Pimentel, George Claude

George Pimentel
Engleză  George Claude Pimentel
Numele la naștere	Engleză  George Claude Pimentel
Data nașterii	2 mai 1922( 02.05.1922 )
Locul nașterii	Fresno , California, SUA
Data mortii	18 iunie 1989 (67 de ani)( 18.06.1989 )
Un loc al morții	Kensington , Contra Costa , California , SUA [1]
Țară	STATELE UNITE ALE AMERICII
Sfera științifică	Chimie Fizica
Loc de munca	UC Berkeley , Fundația Națională pentru Știință
Alma Mater	UCLA , UC Berkeley
consilier științific	J. B. Ramsey, W. M. Latimer , C. Pitzer
Elevi	J. L. Richmond
Premii și premii	Wolf Prize ( Chimie , 1982), Medalia Națională a Științei din SUA (1985), Medalia Priestley (1985)

George Claude Pimentel ( ing.  George Claude Pimentel , 2 mai 1922 - 18 iunie 1989) a fost un chimist american ale cărui cercetări au avut un impact uriaș asupra dezvoltării chimiei [2] . Datorită lucrărilor sale privind studiul legăturilor de hidrogen (1960), precum și a structurii și reactivitatii radicalilor liberi și a altor particule foarte reactive (1950-1960). George Pimentel este creatorul primului laser chimic (1964) și al primului spectrometru în infraroșu , care a făcut posibilă studierea compoziției atmosferei și a suprafeței lui Marte . El a fost primul care a aplicat spectroscopia pentru a studia particulele reactive din matrice de gaze solide inerte și alte matrici inerte (1954) și a înregistrat un număr mare de spectre de radicali liberi.

Pimentel a fost director adjunct al Fundației Naționale de Știință sub conducerea lui Richard Atkinson din 1977 până în 1980. La întoarcerea sa la Berkeley, a devenit director adjunct al Laboratorului Național. Lorenz și șeful laboratorului de biodinamică chimică. În calitate de președinte al Societății Americane de Chimie pentru 1986, a organizat Ziua Națională a Chimiei și Săptămâna Națională a Chimiei [3] .

Anii tineri

George Pimentel s-a născut din părinți francezi lângă Fresno , în centrul Californiei [4] . În timpul crizei, familia s-a mutat într-o zonă mai săracă din Los Angeles, unde părinții lui au divorțat. Copiii au rămas cu mama lor. Tatăl lui George a ajuns abia în clasa a treia, a lucrat ca constructor, iar mama sa a părăsit liceul, dar i-au întreținut pe copii în efortul de a obține o educație. George a primit și sprijinul fratelui său, un excelent matematician. A fost partener pentru comunicarea intelectuală, și-a îndrumat și încurajat fratele mai mic. După ce a părăsit școala, George a plănuit să devină inginer. De la școala sa din nordul Los Angeles -ului, a fost posibil să meargă cu bicicleta la Universitatea din California, unde tânărul Pimentel a participat ocazional la prelegerile de popularizare ale lui Robert Milliken. Poate că această experiență i-a stimulat interesul pentru știință.

În 1939, Pimentel a intrat la Universitatea California din Los Angeles, interesele sale s-au mutat de la inginerie la chimie, iar apoi la chimia fizică și cercetarea sub conducerea lui J. B. Ramsey (James Blaine Ramsey). A absolvit în 1943 (și a primit premiul Distinguished Alumnus de la Universitatea din Los Angeles în 1979). După absolvire, sa alăturat Proiectului Manhattan de la Berkeley, unde a lucrat la chimia purificării plutoniului cu profesorul Wendell M. Latimer . Cu toate acestea, în 1944 s-a oferit voluntar să servească pe un submarin, contribuind astfel la sfârșitul războiului. La sfârșitul războiului, el a jucat un rol esențial în înființarea Oficiului de Cercetare Navală din SUA . În 1946, Pimentel s-a întors la Berkeley pentru o disertație despre spectroscopie în infraroșu cu Kenneth Pitzer . După ce și-a luat doctoratul în 1949, sa alăturat Berkeley și a devenit profesor asistent în 1951. Biografie Pimentel - transformarea unui nativ dintr-o clasă muncitoare săracă într-un om de știință celebru în lume - întruchiparea visului american în realitate.

