Роберт С. Малликен

Эта статья о химике, лауреате Нобелевской премии. О нобелевском лауреате по физике см. Роберт Эндрюс Милликен .

Роберт Малликен
Рожденный	Роберт Сандерсон Малликен ( 1896-06-07 ) 7 июня 1896 г. Ньюберипорт, Массачусетс , США
Умер	31 октября 1986 г. ) ( 1986-10-31 ) ( 90 лет Округ Арлингтон, Вирджиния , США
Альма-матер	С Чикагский университет
Известный	Теория молекулярных орбиталей Квантовая химия Электроотрицательность Малликена Популяционный анализ Малликена
Награды	Премия Питера Дебая (1963) Нобелевская премия по химии (1966 г.). ФорМемРС (1967) Медаль Пристли (1983)
Научная карьера
Поля	химия , физика

Роберт Сандерсон Малликен ForMemRS (7 июня 1896 — 31 октября 1986) — американский физик и химик , ответственный за раннее развитие теории молекулярных орбиталей , то есть за разработку молекулярно-орбитального метода вычисления структуры молекул . Малликен получил Нобелевскую премию по химии в 1966 году и медаль Пристли в 1983 году.

Ранние годы

Роберт Малликен родился в Ньюберипорте, Массачусетс . Его отец, Сэмюэл Парсонс Малликен , был профессором органической химии в Массачусетском технологическом институте . В детстве Роберт Малликен выучил название и ботаническую классификацию растений и вообще обладал прекрасной, но избирательной памятью. Например, он выучил немецкий язык достаточно хорошо, чтобы пропустить курс научного немецкого языка в колледже, но не мог вспомнить имя своего школьного учителя немецкого языка. Еще будучи ребенком, он познакомился с физико-химиком Артуром Амосом Нойесом .

Малликен помогал с некоторыми редакционными работами, когда его отец написал четырехтомный текст по идентификации органических соединений и, таким образом, стал экспертом по номенклатуре органических химических веществ .

Образование

В средней школе Ньюберипорта Малликен следовал научной программе. Он окончил обучение в 1913 году и сумел получить стипендию в Массачусетском технологическом институте, которую ранее выиграл его отец. Как и его отец, он специализировался на химии . Еще будучи студентом, он провел свое первое опубликованное исследование: по синтезу органических хлоридов. Поскольку он не был уверен в своем будущем направлении, он включил в свою учебную программу несколько курсов химического машиностроения и провел лето, посещая химические заводы в Массачусетсе и Мэне . Он получил бакалавра степень химии в Массачусетском технологическом институте в 1917 году.

карьера

В это время Соединенные Штаты только что вступили в Первую мировую войну , и Малликен занял должность в Американском университете в Вашингтоне, округ Колумбия производил отравляющий газ , где под руководством Джеймса Б. Конанта . Через девять месяцев его призвали в Армейскую службу химической войны , но он продолжил выполнять ту же задачу. Его лабораторные методы оставляли желать лучшего, и он несколько месяцев не работал из-за ожогов. Позже он заболел тяжелым гриппом и в конце войны все еще был госпитализирован.

После войны он устроился на исследование воздействия оксида цинка и сажи на резину , но быстро решил, что это не та химия, которой он хотел бы заниматься. Таким образом, в 1919 году он поступил в докторантуру. Программа в Чикагском университете .

Высшее и раннее постдокторское образование

по разделению изотопов ртути . испарением Малликен получил докторскую степень в 1921 году на основе исследований и продолжил разделение изотопов этим методом Находясь в Чикаго , он прошел курс обучения у физика, лауреата Нобелевской премии Роберта А. Милликена , который познакомил его со старой квантовой теорией . Он также заинтересовался странными молекулами после знакомства с работой Германа И. Шлезингера по диборану .

Роберт Малликен, Чикаго, 1929 год (третий справа)

В Чикаго он получил грант Национального исследовательского совета (NRC), который оплатил большую часть его работы по разделению изотопов. Грант NRC был продлен в 1923 году на два года, чтобы он мог изучать изотопные эффекты на зонные спектры таких двухатомных молекул, как нитрид бора (BN) (сравнивая молекулы с B ¹⁰ и Б ¹¹ ). Он поступил в Гарвардский университет, чтобы изучить спектрографическую технику у Фредерика А. Сондерса и квантовую теорию у Э. Кембла . В то время он смог общаться с Дж. Робертом Оппенгеймером и многими будущими нобелевскими лауреатами, включая Джона Х. Ван Флека и Гарольда К. Юри . Он также встретился с Джоном Слейтером , который работал с Нильсом Бором .

В 1925 и 1927 годах Малликен путешествовал по Европе, работая с выдающимися спектроскопистами и квантовыми теоретиками, такими как Эрвин Шредингер , Поль А.М. Дирак , Вернер Гейзенберг , Луи де Бройль , Макс Борн и Вальтер Боте (все из которых в конечном итоге получили Нобелевские премии) и Фридрих. Хунд , который был в то время помощником Борна. Все они, как и Вольфганг Паули , разрабатывали новую квантовую механику , которая в конечном итоге заменит старую квантовую теорию. Особое влияние на Малликена оказал Хунд, который работал над квантовой интерпретацией зонных спектров двухатомных молекул, тех же спектров, которые Малликен исследовал в Гарварде. В 1927 году Малликен работал с Хундом и в результате разработал свою теорию молекулярных орбиталей , в которой электронам отнесены состояния, охватывающие всю молекулу. В результате теория молекулярных орбиталей также называлась теорией Хунда-Малликена.

