Harkins, William Draper

William Draper Harkins (28 decembrie 1873 - 7 martie 1951) a fost un fizician chimist american care a studiat chimia suprafeței și unul dintre primii care a studiat structura nucleului și atomului, separarea izotopilor . A devenit celebru nu numai pentru contribuția sa la știința fundamentală și aplicată, ci și pentru o serie de inovații industriale.

Biografie

Harkins s-a născut pe 28 decembrie 1873 în Tootsville, Pennsylvania. Părinții săi au fost Nelson Goodrich Harkins și Sara Eliza (Draper) Harkins.

În 1892, Harkins a studiat greaca la Universitatea din California de Sud din Escondido, San Diego, California, dar după un an a fost nevoit să-și schimbe specializarea și a ales arta generală.

Harkins a decis apoi să-și continue studiile și a intrat la Universitatea Stanford în 1896 , unde a primit o diplomă de licență în chimie aplicată în 1900. În timpul studiilor, a început să lucreze la universitate ca asistent de laborator, iar mai târziu a devenit profesor de chimie.

Mai târziu, Harkins a fost numit șef al departamentului de chimie de la Universitatea din Montana din Missoula și a rămas în această funcție timp de 20 de ani, dar a petrecut o perioadă semnificativă de timp la alte universități: Chicago în 1901 și 1904. și Stanford în 1905-1906, de la care mai târziu a primit un doctorat.

În 1909, Harkins făcea cercetări în domeniul chimiei suprafeței în Germania. Tot în 1909-1910. omul de știință a servit ca asistent de cercetare la Institutul de Tehnologie din Massachusetts , unde a fost implicat în cercetări privind solubilitatea.

La vârsta de 39 de ani, a părăsit Missoula când a fost repartizat la Universitatea din Chicago , unde și-a continuat munca de cercetare pentru cei 39 de ani rămași din viața sa. [unu]

Activitate științifică

Contribuția lui Harkins la știința fundamentală a acoperit o gamă largă de domenii ale chimiei fizice.

Chimia suprafeței

În 1909, omul de știință a plecat în Germania, unde Fritz Haber i-a oferit un subiect legat de studiul chimiei suprafețelor. Harkins, W. G. Hardy și Irving Langmuir au propus independent o teorie a orientării moleculelor pe suprafețe. În 1913-1914, Harkins a ținut primele prelegeri pe această temă la Chicago . În următorii 40 de ani, omul de știință a studiat orientarea moleculelor la suprafață, a publicat 115 articole.

În ultimul an al vieții sale, Harkins a finalizat cartea Physical Chemistry of Surface Films, care a fost publicată mai târziu în 1952. [2]

După ce și-a încheiat munca experimentală în Germania, Harkins s-a întors în America pentru a studia chimia soluțiilor și solubilitatea cu câștigătorii medaliei Gibbs A. A. Noyce și G. N. Lewis.

Chimia soluțiilor și solubilitatea

El a numit binecunoscuta expresie „asemănător se dizolvă în asemănător” („similia similibus solvuntur” sau „asemănător se dizolvă asemănător”) drept principală regulă a solubilității. În carte, el acordă o mare atenție agenților tensioactivi , explicând principiile acțiunii lor folosind exemplul acidului butanoic , observând că un capăt al moleculei se comportă ca uleiul, iar celălalt ca apa și vorbește despre modul în care sunt localizate moleculele de acid organic. la interfața apă-ulei. [3]

De asemenea, în lucrări ulterioare, Harkins descrie studiile sale despre sistemele coloidale , cum ar fi emulsii și soluții micelare [4] . El a studiat , de asemenea, adsorbția , suprafețele solidelor și interacțiunea acestora cu lichidele.

Structura atomului și separarea izotopilor

În 1913, Harkins a început să studieze teoriile cunoscute despre structura electronică a moleculelor și atomilor. În 1915, Harkins și colegul său E. D. Wilson au sugerat că interconversiile hidrogenului și heliului sunt sursa de energie pentru soare și alte stele. [5] Harkins a fost, de asemenea, primul care a pus în legătură abundența elementelor chimice cu greutatea lor atomică , iar abundența elementelor chimice și izotopilor cu stabilitatea lor. [6]