Spectroscopie în infraroșu, legături de hidrogen, radicali liberi și izolarea matricei

Încă din primii ani la Berkeley, Pimentel a fost angajat în studiul legăturilor chimice neobișnuite. În 1954, prima sa lucrare a apărut despre spectroscopia IR a legăturilor de hidrogen din molecule și despre tehnica izolării matricei. În anii următori, s-a concentrat asupra spectroscopiei IR a legăturilor de hidrogen ale radicalilor liberi formați în timpul fotolizei UV și asupra particulelor foarte reactive izolate de obicei în matrici solide de gaze inerte sau azot la o temperatură de 4-20 K. Peimentel a dezvoltat o matrice de izolare. metodă specifică pentru studiul compușilor reactivi folosind metoda lentă a spectroscopiei în infraroșu. Din fericire, matricea dă ușoare deplasări în benzile de absorbție, ceea ce facilitează identificarea substanțelor izolate în raport cu faza gazoasă. În plus, sensibilitatea metodei este crescută și liniile apropiate sunt rezolvate. Astfel, spectroscopia vibrațională face posibilă identificarea compușilor și tragerea de concluzii fiabile despre legăturile chimice. Primele încercări de aplicare a metodei de izolare a matricei au fost făcute de Whittle și Pimentel înainte de 1954, dar experimentele au avut succes abia după un studiu sistematic al efectului concentrației, condițiilor de depunere și temperaturii asupra eficacității izolării. În 1958, a fost înregistrat pentru prima dată spectrul infraroșu al particulei de HNO (Brown și Pimentel), iar în 1960, spectrul de HCO. De atunci, metoda de izolare a matricei a început să înflorească; în perioada 1961-1965, a fost folosită pentru a obține spectrele a aproximativ 30 de particule instabile diatomice și triatomice, iar în următorii cinci ani numărul acestora a crescut la 70.

Astăzi, spectrele infraroșu ale sutelor de radicali liberi și intermediari izolați în matrice sunt cunoscute și este probabil ca mai mult de trei sferturi dintre aceștia să fi fost descoperite de membri ai laboratorului Berkeley sau de foști studenți de la Pimentel. În 1960, Pimentel, împreună cu McClellan, au publicat The Hydrogen Bond, care a devenit un clasic timp de multe decenii. În prezent, metoda de izolare a matricei este utilizată pe scară largă de chimiști din întreaga lume.

Proiect SNEM

În 1960, sub conducerea lui J. Arthur Campbell și a laureatului Nobel Glenn T. Seaborg , a luat naștere proiectul SNEM. Acesta a inclus dezvoltarea unui curs de chimie pentru liceu și crearea unui manual. Pimentel a fost numit redactor al publicației, întocmită cu ajutorul a 20 de colaboratori-profesori talentați. Cartea a fost publicată de trei ori: prima ediție a fost publicată în 1960, iar apoi două ediții revizuite bazate pe teste în școli au fost publicate în 1961 și 1962. Practic, fiecare cuvânt din aceste cărți a venit din mâinile lui Pimentel. În ianuarie 1963, a apărut o ediție cartonată, după lansarea căreia chimia a intrat în sfârșit în programa școlară, unde rămâne până în zilele noastre.

Manualul a fost însoțit de un set de 26 de filme. Cu David Ridgway ca regizor, Pimentel a scris cinci dintre aceste filme și a apărut în două dintre ele ca principalul demonstrant. De asemenea, a scris scenariul inițial și a apărut pentru scurt timp în filmul Want to Know More About Things, care a fost lansat în 1970 și a atras aproximativ 2 milioane de telespectatori în teatrele publice și televiziune [5] .

