 1934 wyprowadził nową skalę do pomiaru elektroujemności pierwiastków. Nie jest to całkowicie skorelowane ze skalą Linusa Paulinga , ale generalnie jest w bliskiej korespondencji.

W czasie II wojny światowej , w latach 1942-1945, Mulliken kierował Biurem Informacyjnym projektu Plutonium Uniwersytetu w Chicago . Następnie opracował wzory matematyczne, aby umożliwić postęp teorii orbitali molekularnych.

W 1952 zaczął stosować mechanikę kwantową do analizy reakcji między cząsteczkami kwasu i zasady Lewisa . (Patrz teorie reakcji kwasowo-zasadowych .) Został wybitnym profesorem fizyki i chemii w 1961 roku i kontynuował badania nad strukturą molekularną i widmami , począwszy od cząsteczek dwuatomowych po duże, złożone agregaty. W 1981 roku Mulliken został członkiem-założycielem Światowej Rady Kultury . W 1983 roku Mulliken otrzymał nagrodę Złotej Płyty Amerykańskiej Akademii Osiągnięć . Przeszedł na emeryturę w 1985 roku. Jego żona zmarła w 1975 roku.

W wieku 90 lat Mulliken zmarł z powodu zastoinowej niewydolności serca w domu swojej córki w Arlington w stanie Wirginia 31 października 1986 roku. Jego ciało zostało zwrócone do Chicago na pogrzeb.

Bibliografia

Zewnętrzne linki