научная

С 1926 по 1928 год он преподавал на физическом факультете Нью-Йоркского университета (NYU). Это было его первое признание как физика. Хотя химики считали его работу важной, она явно находилась на границе между двумя науками, и с этого момента обе будут претендовать на него. Затем он вернулся в Чикагский университет в качестве доцента физики, а в 1931 году получил звание профессора. В конечном итоге он занимал должность одновременно на физическом и химическом факультетах. И в Нью-Йоркском университете, и в Чикаго он продолжал совершенствовать свою молекулярно-орбитальную теорию.

До этого момента основной способ расчета электронной структуры молекул был основан на расчетах Уолтера Хайтлера и Фрица Лондона для молекулы водорода (H ₂ ) в 1927 году. С концепцией гибридизированных атомных орбиталей Джона К. Слейтера и Лайнус Полинг , который рационализировал наблюдаемую молекулярную геометрию, метод был основан на предпосылке, что связи в любой молекуле могут быть описаны аналогично связи в H ₂ , а именно, как перекрывающиеся атомные орбитали с центрами на вовлеченных атомах. Поскольку он соответствовал представлениям химиков о локализованных связях между парами атомов, этот метод (называемый методом валентной связи (VB) или методом Гейтлера-Лондона-Слейтера-Полинга (HLSP) ) был очень популярен. При попытке рассчитать свойства возбужденных состояний (молекул, возбужденных источником энергии) метод ВБ не всегда работает хорошо. Описывая волновые функции электронов в молекулах как делокализованные молекулярные орбитали, обладающие той же симметрией, что и молекула, метод молекулярных орбиталей Хунда и Малликена, включая вклады Джон Леннард-Джонс оказался более гибким и применимым к огромному разнообразию типов молекул и молекулярных фрагментов и затмил метод валентных связей. В результате этого развития он получил Нобелевскую премию по химии в 1966 году.

Малликен стал членом Национальной академии наук в 1936 году, став на тот момент самым молодым членом в истории организации. Он был избран членом Американского философского общества в 1940 году и Американской академии искусств и наук в 1965 году. В 1967 году он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRs) .

В его честь назван популяционный анализ Малликена — метод присвоения зарядов атомам в молекуле.

Личная жизнь

24 декабря 1929 г. он женился на Мэри Хелен фон Ноэ, дочери Адольфа Карла Ноэ , профессора геологии Чикагского университета. У них было две дочери.

Спустя годы

В 1934 году он вывел новую шкалу измерения электроотрицательности элементов. Это не совсем коррелирует с масштабом Лайнуса Полинга , но в целом находится в тесном соответствии.

Во время Второй мировой войны проекта Чикагского университета , с 1942 по 1945 год, Малликен руководил информационным бюро плутониевого . После этого он разработал математические формулы, которые способствовали развитию молекулярно-орбитальной теории.

В 1952 году он начал применять квантовую механику для анализа реакции между кислотой Льюиса и основания молекулами . (См. Теории кислотно-основных реакций .) В 1961 году он стал заслуженным профессором физики и химии в Университете штата Флорида и продолжил исследования молекулярной структуры и спектров , от двухатомных молекул до крупных сложных агрегатов. В 1981 году Малликен стал одним из основателей Всемирного культурного совета . В 1983 году Малликен получил премию «Золотая тарелка» Американской академии достижений . Он вышел на пенсию в 1985 году. Его жена умерла в 1975 году.

В возрасте 90 лет Малликен умер от застойной сердечной недостаточности в доме своей дочери в округе Арлингтон, штат Вирджиния, 31 октября 1986 года. Его тело было возвращено в Чикаго для захоронения.

См. также

• Символы Малликена
• Адиабатический перенос электронов
• Связывающая молекулярная орбиталь
• Дельта-облигация
• Галогенная связь
• Диаграмма Уолша

Внешние ссылки

• Р. Стивен Берри, Биографические мемуары, Том. 78: Роберт Сандерсон Малликен, 1896–1986 (Вашингтон, округ Колумбия: The National Academy Press, 2000), страницы 146–165. Доступно в Интернете по адресу: http://www.nasonline.org/publications/biographical-memoirs/memoir-pdfs/mulliken-robert.pdf .
• Ключевые участники: Роберт Малликен - Лайнус Полинг и природа химической связи: документальная история
• Путеводитель по документам Роберта С. Малликена 1908-1985 годов в Исследовательском центре специальных коллекций Чикагского университета.
• Путеводитель по коллекции научных отпечатков Роберта С. Малликена ок. 1930-1985 годы в Исследовательском центре специальных коллекций Чикагского университета.