Proiectul SNEM a dus la vânzarea a peste 1 milion de exemplare ale manualului. Textul cărții a fost tradus în mai multe limbi: chineză (Taiwan), franceză, germană, ebraică, hindi, italiană, japoneză, coreeană, portugheză (Portugalia și Brazilia), rusă, spaniolă (Spania și Columbia), thailandeză și turcă . Filmele educaționale au fost traduse în daneză, franceză, germană, greacă, italiană, spaniolă (Spania și America Latină) și suedeză. Pimentel a înțeles necesitatea introducerii în liceu a unui curs de chimie care să atragă oamenii către știință și inginerie. El a fost implicat activ în programul de recalificare a profesorilor de liceu și a recrutat, de asemenea, profesori de conducere de chimie, fizică, geologie și biologie din Berkeley într-un program de întărire a bazei științifice a profesorilor de liceu din toată Statele Unite.

Fotochimie în infraroșu

Pimentel a fost primul care a observat transformarea chimică a materiei cauzată de radiația infraroșie și a descoperit astfel un nou domeniu al fotochimiei - fotochimia infraroșie. Cercetările sale din 1960 au arătat că excitarea anumitor tranziții vibraționale în cis-HONO (acid azot) ar putea provoca izomerizarea cis-trans. Mai târziu, în 1971, a descoperit izomerizarea indusă de lumină a unei molecule de N 2 O 3 instabile într-o matrice.

Experimentele lui Pimentel au arătat că utilizarea metodei de izolare a matricei la temperaturi scăzute face posibilă excitarea selectivă a vibrațiilor intramoleculare ale unuia dintre reactivi cu un laser. Dovezi evidente ale influenței modului laser asupra randamentului cuantic au fost descoperite de Pimentel și Frey în reacțiile fluorului cu alchenele: F 2 + C 2 H 4 (Frey și Pimentel), F 2 + Trans-1,2-C 2 H 2 D 2 (Frey și Pimentel), F 2 + allen (Knudsen și Pimentel) în 1983. Acestea au fost primele demonstrații ale excitației mod-selective în reacțiile bimoleculare.

Spectroscopie IR cu scanare rapidă

Pimentel a adaptat un detector de infraroșu fotoconductiv rapid pe bază de germaniu pentru un spectrometru în infraroșu (1965.1), a creat lămpi cu blitz mari și camere lungi pentru spectroscopie cinetică cu blitz în domeniul infraroșu. Astfel, rezoluția în timp a spectroscopiei IR sa îmbunătățit cu șase ordine de mărime. Primii radicali liberi ale căror spectre IR au fost găsite în faza gazoasă au fost CF 2 (1965) și CF 3 (1966). În 1970, a fost măsurată viteza de recombinare a radicalilor CF 3 cu formarea de C 2 F 6 , energia de activare s-a dovedit a fi de 800 de calorii și nu zero, așa cum se presupunea anterior.

Laser chimic

În 1961, Polanyi a fost primul care a subliniat posibilitatea de pompare chimică bazată pe excitația vibrațională. El a propus patru reacții posibile, dintre care una a fost reacția H + Cl 2 . Folosind un spectrometru IR cu scanare rapidă, Kasper și Pimentel au detectat impulsuri infraroșii din fotodisociarea iodului - primul laser chimic. În septembrie 1964, ei au raportat descoperirea lor la prima conferință despre laserele chimice, moment în care fuseseră sugerate mai mult de 100 de reacții chimice posibile și 60 de reacții de fotodisociere capabile să producă radiații laser. Cu toate acestea, la simpozionul din San Diego, a fost raportat un singur laser operațional, bazat pe fotodisociarea iodului. În 1965, Kasper și Pimentel au descoperit radiația laser HCl din explozia sistemului H2 / Cl2 . După descoperirea laserului F + H 2 de către Compa și Pimentel în 1967, numărul laserelor chimice găsite de laboratorul lui Pimentel a crescut rapid. Astfel, Pimentel a fost primul care a transformat energia chimică obținută ca urmare a excitației vibraționale în radiații laser.

