Gilbert N. Lewis

Gilbert Nyuton Lyuis ForMemRS(23-oktyabr yoki 1875-yil 25-oktyabr — 1946-yil 23-mart) amerikalik fizik kimyogari va Universitet Kimyo kolleji dekani edi. Kaliforniya, Berkli. Lyuis kovalent bogʻlanishning kashfiyoti va elektron juftlik tushunchasi bilan mashhur edi; uning Lyuis nuqta tuzilmalari va valentlik bogʻlanish nazariyasiga qoʻshgan boshqa hissalari kimyoviy bogʻlanishning zamonaviy nazariyalarini shakllantirgan. Lyuis kimyoviy termodinamika, fotokimyo va izotoplarni ajratishga muvaffaqiyatli hissa qoʻshdi, shuningdek, kislotalar va asoslar tushunchasi bilan mashhur. Lyuis nisbiylik va kvant fizikasi boʻyicha ham tadqiqot olib bordi va 1926-yilda nurlanish energiyasining eng kichik birligi uchun " foton " atamasini kiritdi.

GN Lyuis 1875-yilda Massachusets shtatining Veymut shahrida tugʻilgan. Garvard universitetida kimyo fanlari boʻyicha doktorlik darajasini olgan va Germaniya va Filippinda xorijda oʻqiganidan soʻng, Lyuis 1912-yilda Kaliforniyaga, Berklidagi Kaliforniya universitetida kimyodan dars berish uchun koʻchib oʻtdi va u yerda Kimyo kolleji dekani boʻldi va qolgan qismini shu yerda oʻtkazdi. uning hayoti. Professor sifatida u termodinamik tamoyillarni kimyo oʻquv dasturiga kiritdi va oddiy kimyogarlar uchun qulay boʻlgan matematik jihatdan qatʼiy tarzda kimyoviy termodinamikani isloh qildi. U organik va noorganik bir nechta kimyoviy jarayonlar bilan bogʻliq boʻlgan erkin energiya qiymatlarini oʻlchashni boshladi. 1916-yilda u oʻzining bogʻlanish nazariyasini taklif qildi va kimyoviy elementlarning davriy jadvaliga elektronlar haqida maʼlumot qoʻshdi. 1933-yilda u izotoplarni ajratish boʻyicha tadqiqotlarini boshladi. Lyuis vodorod bilan ishlagan va ogʻir suv namunasini tozalashga muvaffaq boʻlgan. Keyin u kislotalar va asoslar nazariyasini yaratdi va hayotining soʻnggi yillarida fotokimyo bilan shugʻullandi.

G.N.Lyuis 41 marta nomzod boʻlgan boʻlsa-da, hech qachon kimyo boʻyicha Nobel mukofotini qoʻlga kirita olmadi, natijada Nobel mukofoti boʻyicha katta bahs -munozaralar yuzaga keldi. Boshqa tomondan, Lyuis Berklidagi koʻplab Nobel mukofoti laureatlariga, jumladan Garold Urey (1934-yil Nobel mukofoti), Uilyam F. Giauque (1949 Nobel mukofoti), Glenn T. Seaborg (1951 Nobel mukofoti), Uillard Libbi (1960 Nobel mukofoti) ga rahbarlik qilgan va ularga taʼsir qilgan., Melvin Kalvin (1961 Nobel mukofoti) va boshqalar Berklini kimyo boʻyicha dunyodagi eng nufuzli markazlardan biriga aylantirdi. 1946-yil 23-martda Lyuis Berklidagi laboratoriyasida vodorod siyanidi bilan ishlagan holda oʻlik holda topildi; Koʻpchilik uning oʻlimiga oʻz joniga qasd qilish sabab boʻlgan deb taxmin qilishdi. Lyuisning oʻlimidan soʻng, uning farzandlari otalarining kimyodagi karerasini davom ettirdilar va Berkli kampusidagi Lyuis Xoll uning nomi bilan ataldi.