După fundamentarea teoretică a structurii nucleare a atomului de către E. Rutherford și înainte de dovezile experimentale ale existenței neutronilor liberi de către J. Chadwick în 1932, se credea că nucleele constau din protoni și electroni . Harkins a observat că abundențe similare și, prin urmare, stabilitatea, sunt observate mai frecvent pentru atomii de elemente care conțin un număr par de protoni și electroni . De asemenea, era evident pentru om de știință că multe elemente chimice ușoare (de exemplu, 12 C, 16 O, 20 Ne) pot fi reprezentate ca fiind formate din particule α (atunci s-a crezut că o particulă α este formată din patru protoni și doi electroni  - p 4 e 2 ). Prin analogie, el a crezut că elemente chimice precum 19 F și 23 Na ar putea fi construite din particule α și o particulă ipotetică p 3 e 2 . Harkins a menționat, dar nu a subliniat, posibilitatea existenței libere a acestor și a altor particule. Harkins a mai susținut că particulele deja cunoscute p 3 e 2 și p 2 e 1 sunt izotopi de hidrogen  - tritiu și deuteriu . Pe baza rezultatelor acestei lucrări, Harkins a creat un „nou tabel periodic”, unde a fost adăugat așa-numitul „număr izotop” pentru fiecare atom, care mai târziu a devenit cunoscut sub numele de numărul de neutroni . [7]

La scurt timp după ce E. Lawrence a inventat ciclotronul , Harkins și studenții săi l-au construit la Universitatea din Chicago în 1935-1936. Ulterior, acest dispozitiv a fost utilizat în mod activ, în principal de către Enrico Fermi , care a studiat difuzia neutronilor , iar după aceea pentru nevoile Proiectului Manhattan din Chicago în timpul războiului.

Înainte de Harkins, separarea parțială a izotopilor folosind neonul ca exemplu a fost efectuată numai de F. W. Aston, folosind metoda difuziei . Harkins și studenții săi au separat izotopii de clor prin difuzarea clorurii de hidrogen prin tuburi ceramice. Ulterior, omul de știință a efectuat lucrări privind separarea izotopilor de mercur . [opt]

Industrii aplicate

Harkins a avut o contribuție semnificativă nu numai la dezvoltarea științei fundamentale, ci și la industriile aplicate.

• 1916-1928 - Membru al Comisiei de ventilație din Chicago
• 1920-1922 - chimist consultant pentru Comitetul de minerit din SUA
• 1924-1927 - Inginer consultant în Forțele Aeriene ale SUA
• Din 1927 - chimist consultant in serviciul de protectie chimica
• Din 1929 a fost chimist consultant pentru compania de sticlă Libby-Owens-Ford.
• 1930-1951 - la Universal Oil Products
• 1930-1941 - în Compania de cauciuc din Statele Unite
• 1941-1945 - Membru al Comitetului de Cercetare a Securităţii Naţionale

Muncă științifică și organizatorică

Harkins a fost activ în afacerile Societății Americane de Chimie :

• 1915-1916 - Președinte al Secțiunii Chicago a Societății Americane de Chimie
• 1919-1920 - Președinte al Departamentului de Chimie Fizică și Anorganică
• Din 1921 - membru al Academiei Naționale de Științe din SUA
• Din 1925 - Membru al Societății Americane de Filosofie , Vicepreședinte al Asociației Americane pentru Avansarea Științei
• 1939-1951 - redactor al departamentelor de chimie fizică și generală în revista Chemical Abstracts

Activitate didactică

Harkins a început să predea la Universitatea Stanford după absolvire și s-a dezvoltat în continuare ca instructor, dând prelegeri la mai multe universități:

• 1912-1914 Profesor asistent de chimie generală la Universitatea din Chicago
• 1913-1914 - a susținut primele prelegeri despre teoria orientării moleculelor pe suprafața Universității din Chicago
• Din 1914 - profesor de chimie fizică la Universitatea din Chicago
• 1916-1917 - a predat la Institutul Mellon
• 1918-1919 - a ținut prelegeri la Universitatea din Illinois
• 1939 - s-a pensionat ca profesor, dar a continuat cercetările cu aceeași vigoare, până la moartea sa în 1951.

Lucrări majore

Primele patru lucrări științifice ale lui Harkins au fost publicate în 1907-1910 și au fost dedicate otrăvirii animalelor cu arsenic din emisiile industriale în atmosferă și probleme similare. [9]

Cea mai amplă cercetare a omului de știință a fost cea privind chimia suprafeței (115 articole) și structura nucleului și atomului , separarea izotopilor (aproximativ 80 de articole). Harkins a fost unul dintre cei trei oameni de știință (cu W. J. Hardy și Irving Langmuir) care au propus în mod independent o teorie a orientării moleculelor pe suprafețe.