În 1966, în timp ce se lucrează la laserul chimic, Pimentel a fost ales la Academia Națională de Științe și în 1968 la Academia Americană de Arte și Științe. În 1985, 1987 și 1989 a fost ales membru de onoare al Societății Americane de Filozofie, al Societății Regale de Chimie (Marea Britanie) și al Institutului Regal al Marii Britanii.

Concurs pentru titlul de astronaut

În 1967, Pimentel a încercat să devină membru al primului grup de astronauți științifici, care a fost adunat de guvernul SUA. După ce a evaluat mii de candidați de către Academia Națională de Științe, George Pimentel a ocupat primul loc. În ciuda faptului că este unul dintre cei mai bătrâni candidați astronauți, Pimentel ar fi ajuns cu siguranță în program. Cu toate acestea, a avut un defect foarte ușor la o retină, ceea ce l-a împiedicat pe om de știință să continue să participe la selecție. Deoarece primii oameni de știință astronauți aveau foarte puține activități de efectuat, iar munca lui Pimentel la Berkeley a fost foarte apreciată, prietenii și familia au fost mulțumiți că nu s-a calificat.

Explorarea lui Marte

Spectroscopia în infraroșu s-a dovedit a fi cea mai precisă metodă analitică pentru determinarea de la distanță a compoziției atmosferei marțiane. Pimentel și colegii săi au îmbunătățit spectrometrul, profitând din plin de cele mai recente descoperiri în detectoare cu semiconductori și tehnologii de filtrare IR pentru a atinge nivelul dorit de sensibilitate. Dispozitivele au fost fabricate și instalate direct în laboratorul Berkeley. Spectrometrele cu infraroșu s-au dovedit a fi unul dintre cele mai productive instrumente științifice utilizate în misiunile Mariner 6 și Mariner 7. Scopul principal a fost determinarea compoziției atmosferei. O analiză a spectrelor a făcut posibilă obținerea de estimări cantitative a trei componente ale atmosferei: dioxid de carbon, monoxid de carbon și vapori de apă. S-a constatat absența oxizilor de azot, a amoniacului și a compușilor de hidrocarburi, care ar putea indica posibilitatea existenței vieții pe Marte. Nici hidrogen sulfurat și oxizi de sulf, care indică activitatea vulcanică, nu au fost găsite.

A doua sarcină a spectrometrului în infraroșu a fost studierea compoziției suprafeței marțiane. Liniile spectrale caracteristice ale CO 2 solid au indicat compoziția calotelor polare (1969), gulerul polar - gheața de lângă marginea calotei polare, era și dioxid de carbon solid, dar diferit ca structură. Nori de CO 2 solid din atmosfera superioară, asemănătoare cu norii de gheață cirrus ai Pământului, au fost detectați chiar și în apropierea ecuatorului marțian. În plus, spectrometrul a oferit câteva informații topografice. De exemplu, cu ajutorul ei, a fost studiată o regiune numită Hellas, care se află într-o depresiune de 1.700 de kilometri lățime și 5,5 kilometri adâncime. Mulți s-au îndoit de oportunitatea lansării spectrometrului, dar rezultatele muncii sale au fost cu adevărat impresionante.

Serviciu public

Pimentel a fost director adjunct al Fundației Naționale de Știință sub conducerea lui Richard Atkinson din 1977 până în 1980 [6] . A făcut parte din comitetele Academiei Naționale de Științe, inclusiv Comitetul de chimie atmosferică (1975–1977), Comitetul de știință și politici publice (1975–1977), Comitetul de nominalizare (1983), Biroul de Chimie și Inginerie Chimică (1982). –1988), și Comitetul pentru Dezvoltarea Științei Chimice (Președinte, 1982-1986). A lucrat pentru NASA în Divizia de misiune lunară și planetară (1967-1970). A lucrat în cadrul Societății Chimice Americane în Editorialul de Știri Chimice și Inginerie (1982-1984) și în Comitetul pentru Chimie și Afaceri Publice (1982-1984).

