Gilbert Newton Lewis: βιογραφία και συνεισφορές αυτού του Αμερικανού φυσικοχημικού

Ο Γκίλμπερτ Νιούτον Λιούις, Αμερικανός υπήκοος, ήταν ένας από τους πιο σημαντικούς φυσικούς χημικούς του 20ού αιώνα. Αυτός ο επιστήμονας ανέπτυξε το μεγαλύτερο μέρος της καριέρας του ως καθηγητής και ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια (Berkeley). έπρεπε να κάνει ένα διάλειμμα για μερικά χρόνια από την επιστράτευση για να βοηθήσει τον αμερικανικό στρατό κατά τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο Κόσμος.

Οι πολλές συνεισφορές του στην επιστήμη περιλαμβάνουν τη δομή ή τα διαγράμματα κουκκίδων Lewis, την έννοια του ομοιοπολικού δεσμού, τη δημιουργία του όρου φωτόνιο, τον ορισμό του οξέος και της βάσης.

Σε αυτή τη βιογραφία του Gilbert Newton Lewis θα κάνουμε μια ανασκόπηση της ζωής αυτού του επιστήμονα, και θα τονίσει μεγάλο μέρος της συνεισφοράς του στον τομέα της φυσικής και της χημείας.

• Σχετικό άρθρο: «Οι 10 κλάδοι της Φυσικής και τα γνωστικά τους πεδία»

Σύντομη βιογραφία του Gilbert Newton Lewis

Ο Gilbert Newton Lewis γεννήθηκε στις 23 Οκτωβρίου 1875 στην αμερικανική πόλη Weymouth. (Μασαχουσέτη). Οι γονείς του ονομάζονταν Mary Burr White Lewis και Frank Wesley Lewis, οι οποίοι ήταν υπεύθυνοι για τη διδασκαλία στο το σπίτι της οικογένειας και μόλις ο Newton Lewis έγινε 10 ετών άρχισε να πηγαίνει σε δημόσιο σχολείο.

Ακαδημαϊκή εκπαίδευση

Το 1884 ο Νιούτον Λιούις, μαζί με την οικογένειά του, έπρεπε να μετακομίσουν στο Λίνκολν (Νεμπράσκα) και Σε ηλικία 13 ετών, έγινε δεκτός στο Λύκειο του Πανεπιστημίου της Νεμπράσκα., χάρη στις καλές ακαδημαϊκές του επιδόσεις.

Αφού τελείωσε τις σπουδές του στο γυμνάσιο, ο Lewis σκέφτηκε να σπουδάσει οικονομικά. Ωστόσο, κατέληξε να σπουδάσει φυσική και χημεία, καθώς έγινε δεκτός το 1893 στο διάσημο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και από όπου αποφοίτησε τρία χρόνια αργότερα. Μετά την αποφοίτησή του εργάστηκε ως δάσκαλος σε ένα ιδιωτικό σχολείο που ονομάζεται Phillps Academy, που βρίσκεται στην πόλη Andover (Μασαχουσέττες).

Το 1898, ο Lewis επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ για να σπουδάσει για μεταπτυχιακό που οδήγησε σε μεταπτυχιακό. Ολοκλήρωσε το μεταπτυχιακό του πτυχίο με τίτλο «Το ηλεκτρόνιο και ένα μόριο». Την επόμενη χρονιά απέκτησε διδακτορικό στο ίδιο πανεπιστήμιο με τη διατριβή του με τίτλο «Μερικές ηλεκτροχημικές και θερμοχημικές αντιδράσεις αμαλγαμάτων ψευδαργύρου και καδμίου».

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: «Οι 5 εποχές της Ιστορίας (και τα χαρακτηριστικά τους)»

Μετά την αποφοίτησή του από το Χάρβαρντ: εκπαίδευση στη Γερμανία

Αφού έλαβε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, ο Λιούις κατείχε μια θέση στο ίδιο πανεπιστήμιο για ένα χρόνο. Ενα χρόνο μετά, κατάφερε να λάβει μια υποτροφία που του επέτρεψε να ταξιδέψει στην Ευρώπη για να συνεχίσει τη μάθησή του στα χέρια σημαντικών Ευρωπαίων φυσικών και χημικών, ξεκινώντας με το ταξίδι του στη Γερμανία το 1889 για να μάθει από τον Wilhelm Ostwald Leipzig και επίσης στο Πανεπιστήμιο του Göttingen (Γερμανία).

