吉爾伯特牛頓路易斯（Gilbert Newton Lewis，），美國物理化學家、美國加州大學伯克利分校前化學院院長。 路易斯以其電子對共價鍵理論、路易斯結構表示法而最為知名，此外他也是化學熱力學的建立者之一。 他成功地為熱力學、光化學和同位素分離做出了貢獻，也因其酸和鹼的概念而聞名。 路易斯也從事相對論及量子物理的研究，並於 1926 年命名了 光子（photon），用以表示電磁輻射能的最小單位。 吉爾伯特路易斯是美國國家科學院院士、英國皇家學會外籍院士，曾獲得 41 次諾貝爾化學獎提名卻從未獲獎，成為諾貝爾獎歷史上的巨大爭議之一。 另一方面，路易斯在伯克利任教期間培養、影響了包括哈羅德尤里（1934 年諾貝爾獎）、威廉吉奧克（1949 年諾貝爾獎）、格倫西奧多西博格（1951 年諾貝爾獎）、威拉得利比（1960 年諾貝爾獎）、梅爾文卡爾文（1961 年諾貝爾獎）等眾多諾貝爾獎得主，使得伯克利化學院成為世界上最負盛名的化學院之一。 1946 年 3 月 23 日，路易斯被發現在伯克利的實驗室內身亡，許多人相信他的離世為自殺。 路易斯去世後，他的子女延續了他的化學事業，而伯克利化學院的 路易斯樓（Lewis Hall） 也以其名字命名。 生平 早年 吉爾伯特牛頓路易斯（Gilbert Newton Lewis）在美國馬薩諸塞州的韋茅斯出生並長大，此處有一條街和當地高中的化學部分後以其命名。路易斯最早在家中由父母教育。1884 年路易斯家搬到了內布拉斯加州的林肯，1889 年他進入內布拉斯加大學的預科學校就讀。1893 年，在內布拉斯加大學就讀兩年的路易斯轉入哈佛大學，1896 年他獲得學士學位。在麻省菲利普斯學院執教一年後，他回到哈佛在物理化學家理查茲指導下進行研究，於 1899 年以電化學勢的論文獲得化學博士學位。 在哈佛任教一年之後，他獲得獎學金，到當時物理化學研究的中心德國，在能斯特和奧斯特瓦爾德指導下進行研究。 在能斯特的實驗室工作室，能斯特和路易斯逐漸產生終生敵意。在之後的很多年裡，路易斯在很多場合批評和貶低能斯特。10 Fierce But Productive Rivalries Between Dueling Scientists Radu Alexander Website of Listverse Ltd April 7th 2015 Retrieved 20160324 能斯特的朋友威廉巴耳末（Wilhelm Palmær）後來擔任諾貝爾獎評審委員，就曾阻止諾貝爾獎授予路易斯在熱力學上的貢獻。Coffey 2008 195207 哈佛、馬尼拉和麻省理工 離開能斯特的實驗室之後，路易斯回到哈佛擔任了三年教師。講授熱力學和電化學教程。1900 和 1901 年路易斯發表了兩篇野心勃勃且篇幅很長的論文，介紹了活度和逸度的概念路易斯早期的論文也體現了他對喬賽亞威拉德吉布斯和皮埃爾迪昂關於自由能和熱力學勢的深刻認識。這些思想當時被物理學家和數學家接受，但大多數關注實際的化學家並不接受。路易斯從逸度中推匯出了自由能，他試圖推匯出熵函式的精確描述，但是失敗了。直到 1907 年，能斯特才給出來計算熵的辦法。在哈佛時，路易斯還曾寫過一篇關於黑體輻射的熱力學的文章。在其中他假設光有壓力。由於他的合作者的保守，路易斯沒發表這篇文章，但從此時他就對輻射、量子力學和相對論感興趣了。根據吉布斯的工作，化學反應會趨近於由反應物的熱力學自由能決定的平衡狀態。路易斯用了二十五年時間測定很多純淨物的自由能，1923 年他和 Merle Randall 發表了這方面的研究這一研究形成了現代化學熱力學。Lewis G N and Merle Randall 1923 Thermodynamics and the Free Energies of Chemical Substances McGrawHill 1904 年路易斯被授予停薪留職，擔任菲律賓馬尼拉的科學局度量衡部門的主管。