| Kenneth Pitzer | |
|---|---|
| Kenneth Pitzer | |
| Data nașterii | 6 ianuarie 1914 |
| Locul nașterii | Pomona (California) |
| Data mortii | 26 decembrie 1997 (83 de ani) |
| Un loc al morții | Berkeley (California) |
| Țară | STATELE UNITE ALE AMERICII |
| Sfera științifică | Chimie Fizica |
| Loc de munca | UC Berkeley , Universitatea Rice , Universitatea Stanford |
| Alma Mater | |
| consilier științific | Wendell Latimer |
| Elevi | Pimentel, George Claude , Sinanoglu, Oktay , Curl, Robert |
| Premii și premii | Premiul Societății Chimice Americane în Chimie Fundamentală (1943), Medalia Priestley (1969), Medalia Națională a Științei din SUA (1975), Medalia de Aur a Institutului American de Chimie (1976), Premiul Welch în Chimie (1984) |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
Kenneth Sanborn Pitzer ( 6 ianuarie 1914 – 26 decembrie 1997) a fost un chimist fizician american , profesor și președinte al Universității Rice (1961–1968) și al Universității Stanford (1969–1971). El a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea teoriei soluțiilor ionice, a teoriei conformaționale a compușilor organici, precum și a chimiei cuantice relativiste . [2]
Kenneth Pitzer s-a născut din Russell Pitzer, un important plantator de citrice și fondator al Colegiului Pitzer , și din Flora Sanborn, profesoară de matematică la liceu. De la mama sa a absorbit o dragoste pentru matematică, ceea ce a dus mai târziu la admiterea la Institutul de Tehnologie din California. Deja în primul an, a dat dovadă de talent de cercetare, lucrând cu Linus Pauling [3] .
În 1935 a primit o diplomă de licență de la Institutul de Tehnologie din California . Pentru a-și finaliza teza de doctorat, intră la Universitatea din California (Berkeley) sub îndrumarea lui Wendell Latimer. Deja în 1937 și-a susținut teza de doctorat pe tema „Calcule teoretice și determinarea experimentală a entropiilor și a mărimilor termodinamice aferente”. În același an, Pitzer a reușit să obțină un post de profesor la Berkeley.
În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Pitzer a primit un contract de la Biroul de Cercetare Științifică și Dezvoltare pentru a studia legile fluxurilor de gaz pentru dezvoltarea armelor chimice . Din 1943 până în 1945 a lucrat la Washington în Biroul Serviciilor Strategice . După o scurtă perioadă la Berkeley, în 1949 a fost din nou invitat la Washington pentru a lucra la proiectul atomic . La inițiativa sa, SUA au ales direcția de explorare a uraniului în locul producției de plutoniu . A susținut dezvoltarea în SUA a armelor termonucleare .
În 1951, Pitzer s-a întors din nou la Berkeley. Perioada 1952-1962 a cunoscut prima explozie a activității sale academice: 70 de publicații. Din 1961 locuiește în Texas , ceea ce este asociat cu munca sa la Universitatea Rice . În 1968 s-a întors în California , a condus Universitatea Stanford, în 1971 s-a întors la Universitatea din Berkeley. În 1984, Pitzer a devenit profesor emerit la Berkeley [4] , dar a continuat să facă cercetări până la moartea sa.
Kenneth Pitzer a murit pe 26 decembrie 1997 de insuficiență cardiacă la Alta Bates Medical Center din Berkeley, după o scurtă boală.
Prima descoperire cunoscută a lui Pitzer a venit în timpul tezei sale de doctorat la Universitatea din California, Berkeley, sub conducerea lui Wendell Latimer, cu studentul absolvent J. D. Kemp, care lucra la acea vreme la măsurarea capacității termice a etanului pentru a calcula entropia acestuia din a treia lege a termodinamicii. . De asemenea, entropia poate fi calculată teoretic folosind metodele termodinamicii statistice. Când Kemp a făcut acest calcul, a descoperit că entropia calculată teoretic era mai mare decât cea experimentală. Kemp îi întoarse această întrebare către Pitzer. Singura caracteristică neobișnuită a calculului mecanicii statistice a fost că rotația internă ar putea avea loc în jurul legăturii CC. La acea vreme, se credea că o astfel de rotație internă avea loc fără consum de energie. Pitzer și Kemp și-au dat seama că entropiile calculate prin cele două metode ar putea fi egalate prin introducerea unei corecții adecvate sub forma unei bariere interne de rotație . Deținând abilități matematice excelente și cunoștințe de mecanică cuantică, Pitzer a calculat bariera de rotație internă, care era de aproximativ 3 kcal/mol. [5] Au fost publicate o serie de lucrări pentru a dezvolta subiectul barierei de rotație.