Μετά το ταξίδι του στην Ευρώπη, στον Λιούις προσφέρθηκε δουλειά στην κυβέρνηση των Φιλιππίνων Νήσων, όπου εργάστηκε για ένα διάστημα. Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου αφιέρωσε μέρος της δουλειάς του στη διεξαγωγή έρευνας σχετικά με την αποσύνθεση του οξειδίου του αργύρου, φτάνοντας στο σημείο να δημοσιεύσει ένα άρθρο σχετικά με την εν λόγω έρευνα, το οποίο είχε τον τίτλο "Hydration in solution" (Hydration in λύση).

• Σχετικό άρθρο: "Niels Bohr: βιογραφία και συνεισφορές αυτού του Δανού φυσικού"

Επιστροφή στις Ηνωμένες Πολιτείες

Το 1899, ο Lewis κλήθηκε στην έδρα της χημείας στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, όπου θα υπηρετήσει μέχρι το 1906.

Το έτος αφότου άφησε τη δουλειά του ως καθηγητής και ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, στον Λιούις προσφέρθηκε δυνατότητα να εργαστεί στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, δουλειά που αποδέχτηκε και κράτησε μέχρι το 1912, έτος στο οποίο παντρεύτηκε τη Mary Hinckley Sheldon, με την οποία απέκτησε 3 παιδιά: Margery, Edward και Richard Lewis.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο Lewis δημοσίευσε μια σειρά άρθρων που ήταν υπερβατικά στον τομέα του: «Σχήματα ενός νέου συστήματος θερμοδυναμικής χημείας» και «The χημική ελεύθερη ενέργεια», η οποία έγινε ο πυρήνας μιας σειράς μεταγενέστερων άρθρων σχετικά με τους πειραματικούς προσδιορισμούς των ενεργειών Ελεύθερος.

Το 1908, ο Lewis δημοσίευσε την πρώτη του έρευνα για τη θεωρία της σχετικότητας παράλληλα με τον Albert Einstein σύμφωνα με πηγές, όπου παρουσιάζει την υπόθεση για τη σχέση που ανακαλύφθηκε μεταξύ ενέργειας και μάζας, αν και σε διαφορετική κατεύθυνση από αυτή που χρησιμοποίησε ο Αϊνστάιν στην έρευνά του.

Επιπλέον, εκείνη την περίοδο έγινε δεκτός στην επίλεκτη ομάδα των χημικών που ήρθαν για να προωθήσουν μετεωρικά τον τομέα της έρευνας στη φυσική και τη χημεία στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αυτή η περίοδος σημαδεύτηκε από έντονη δουλειά στον επιστημονικό τομέα, τόσο σε θεωρητικό όσο και σε πειραματικό επίπεδο, η οποία συνεχίστηκε σε όλη τη διάρκεια της καριέρας του. Το έργο των φυσικοχημικών αυτής της εποχής επέτρεψε να τεθούν τα θεμέλια πολλών ερευνητικών πεδίων που είναι ευρέως αναγνωρισμένα σήμερα. από χημικούς και φυσικούς σε όλο τον κόσμο.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Hendrik Antoon Lorentz: βιογραφία και συνεισφορές αυτού του Ολλανδού φυσικού"

Τροχιά στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια

Μετά την ολοκλήρωση της καριέρας του στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, ο Lewis ήταν προσλήφθηκε για να εργαστεί ως καθηγητής χημείας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, που βρίσκεται στην πόλη Μπέρκλεϋ.