1905 年他回到麻省，到麻省理工學院任教，加入了阿瑟阿莫斯挪亞斯（Arthur Amos Noyes）所領導的傑出物理化學家團隊。逐次升任助理教授（1907 年）、副教授（1908 年）以至正教授 1911 年。 加州大學伯克利分校 1912 年，路易斯離開麻省理工、前往加州伯克利，擔任加州大學伯克利分校化學學院院長，並在此一直任教直至去世。 路易斯在伯克利任教期間培養、影響了包括哈羅德尤里（1934 年諾貝爾獎）、威廉吉奧克（1949 年諾貝爾獎）、格倫西奧多西博格（1951 年諾貝爾獎）、威拉得利比（1960 年諾貝爾獎）、梅爾文卡爾文（1961 年諾貝爾獎）等眾多諾貝爾獎得主，使得伯克利化學院成為世界最頂尖的化學院之一，而伯克利化學院的 路易斯樓（Lewis Hall） 也以其名字命名。 1946 年 3 月，吉爾伯特路易斯在其位於伯克利校園的實驗室內身亡，疑似自殺。 科研成果 共價鍵理論 1902 年左右，路易斯提出一種原子表示法，將原子畫成立方體，然後在立方體的角上畫電子，這可以解釋週期表中第二三週期都是八個電子，和元素透過得失電子達到八電子穩定的八隅律。 但這一理論不為哈佛的教師們歡迎，路易斯也就沒有發表。 1916 年，路易斯在伯克利發表了他的經典論文 The Atom and the Molecule。 在這篇論文中，他提出了原子透過共用電子形成共價鍵，從而達到八電子穩定結構的理論；他使用路易斯結構式來表達共用電子對，還指出某些分子只有單電子（即現在所說的自由基）。路易斯的價鍵理論被歐文朗繆爾發揚光大，最終啟發了萊納斯鮑林對化學鍵本質的研究。 酸鹼電子理論 1923 年，路易斯給予電子對的得失提出了自己的酸鹼理論，被稱為酸鹼電子理論或路易斯酸鹼理論。在路易斯的理論中，可以得到電子對的被稱為酸，而給出電子對的被稱為鹼。Lewis G N 1926 Valence and the Nature of the Chemical Bond Chemical Catalog Company1921 年，路易斯首先用經驗方程來解決強電解質溶液不滿足質量作用定律這個問題，他基於離子強度所發展的經驗公式後來被證明與 1923 年德拜 休克爾方程（DebyeHückel equation）等效。 重水 1933 年，路易斯首先提純出了重水並且研究了重水環境下生命的存活和生長形式。 格倫西奧多西博格曾作為博士後接受過路易斯的指導。1913 年，路易斯入選美國國家科學院院士。1934 年他從科學院辭職，這可能是抗議當年的諾貝爾獎授予了他的學生哈羅德尤里，路易斯自己認為他可以因對重水的純化和表徵和尤里分享諾貝爾獎。Coffey 2008 22122 氧 4 分子 1924 年，透過研究氧在液氮溶液的磁性，他發現了氧 4 分子的存在。 相對論及量子物理 1908 年路易斯發表了一篇有關相對論的文章，在其中他用和愛因斯坦不同的方法推匯出了質能關係。1912 年，路易斯和威爾遜發表了重要的工作，不僅應用綜合幾何學（synthetic geometry）在對空間時間的研究上，也注意到時空收縮變換（squeeze mapping）和洛倫茲變換的等效性 Synthetic Spacetime a digest of the axioms used and theorems proved by Wilson and Lewis Archived by WebCite。 1926 年，路易斯創造了 光子（photon） 一詞，用於表達組成的結構單元，但後來被愛因斯坦借用表示光量子。 參閱 分子結構 路易斯結構 參考資料 外部連結 1916 httpscienceworldwolframcombiographyLewishtml Category 美國物理化學家 Category 皇家學會外籍會員 Category 哈佛大學校友 Category 麻省理工學院校友 Category 美國國家科學院院士 Category 相對論研究者 Category 熱力學家 Category 加州大學柏克萊分校教師