Hayoti

Yoshligi 
Lyuis 1875-yilda tugʻilgan va Massachusets shtatining Veymut shahrida oʻsgan, u yerda yozgi koʻchadan tashqarida GN Lyuis Vey nomidagi koʻcha mavjud. Bundan tashqari, yangi Veymut oʻrta maktabining kimyo boʻlimining qanoti uning sharafiga nomlangan. Lyuis boshlangʻich taʼlimni uyda ota-onasi, mustaqil xarakterdagi huquqshunos Frenk Uesli Lyuis va Meri Burr Uayt Lyuisdan olgan. U uch yoshida oʻqigan va intellektual jihatdan erta edi. 1884-yilda uning oilasi Nebraska shtatining Linkoln shahriga koʻchib oʻtdi va 1889-yilda u birinchi rasmiy taʼlimni universitet tayyorgarlik maktabida oldi.

1893-yilda, Nebraska universitetida ikki yil oʻqigandan soʻng, Lyuis Garvard universitetiga oʻtdi va u yerda 1896-yilda bakalavr darajasini oldi. Andoverdagi Fillips akademiyasida bir yil dars berganidan soʻng, Lyuis Garvardga fizik kimyogar T.V.Richardsdan oʻqish uchun qaytib keldi va doktorlik dissertatsiyasini qoʻlga kiritdi. 1899-yilda elektrokimyoviy potentsiallar boʻyicha dissertatsiya bilan. Garvardda bir yil dars berganidan soʻng, Lyuis fizik kimyo markazi boʻlgan Germaniyaga sayohat stipendiyasi oldi va Göttingenda Valter Nernst va Leypsigda Vilgelm Ostvald bilan tahsil oldi. Lyuis Nernstning laboratoriyasida ishlayotganida Nernst bilan umrbod adovat paydo boʻldi. Keyingi yillarda Lyuis Nernstning issiqlik teoremasi boʻyicha ishini " kimyo tarixidagi achinarli epizod " deb atagan holda koʻp marta sobiq ustozini tanqid qila boshladi va qoraladi. Nernstning shved doʻsti Vilgelm Palmær Nobel Kimyo qoʻmitasining aʼzosi edi. U termodinamika boʻyicha Lyuis uchun Nobel mukofotini blokirovka qilish uchun Nobel nomzodini koʻrsatish va hisobot berish tartib-qoidalarini qoʻllaganligi va Lyuisni uch marta mukofotga nomzod qilib koʻrsatganligi va keyin salbiy hisobotlarni yozish uchun qoʻmita aʼzosi sifatidagi mavqeidan foydalanganligi haqida dalillar mavjud.

Garvard, Manila va MIT 
Nernst laboratoriyasida boʻlganidan soʻng, Lyuis 1901-yilda Garvardga yana uch yil oʻqituvchi sifatida qaytib keldi. U termodinamika va elektrokimyo boʻyicha oʻqituvchi etib tayinlandi. 1904-yilda Lyuisga taʼtil berildi va Filippinning Manila shahridagi Fanlar byurosining vazn va oʻlchovlar boʻyicha boshligʻi boʻldi. Keyingi yili u Massachusets Texnologiya Instituti (MIT) uni fakultet lavozimiga tayinlaganida , Kembrijga qaytib keldi va u Artur Amos Noyes boshchiligidagi taniqli fizik kimyogarlar guruhiga qoʻshilish imkoniyatiga ega boʻldi. 1907-yilda dotsent, 1908-yilda dotsent, 1911-yilda esa toʻliq professor unvonini oldi.

Kaliforniya universiteti, Berkli 
GN Lyuis 1912-yilda MITni tark etib, fizik kimyo professori va Berklidagi Kaliforniya universitetida kimyo kolleji dekani boʻldi. 1912-yil 21-iyunda u Garvard professori roman tillari professorining qizi Meri Xinkli Sheldonga uylandi. Ularning ikkita oʻgʻli va bir qizi bor edi, ikkalasi ham kimyo professori boʻlishdi. 1913-yilda u Berklidagi Alpha Chi Sigma, professional kimyo birodarligiga qoʻshildi.