În 1952, a fost publicată cartea sa Physical Chemistry of Surface Films. [2]

Activități sociale

În timpul reședinței sale în Missoula , Harkins a fost puternic implicat în viața socială a orașului și a statului:

• 1902-1910 Lucrări de cercetare pentru Asociația Agricultorilor Anaconda
• 1904 Lucrări de cercetare pentru Montana Copper Company din California
• 1906-1912 - șef al secției de sănătate a orașului
• 1910-1912 - activitate de cercetare pentru Departamentul de Justiție al SUA
• 1911 - cercetare pentru Instituția Carnegie din Washington.

Premii

28 mai 1928 - A primit medalia de aur Willard Gibbs de la Societatea Americană de Chimie pentru munca sa privind chimia suprafeței, structura nucleară și izotopi .

Familie

La 9 iunie 1904, Harkins s-a căsătorit cu Anna Louise Hathaway, care era șef de departament la Universitatea din Montana și studentă absolventă la Universitatea din Chicago .

El și soția sa au avut doi copii: Henry Nelson Harkins și Ellis Marian Harkins.

Născut în Missoula în 1905, Henry a primit diplome de licență și master în chimie fizică , Ph.D. (1928) și MD (1931) în științe medicale. Lucrarea maestrului său a fost legată de studiul tensiunii superficiale a serului sanguin și a fost realizată sub conducerea tatălui său în 1926. [10]

Marian Harkins a obținut succes ca cântăreț de concert. [unu]

Fapte interesante

• În anii copilăriei lui Harkins, Pennsylvania a fost inima industriei petroliere emergente din SUA. La vârsta de 7 ani, și-a investit „averea” de 12 dolari într-o sondă de petrol pe care tatăl său l-a forat în Bradford, Pennsylvania , contribuția sa s-a înmulțit de mai multe ori. Din fericire pentru știință, profiturile sale nu au fost suficient de mari pentru a-l atrage în afacerea cu petrol. [unu]
• În tinerețe, Harkins i-a plăcut alpinismul, a fost un participant activ la drumețiile montane. [unu]

Note

1. ↑ 1 2 3 4 Mulliken RS William Draper Harkins // Academia Națională de Științe, Washington DC, 1975, p. 47-81.
2. ↑ 1 2 Harkins W. D. The Physical Chemistry of Surface Films. New York: Reinhold Pub., 1952. 413 p.
3. ↑ Harkins WD, Humphery EC Tensiunea de suprafață la interfața dintre două lichide // Proceedings of the National Academy of Sciences, 1, 1915, p. 585-590.
4. ↑ Harkins WD, Mattoon RW, Corrin ML Structura micelilor de săpun indicată de raze X și teoria orientării moleculare // Journal of American Society, 68, 1946, p. 220-228.
5. ↑ Harkins WD, Wilson ED Structura atomilor complecși: sistemul hidrogen-heliu // Journal of American Society, 37, 1915, p. 1383-1396.
6. ↑ Harkins WD Abundența elementelor în relație cu structura hidrogen-heliu a atomilor // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2 (4), 1916, p. 216-224.
7. ↑ Harkins WD Construcția atomilor și noul sistem periodic // Science, 50, 1919, p. 577-582.
8. ↑ Harkins WD Separarea elementelor clor și mercur în izotopi // Science, 54, 1921, p. 359-360.
9. ↑ Harkins WD Testul Marsh și potențialul în exces: determinarea cantitativă a arsenicului // Journal of American Society, 32, 1910, p. 518-530.
10. ↑ Eglolf G. Părinți și fii în chimie // Chemical and Engineering News, 22, 1944, p. 804.

Literatură

• Khramov Yu. A. Harkins, William Draper // Fizicieni : Ghid biografic / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. al 2-lea, rev. si suplimentare — M  .: Nauka , 1983. — S. 288. — 400 p. - 200.000 de exemplare.
• Mulliken RS William Draper Harkins // National Academy of Science, Washington DC, 1975, p.47-81.

Site-uri tematice	Genealogie matematică
Dicționare și enciclopedii	Un norvegian grozav Biografie națională americană Britannica (online)
Genealogie și necropole	Găsiți un mormânt
În cataloagele bibliografice BNF : 111788273 GND : 139285970 ISNI : 0000 0000 8358 6836 LCCN : n86867054 NKC : mzk2014830231 NTA : 124554687 SUDOC : 135353483 VIAF : 13814176 WorldCat VIAF : 13814176