În prima jumătate a anilor '40. Au fost publicate mai multe lucrări ale lui Pitzer despre calculele nivelurilor de energie și ale funcțiilor termodinamice ale moleculelor cu rotație internă. [6] În 1945, a fost publicată lucrarea importantă „Energia de deformare a hidrocarburilor ciclice”, care a dovedit că ciclopentanul nu este o moleculă plană, pentru care energiile necesare distorsionării unghiului C-C-C, precum și energiile necesare depășirii interne. bariere de rotație în jurul legăturilor CC pentru tranzițiile conformaționale. Următorul pas a fost de a descrie rotația observată a atomului de carbon în afara planului în ciclopentan, pentru care există 5 conformații stabile cu nivelul de energie degenerat de cinci ori corespunzător [7]. Deoarece bariera dintre minimele energetice adiacente este neglijabilă, tunelul nu este un proces decisiv în comparație cu o tranziție termică, iar un atom din afara planului poate părea că se rotește în jurul inelului. Deoarece nu este asociat momentului unghiular cu această rotație, este un rotație „imaginară”. Pitzer a numit aceasta „pseudo-rotație”.
Primele studii ale soluțiilor ionice au fost efectuate de Pitzer înainte de al Doilea Război Mondial. Ca urmare, în 1939 a fost publicat un articol cu o generalizare a teoriei stărilor corespunzătoare lichidelor ideale. [8] În anii 1950, Pitzer a revenit asupra acestui subiect, extinzând teoria stărilor corespunzătoare la o clasă mai largă de lichide decât cele ideale, introducând, pe lângă parametrii temperaturii critice T c și a presiunii critice P c , factorul de asimetrie ω, care ia în considerare topologia moleculei. Prin urmare, Pitzer a propus introducerea unei clase de „fluide normale”. Două fluide normale cu aceeași valoare a ω vor avea aceeași compresibilitate Z = PV m /(RT) la aceeași temperatură redusă, T r (= T/T c ) și presiune redusă P r (=P/P c ).
Primele publicații științifice ale lui Pitzer după întoarcerea la Berkeley au fost asociate cu dezvoltarea unei metode empirice de predicție a proprietăților termodinamice ale soluțiilor ionice. Teoria Debye-Hückel descrie comportamentul limitativ al soluțiilor electrolitice, dar devine inexact la o putere ionică destul de scăzută chiar și pentru electroliții simpli, încărcați individual. Au fost propuse diverse abordări pentru a extinde descrierea soluțiilor ionice, dar toate au suferit fie de acuratețe limitată, fie au necesitat prea mulți parametri empilici. Pitzer a studiat cu atenție fundamentele teoretice și a propus o formulă pentru descrierea comportamentului termodinamic al soluțiilor ionice folosind numărul minim de parametri empirici. [9] El a furnizat acestei lucrări un articol în care au fost date valorile parametrilor săi pentru 227 de soluții electrolitice pure și apoi o descriere a teoriei electroliților mixți. Aceste trei dintre publicațiile sale, în ordinea enumerată, sunt cele mai citate. Abordarea sa asupra termodinamicii soluțiilor ionice este utilizată pe scară largă în multe domenii, în special în geologie.
În anii 1970, Pitzer a devenit interesat de efectele relativității asupra calculelor chimice cuantice. Prima lucrare în acest domeniu a fost separarea efectelor relativiste de efectele de ecranare f-shell pentru atomi f, pentru care calculele au fost efectuate prin metoda non-relativista Hartree-Fock pentru atomi obișnuiți și „pseudo-atomi” fără electroni în f-shell-ul. Dar principala întrebare care l-a îngrijorat pe Pitzer a fost problema influenței efectelor relativiste asupra legăturilor chimice . El a investigat acest lucru uitându-se la reactivitatea mai multor elemente grele și la stabilitatea compușilor acestora și a descoperit că unul dintre efectele principale a rezultat din scindarea pe orbită a electronilor p. [zece]
Din 1975 până la începutul anilor 1990, Pitzer a fost activ în calcule ab initio , în principal pentru molecule cu atomi grei. Apogeul publicațiilor a fost în 1983. În total, Pitzer a publicat 31 de lucrări despre chimia cuantică în timpul perioadei Berkeley târzii.