Lyuis Berklida boʻlganida koʻplab boʻlajak Nobel mukofoti laureatlariga, jumladan Garold Urey (1934-yil Nobel mukofoti), Uilyam F. Giauke (1949 Nobel mukofoti), Glenn T. Siborg (1951 Nobel mukofoti), Uillard Libbi (1960 Nobel mukofoti), Melvinga ustozlik qilgan va ularga taʼsir oʻtkazgan. Kalvin (1961 Nobel mukofoti) va boshqalar. Uning saʼy-harakatlari tufayli Berklidagi Kimyo kolleji dunyodagi eng yaxshi kimyo markazlaridan biriga aylandi. 1913-yilda u Milliy Fanlar akademiyasiga saylangan. 1934-yilda isteʼfoga chiqish sababini aytishdan bosh tortdi; Bunga oʻsha muassasaning ichki siyosati bilan bogʻliq kelishmovchiliklar yoki u koʻrsatgan shaxslarning saylana olmagani sabab boʻlgan, degan taxminlar bor. Uning isteʼfoga chiqish qaroriga 1934-yilgi kimyo boʻyicha Nobel mukofoti deyteriyni kashf etgani uchun shogirdi Garold Ureyga berilganidan norozilik sabab boʻlgan boʻlishi mumkin, Lyuis uni tozalash va tavsiflash boʻyicha ishi uchun baham koʻrishi kerak edi. ogʻir suvdan.

Oʻlim 
1946-yil 23-martda aspirant Lyuisning jonsiz jasadini Berklidagi laboratoriya dastgohi ostida topdi. Lyuis suyuq vodorod siyanidi bilan tajriba ustida ishlagan va laboratoriyaga singan chiziqdan halokatli bugʻlar sizib ketgan edi. Koroner oʻlim sababini koronar arteriya kasalligi deb qaror qildi, chunki siyanoz belgilarining yoʻqligi, lekin baʼzilar buni oʻz joniga qasd qilish boʻlishi mumkin deb hisoblashadi. Berkli faxriy professori Uilyam Jolli, 1987-yilda UC Berkeley kimyo kolleji tarixida Lyuisning oʻlimi haqida turli fikrlarni bildirgan, " Retortsdan lazergacha " kafedraning yuqori lavozimli vakili Lyuis oʻz joniga qasd qilgan deb hisoblaganini yozgan.

Agar Lyuisning oʻlimi haqiqatan ham oʻz joniga qasd qilgan boʻlsa, Irving Langmuir bilan tushlik paytida tushkunlik paydo boʻlishi mumkin edi. Lengmyur va Lyuis oʻrtasida uzoq vaqt raqobat bor edi, ular Lyuisning kimyoviy bogʻlanish nazariyasini Lengmurning kengaytmalaridan boshlangan. Lengmur 1932-yilgi kimyo boʻyicha Nobel mukofotiga sirt kimyosi boʻyicha ishi uchun sazovor boʻlgan, Lyuis esa 41 marta nomzod boʻlishiga qaramay, mukofotni olmagan. Lyuis vafot etgan kuni, Lengmuir va Lyuis Berklida tushlik qilish uchun uchrashishdi, bu uchrashuvni Maykl Kasha bir necha yil oʻtib esladi. Associates maʼlumotlariga koʻra, Lyuis tushlikdan qorongʻu kayfiyatda qaytib kelgan, baʼzi hamkasblari bilan koʻprik oʻyinini oʻynagan, soʻngra laboratoriyasida ishlashga qaytgan. Bir soat oʻtgach, u oʻlik holda topildi. Lengmurning Kongress kutubxonasidagi hujjatlari uning oʻsha kuni faxriy unvon olish uchun Berkli kampusida boʻlganini tasdiqlaydi. Lyuis Oltin darvoza milliy qabristoniga dafn etilgan.

1948-yilda qurilgan Berklidagi Lyuis Xoll uning sharafiga nomlangan.