În 1985, Academia Națională de Științe și Consiliul Național de Cercetare au publicat Raportul Perspective on Chemistry, mai bine cunoscut sub numele de Raportul Pimentel către președintele Comitetului[9]. Ca urmare, Pimentel a fost instruit să selecteze domeniile științei cele mai importante pentru societate și care merită finanțare suplimentară. Omul de știință a identificat trei domenii: (1) noi procese tehnologice, noi produse și noi materiale; (2) alimentație, sănătate și biotehnologie; (3) bunăstarea națională, menținerea competitivității economice și sporirea securității naționale. Deși propunerile lui Pimentel nu au fost niciodată implementate, el a influențat deciziile financiare în chimie. În anii următori, sentințele din raportul lui Pimentel au fost citate frecvent de oficiali din diverse instituții de cercetare.

În ciuda responsabilităților extinse în serviciul public, Pimentel a continuat activ experimentele privind izolarea matricei, cercetările asupra laserului chimic și, de asemenea, s-a ocupat de chimia compușilor organometalici și fotochimia pe suprafețele metalice.

Viața personală

George Pimentel a fost tatăl devotat al lui Chrissa, Jen și Tess, fiicele sale ale primei sale soții, Betty, tatăl vitreg iubitor al lui Vincent și Tensy, copiii celei de-a doua soții, Jeanne și bunicul mândru a cinci nepoți. Pimentel se mândrea că se menține mereu în formă fizică bună. Sporturile lui preferate erau squash-ul și softballul. S-a jucat cu membrii grupului său de studiu și cu mulți dintre colegii săi mai tineri. Judecând după conversațiile de la cină sau de la Strada Cafe, a ajunge la nivelul lui George pe terenul de squash părea la fel de dificil ca în știință. A dus un stil de viață activ până la capăt, împărtășindu-și energia și entuziasmul celor din jur. Pimentel și-a ales propriul epitaf: „Mergea în fiecare zi la parcul de mingi și îi anunța că vine să joace”.

Onoruri și premii

• Bursa Guggenheim (1954) [7]
• Premiul Wolf pentru chimie (1982)
• Premiul Peter Debye (1983)
• Medalia Națională a Științei SUA (1985)
• Premiul William Procter pentru realizare științifică (1985)
• Medalia Franklin de la Institutul Franklin (1985)
• Welch Prize in Chemistry (1986)
• Medalia Joseph Priestley a Societății Americane de Chimie (1989)
• Diplome onorifice de la Universitatea din Arizona și Universitatea din Rochester.

Bibliografie

• Cu W. Klemperer. Legături de hidrogen în compușii acidului trifluoracetattrifluoracetic de sodiu // J. Chem. Phys., 1954, v. 22, p. 1399-1402.
• Cu D.E. Milligan și H.W. Brown. Absorbția în infraroșu de către radicalul N3 // J. Chim. Phys., 1956, v. 25, p. 1080.
• Cu M. Van Thiel și ED Becker. Studii în infraroșu ale legăturilor de hidrogen ale apei prin tehnica de izolare a matricei // J. Chem. Phys., 1957, v. 27, p. 486-490.
• Cu GE Ewing și WE Thompson. Detectarea în infraroșu a radicalului formil HCO // J. Chem. Phys., 1960, v. 32, p. 927-932.
• Cu AL McClellan. Legătura de hidrogen. San Francisco: W.H. Freeman, 1960.
• Chimia — o știință experimentală. San Francisco: W.H. Freeman, 1960.
• Cu JD Baldeschwieler. Izomerizarea cis-trans indusă de lumină a acidului azot format prin fotoliza acidului hidrazoic și a oxigenului în azot solid // J. Chem. Phys., 1960, v. 33, p. 1008.