Din 1937 este instructor la Colegiul de Chimie de la Universitatea din California din Berkeley. Din 1945 profesorul Berkeley, în perioada 1947-48. devine asistent decan al Colegiului de Arte și Științe din Berkeley pentru afaceri studențești. [11] În acest post, el a fost angajat în consilierea studenților de licență în chimie.
Kenneth Pitzer a servit ca consilier științific pentru cercetători renumiți. Printre aceștia se numără și Robert Curle, laureat al Premiului Nobel pentru Chimie pentru descoperirea fullerenei , care a studiat inițial la Institutul Rice, dar ulterior s-a transferat la Universitatea din Berkeley pentru a lucra în laboratorul lui Pitzer. Teza sa sub conducerea lui Pitzer a fost de a determina unghiul de legătură al siloxanului prin spectroscopie IR. Un alt elev celebru al lui Pitzer, George Pimentel, inventatorul laserului chimic , și-a finalizat teza de doctorat în perioada 1948-1949. De asemenea, în calitate de profesor la Universitatea din California, Berkeley, Pitzer a supravegheat munca celebrului chimist Oktay Sinanoglu. În 1960, articolul lor comun a fost publicat despre forțele de interacțiune dintre moleculele adsorbite.
În ciuda volumului mare de cercetări efectuate, Pitzer nu s-a retras niciodată din sarcinile administrative, crezând că această activitate este necesară pentru oamenii de știință. Din 1945 a făcut parte din Comitetul de buget al Senatului Berkeley. În 1951 a devenit decan al Colegiului de Chimie Berkeley. Sub conducerea sa, tehnologia chimică a fost dezvoltată intens în facultate , au fost angajați noi profesori.
În anii '50, Pitzer a devenit administrator al Mills College și Harvey Mudd College . Această onoare i-a fost acordată ca recunoaștere a înțelepciunii și a poziției sale înalte în comunitatea științifică. Acest serviciu era important pentru el. El a servit mulți ani ca administrator atât al Mills College, cât și al Colegiului Pitzer. De asemenea, a făcut parte de două ori în consiliul Academiei Naționale de Științe și în mai multe consilii ale instituțiilor nonprofit și comerciale.
În perioada 1961-1968. Pitzer a fost președintele Universității Rice. Sub el, ușile universității erau deschise tuturor naționalităților. Sub Pitzer Rice a primit statutul de universitate (anterior era un institut), ceea ce însemna aducerea științelor umaniste și sociale la un nivel egal cu cele naturale, care în general au fost dezvoltate la Institutul Rice. Această decizie a necesitat resurse financiare importante, ceea ce a necesitat introducerea taxelor de școlarizare.
În 1968 a devenit președinte al Universității Stanford. Până atunci, Stanford era deja o universitate mare și bine-cunoscută, a cărei conducere i-a luat tot timpul lui Pitzer, împiedicându-l să facă cercetări. În plus, au continuat tulburările studenților din cauza războiului din Vietnam , ceea ce l-a forțat în cele din urmă pe Pitzer să părăsească mandatul în 1971.
Kenneth Pitzer s-a căsătorit cu Jean Elisabeth Mosher imediat după ce și-a primit diploma de licență în 1935. Din această căsătorie s-au născut trei copii: Ann, Russell și John. Fiica cea mare, Ann, are o carieră în managementul dezvoltării software. Russell a devenit chimist cercetător și lector la Universitatea de Stat din Ohio. John este un economist renumit pentru veniturile naționale. [12] De la sfârșitul anilor 1940, familia Pitzer își avea casa în California, pe Clear Lake.
Dintre hobby-urile lui Pitzer, el era interesat de diverse tipuri de activități în aer liber, mai ales - navigația. De asemenea, se știe că Pitzer a proiectat și fabricat în mod independent bărci, a selectat materiale neobișnuite pentru pânze.