Ilmiy yutuqlar

Termodinamika 
Lyuisning doimiy qiziqishlarining aksariyati Garvard yillarida paydo boʻlgan. Eng muhimi termodinamika edi, oʻsha paytda Richards juda faol boʻlgan mavzu. Muhim termodinamik munosabatlarning aksariyati 1895-yilga kelib maʼlum boʻlsa-da, ular izolyatsiyalangan tenglamalar sifatida koʻrilgan va hali mantiqiy tizim sifatida ratsionalizatsiya qilinmagan, ulardan bitta munosabatni hisobga olgan holda, qolganlarini olish mumkin edi. Bundan tashqari, bu munosabatlar notoʻgʻri boʻlib, faqat ideal kimyoviy tizimlarga tegishli edi. Bu nazariy termodinamikaning ikkita muhim muammosi edi. 1900 va 1901 yillardagi ikkita uzoq va shuhratparast nazariy maqolalarida Lyuis yechim topishga harakat qildi. Lyuis faollikning termodinamik kontseptsiyasini kiritdi va " fugacity " atamasini kiritdi. Uning yangi gʻoyasi yoki „qochib ketish tendentsiyasi“ moddaning bir kimyoviy fazadan ikkinchisiga oʻtish tendentsiyasini ifodalovchi bosim oʻlchovlari bilan funksiya edi. Lyuis fugasitlik haqiqiy termodinamik munosabatlar tizimini olish mumkin boʻlgan asosiy printsip deb hisobladi. Bu umid amalga oshmadi, garchi fugacity haqiqiy gazlarni tavsiflashda doimiy joy topdi.

Lyuisning dastlabki maqolalari, shuningdek, JW Gibbs va P. Duhemning erkin energiya va termodinamik potentsial haqidagi gʻoyalari haqida gʻayrioddiy rivojlangan xabardorlikni ochib beradi. Bu gʻoyalar fiziklar va matematiklarga yaxshi maʼlum edi, lekin koʻpchilik amaliy kimyogarlarga maʼlum emas edi, ular ularni maʼnosiz va kimyoviy tizimlar uchun qoʻllanilmaydi. Koʻpgina kimyogarlar Berthelot, Ostvald va Vanʼt- Xoffning issiqlik termodinamikasiga (entalpiyasi) va kalorimetrik maktabga tayandilar. Reaksiya issiqligi, albatta, kimyoviy oʻzgarishlarning sodir boʻlish tendentsiyasining oʻlchovi emas va Lyuis faqat erkin energiya va entropiya aniq kimyoviy termodinamikani taʼminlashi mumkinligini tushundi. U fugacitydan erkin energiya oldi; u 1901-yilda past haroratlarda aniqlanmagan entropiya funksiyasining aniq ifodasini olishga urinib koʻrdi. Richards ham urinib koʻrdi va muvaffaqiyatsizlikka uchradi va Nernst 1907-yilda muvaffaqiyat qozonmaguncha, entropiyalarni aniq hisoblash mumkin emas edi. Lyuisning fugacity tizimi uzoq davom etmagan boʻlsa-da, uning erkin energiya va entropiyaga boʻlgan dastlabki qiziqishi eng samarali boʻldi va uning faoliyatining katta qismi ushbu foydali tushunchalarni amaliy kimyogarlar uchun ochiq qilishga bagʻishladi.

Garvardda Lyuis, shuningdek, qora jism nurlanishining termodinamiği boʻyicha nazariy maqola yozgan va unda yorugʻlik bosimi borligini taxmin qilgan. Keyinchalik u Vilgelm Vien va boshqalarning bir xil fikrlash yoʻnalishini muvaffaqiyatli davom ettirayotganidan bexabar boʻlgan yoshi kattaroq, konservativ hamkasblari uni bu gʻoyani amalga oshirishdan toʻxtatganini maʼlum qildi. Lyuisning qogʻozi nashr etilmagan boʻlib qoldi; Ammo uning radiatsiya va kvant nazariyasiga va (keyinchalik) nisbiylik nazariyasiga boʻlgan qiziqishi bu erta, bekor qilingan harakatdan kelib chiqdi. Faoliyatining boshidanoq Lyuis oʻzini ham kimyogar, ham fizik deb bilardi.

Taxminan 1902-yilda Lyuis oʻzining maʼruza matnlarida kubning burchaklari mumkin boʻlgan elektron pozitsiyalarini aks ettiruvchi kub atomlarining nashr etilmagan chizmalaridan foydalana boshladi. Keyinchalik Lyuis bu eslatmalarni 1916-yilgi kimyoviy bogʻlanish haqidagi klassik maqolasida oʻz gʻoyalarining birinchi ifodasi sifatida keltirdi.