1963 Cu JJ Turner. Fluorura de krypton: Preparare prin tehnica de izolare a matricei. Science 140:974-975. 1964 [1] Cu JVV Kasper. Laser de fotodisociere cu iod atomic. Appl. Fiz. Lett. 5:231-233. [2] Cu C. B. Moore. Reacția matricei a metilenului cu azotul pentru a forma diazometan. J. Chem. Fiz. 41:3504-3509. 1965 [1] Cu K. C. Herr. Un spectrometru în infraroșu cu scanare rapidă; detecția fotolitică flash a acidului cloroformic și a CF2. Appl. Opta. 4:25-30. [2] Cu JVV Kasper. Laser chimic HCl. Fiz. Rev. Lett. 14:352-354. 1967 Cu KL Kompa. Laser chimic cu acid fluorhidric. J. Chem. Fiz. 47:857-858. 1969 Cu KC Herr. Absorbții în infraroșu aproape de trei microni înregistrate peste calota polară a lui Marte. Science 166:496-499. 1970 [1] Cu K. C. Herr. Dovezi pentru dioxid de carbon solid în atmosfera superioară a lui Marte. Știința 167:46-49. [2] Cu KC Herr, D. Horn și JM McAfee. Topografia marțiană din spectrele infraroșu Mariner 6 și 7. Astron. J. 75:883-894. [3] Cu MJ Berry. Distribuția energiei vibraționale în laserele chimice de fotoeliminare cu dicloretilenă. J. Chem. Fiz. 53:34 53-34 60. 1972 Cu MJ Molina. Măsurători cu laser chimic în tandem ale distribuției energiei vibraționale în reacțiile de fotoeliminare a dicloretilenei. J. Chem. Fiz. 56:3988-3993. 1973 Cu R. D. Coombe. Efectul rotației asupra distribuțiilor de energie vibrațională în reacția F + H2. J. Chem. Fiz. 59:1535-1536. 1974 Cu P. Forney și KC Herr. Dovezi despre hidratul și apa solidă de pe suprafața marțiană de la spectrometrul în infraroșu Mariner din 1969. J. Geophys. Res. 79:1623-1634. 1978 Cu JP Reilly, JH Clark și C. B. Moore. Producția de HCO, relaxarea vibrațiilor, cinetica chimică și spectroscopie în urma fotolizei cu laser a formaldehidei. J. Chem. Fiz. 69:43 81-43 94. 1984 Cu GL Richmond. Emisia laser de rotație HF din reacția CIF/H2: Evoluția în timp a câștigului. J. Chem. Fiz. 80:1162-1170. 1985 [1] Oportunităţi în Chimie. Un raport al Comitetului Consiliului Național de Cercetare pentru a studia oportunitățile în științe chimice, George C. Pimentel, președinte. Washington, DC: National Academy Press. [2] Cu H. Frei. Procese fotochimice induse de infraroșu în matrice. Ann. Rev. Fiz. Chim. 36:491-524. 1988 Cu VM Grassian. Reacții fotochimice ale cis- și trans-1, 2-dicloroetenei adsorbite pe Pd(111) și Pt(111). J. Chem. Fiz. 88:44 84-44 91.

Note

1. ↑ Fowler G. George C. Pimentel; Chimistul care a condus studiul Marte avea 67 de ani - The New York Times , 1989.
2. ↑ O bibliografie completă a lucrării lui Pimentel și o listă a studenților săi au fost publicate în J. Phys. Chim. 95(1991):2610-2615. Lucrările sale sunt arhivate la Biblioteca Bancroft a Universității din California.
3. ↑ GC Pimentel. O agendă completă pentru ACS în 1986. Chim. ing. Știri, ian. 6, 1986, p. 2.
4. ↑ GC Pimentel și D. Ridgway. Interviu cu George Pimentel. J. Chem. Educ. 51:224 1974.
5. ↑ Comunicare privată Jeanne Pimentel.
6. ↑ J. Goldhaber. Cealaltă parte a gardului. Revista LBL News, iarna 1980-1981, p. 12.
7. ↑ George C.  Pimentel . Fundația John Simon Guggenheim . gf.org. Consultat la 10 aprilie 2019. Arhivat din original pe 10 aprilie 2019.

Link -uri

• C. Bradley Moore. George Claude Pimentel. Academia Națională de Științe, Washington, DC