Lyuisning Garvard yillarida paydo boʻlgan uchinchi asosiy qiziqish uning valentlik nazariyasi edi. 1902-yilda oʻz shogirdlariga valentlik qonunlarini tushuntirishga urinar ekan, Lyuis atomlar har bir burchagida elektronlar boʻlgan konsentrik qator kublardan tashkil topgan degan fikrni oʻylab topdi. Ushbu „kub atomi“ davriy jadvaldagi sakkizta elementning aylanishini tushuntirdi va kimyoviy bogʻlanishlar har bir atomga sakkizta toʻliq toʻplamni berish uchun elektronlarning koʻchirilishi natijasida hosil boʻlganligi haqidagi keng tarqalgan eʼtiqodga muvofiq edi. Ushbu elektrokimyoviy valentlik nazariyasi 1904-yilda Richard Abeggning asarida oʻzining eng mukammal ifodasini topdi, ammo bu nazariyaning Lyuis versiyasi aniq atom modelida mujassamlangan yagona nazariya edi. Yana Lyuisning nazariyasi Garvarddagi ustozlarini qiziqtirmadi, ular, oʻsha davrdagi amerikalik kimyogarlarning koʻpchiligi kabi, bunday taxminlarni yoqtirmas edilar. Lyuis kub atomi haqidagi nazariyasini nashr etmadi, lekin 1916-yilda u umumiy elektron juftlik aloqasi nazariyasining muhim qismiga aylandi.

1916-yilda u " Atom va molekula " kimyoviy bogʻlanish haqidagi klassik maqolasini nashr etdi, unda u umumiy juft elektrondan iborat boʻlgan kovalent bogʻlanish deb nomlanishi haqidagi gʻoyani ishlab chiqdi va bu atamani aniqladi. elektron taqsimlanmaganda gʻalati molekula (zamonaviy atama – erkin radikal). U Lyuis nuqta tuzilmalari deb nomlanuvchi narsalarni, shuningdek, kubik atom modelini oʻz ichiga olgan. Kimyoviy bogʻlanish haqidagi bu gʻoyalar Irving Langmuir tomonidan kengaytirildi va Linus Pauling tomonidan kimyoviy bogʻlanishning tabiati haqidagi tadqiqotlar uchun ilhom manbai boʻldi.

Kislotalar va asoslar 
1923-yilda u kislota-asos reaksiyalarining elektron-juft nazariyasini yaratdi. Ushbu kislotalar va asoslar nazariyasida „Lyuis kislotasi“ elektron juft akseptor, „Lyuis asosi“ esa elektron juft donordir. Bu yil u kimyoviy bogʻlanish nazariyalari boʻyicha monografiyasini ham nashr etdi.

J. Villard Gibbsning ishiga asoslanib, kimyoviy reaksiyalar ishtirok etuvchi moddalarning erkin energiyasi bilan aniqlangan muvozanatga oʻtishi maʼlum boʻldi. Lyuis 25 yil davomida turli moddalarning erkin energiyalarini aniqlashga sarfladi. 1923-yilda u Merle Randall bilan birgalikda zamonaviy kimyoviy termodinamikani rasmiylashtirishga yordam bergan ushbu tadqiqot natijalarini nashr etdi.

Ogʻir suv 
Lyuis birinchi boʻlib 1933-yilda deyteriy oksidining (ogʻir suv) sof namunasini ishlab chiqardi va ogʻir suvda hayot shakllarining omon qolishi va oʻsishini birinchi boʻlib oʻrgandi. Ernest O. Lourens siklotronida deytronlarni (deyteriy yadrolarini) tezlashtirib, u atom yadrolarining koʻpgina xususiyatlarini oʻrganishga muvaffaq boʻldi. 1930-yillarda u Glenn T. Seaborgning ustozi boʻlib, u Lyuisning shaxsiy tadqiqotchi yordamchisi sifatida post-doktorlik ishlari uchun saqlab qolingan. Seaborg 1951-yilda kimyo boʻyicha Nobel mukofotini qoʻlga kiritdi va hali tirikligida uning sharafiga seaborgium elementi nomini oldi.

O4 tetraoksigen 
1924-yilda suyuq azotdagi kislorod eritmalarining magnit xossalarini oʻrganib, Lyuis O4 molekulalari hosil boʻlishini aniqladi. Bu tetratom kislorod uchun birinchi dalil edi.

Nisbiylik va kvant fizikasi 
1908-yilda u nisbiylik boʻyicha bir nechta maqolalarning birinchisini nashr etdi, unda u massa — energiya munosabatlarini Albert Eynshteynning kelib chiqishidan boshqacha tarzda keltirib chiqardi. 1909-yilda u Richard C. Tolman bilan oʻz usullarini maxsus nisbiylik nazariyasi bilan birlashtirdi. 1912-yilda Lyuis va Edvin Bidvell Uilson matematik fizikada katta ish taqdim etdilar, u nafaqat fazoviy vaqtni oʻrganish uchun sintetik geometriyani qoʻllagan, balki fazoda siqish xaritasi va Lorentz oʻzgarishining kimligini ham qayd etgan.

1926-yilda u nurlanish energiyasining (yorugʻlikning) eng kichik birligi uchun "foton " atamasini kiritdi. Aslida, uning Tabiatga yoʻllagan maktubining natijasi u niyat qilgandek emas edi. Maktubda u fotonni energiya emas, balki tizimli element boʻlishini taklif qildi. U yangi oʻzgaruvchiga, fotonlar soniga ehtiyoj borligini taʼkidladi. Uning nazariyasi 1905-yilda Albert Eynshteyn tomonidan kiritilgan yorugʻlikning kvant nazariyasidan farq qilsa-da, uning nomi Eynshteyn yorugʻlik kvanti (nemischa Lixtquant) deb atagan narsa uchun qabul qilindi.

Boshqa yutuqlar 
1921-yilda Lyuis birinchi boʻlib kuchli elektrolitlarning massa taʼsiri qonuniga boʻysunmasligini tavsiflovchi empirik tenglamani taklif qildi, bu muammo fizik kimyogarlarni yigirma yil davomida hayratda qoldirdi. Uning ion kuchi deb atagan empirik tenglamalari keyinchalik 1923-yilda nashr etilgan kuchli elektrolitlar uchun Debye-Gyuckel tenglamasiga mos kelishi tasdiqlandi.

Oʻz faoliyati davomida Lyuis ushbu maqolada aytib oʻtilganlardan tashqari, yorugʻlik kvantlarining tabiatidan tortib narxlarni barqarorlashtirish iqtisodiga qadar koʻplab boshqa mavzularda nashr etdi. Umrining soʻnggi yillarida Lyuis va uning soʻnggi ilmiy xodimi aspirant Maykl Kasha organik molekulalarning fosforessensiyasi bir elektrondan qoʻzgʻaluvchan uchlik holatida (ikki elektron spin vektorlari yoʻnaltirilgan holatda) yorugʻlik chiqarishni oʻz ichiga olishini aniqladilar. bir yoʻnalishda, lekin turli orbitallarda) va bu uchlik holatining paramagnetizmini oʻlchagan.

Yana qarang 

 Molekulyar nazariya tarixi

Maʼlumotnomalar

Qoʻshimcha oʻqish 

 Koffi, Patrik (2008) Fan soborlari: zamonaviy kimyoni yaratgan shaxslar va raqobat . Oksford universiteti matbuoti.ISBN 978-0-19-532134-0

Havolalar 

 Media related to Gilbert Newton Lewis at Wikimedia Commons
 Key Participants: G. N. Lewis  — Linus Pauling and the Nature of the Chemical Bond: A Documentary History
 Eric Scerri, The Periodic Table, Its Story and Its Significance, Oxford University Press, 2007, see chapter 8 especially
 National Academy of Sciences Biographical Memoir

1946-yilda vafot etganlar
1875-yilda tugʻilganlar
Harvard universiteti bitiruvchilari
Kimyo
Kimyogarlar