Αφού εργάστηκε ως καθηγητής σε αυτό το ίδρυμα για μια περίοδο, ο Lewis Έγινε κοσμήτορας της Χημικής Σχολής και του Χημικού Τμήματος του ίδιου πανεπιστημίου, ένα ίδρυμα που βρισκόταν σε πλήρη επέκταση εκείνη την εποχή και μέρος της πίστωσης ήταν για το σπουδαίο έργο που επιτέλεσε ο Lewis, καθώς και το αποτέλεσμα της ηγεσίας από τον πρόεδρο του ιδρύματος, Benjamin Ide Wheeler, καθιστώντας έτσι το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια ένα από τα πιο διακεκριμένα πανεπιστήμια στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Επιπλέον, στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, παρασχέθηκε στον Lewis μια καινοτόμος δυνατότητα για να ασκήσει τα καθήκοντά του ως ερευνητής, από την οποία αξιοποίησε στο έπακρο. Το πρώτο πράγμα που έκανε όταν διορίστηκε Κοσμήτορας ήταν μια ανανέωση τμημάτων, στρατολογώντας νέους ερευνητές που, υπό την ηγεσία του Lewis, πέτυχαν από κοινού γόνιμη εργασία ερευνητής. Μια άλλη από τις καινοτομίες του Lewis ήταν η κατάργηση ιεραρχικών θέσεων στο τμήμα του, έτσι ώστε να είναι όλοι καθηγητές στην ίδια βαθμίδα, καθώς και ερευνητές.

Δεδομένου ότι δεν υπήρχε ιεραρχία, ο Lewis επέτρεψε την ελευθερία της έκφρασης εντός της σχολής που επέτρεπε τη διαφορετικότητα απόψεων, η οποία καταλήγει σε μια συζήτηση στην οποία κάθε ένα από τα μέλη, συμπεριλαμβανομένων των μαθητών, θα μπορούσε να υποστηρίξει τα συμπεράσματά του για οποιοδήποτε θέμα προέκυπτε.

Λέγεται ότι στο κολέγιο έγιναν σαν τους κλασικούς Αθηναίους, οπότε συζητούσαν συνεχώς και μοιράζονταν ιδέες που τους ξέφευγαν. έρχεται στο προσκήνιο σε σχέση με τα θέματα που συζητούνταν, με το σύνθημα ότι ολόκληρο το τμήμα στο σύνολό του ήταν κάτι περισσότερο από το άθροισμα των μελών του, άρα άτομο.

• Σχετικό άρθρο: "Οι 11 τύποι χημικών αντιδράσεων"

Στον στρατό των ΗΠΑ κατά τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο

Το 1914, παρά το ξέσπασμα του Α' Παγκοσμίου Πολέμου, ο Lewis συνέχισε το έργο του και το 1917, επιστρατεύτηκε για να βοηθήσει στον στρατό των Ηνωμένων Πολιτειών, αποκτώντας τελικά τη θέση διοίκησης στο τμήμα Άμυνας στην Υπηρεσία Χημικού Πολέμου, πραγματοποιώντας εκτεταμένες εργασίες, χάρη στις οποίες ο στρατός της χώρας του μπόρεσε να μειώσει σημαντικά τον αριθμό των απώλειες σε σχέση με τα χρόνια πριν από την ένταξή τους λόγω χρήσης αερίου από τους στρατούς της πλευράς εχθρός.

Ο Lewis βοήθησε τον αμερικανικό στρατό να επιτύχει μεγάλη αποτελεσματικότητα στην προστασία των στρατιωτών του από αυτό το αέριο με το οποίο πολέμησαν οι χώρες της εχθρικής πλευράς.

Συνεχίζοντας τις έρευνες στη Φυσική και τη Χημεία

Μετά το τέλος του πολέμου, ο Λιούις Παρασημοφορήθηκε για τη βοήθεια που δόθηκε στον στρατό της χώρας του με τις υψηλότερες τιμές. Πίσω στην Καλιφόρνια, άρχισε να εργάζεται ως βοηθός της Merle Randall στην έρευνά της για την πραγματεία για τη θερμοδυναμική.

Το 1923 και οι δύο εξέδωσε το σπουδαίο έργο τους, με τίτλο «Θερμοδυναμική και ελεύθερη ενέργεια των χημικών ουσιών», το οποίο αντιπροσώπευε όλη την εργασία που ερευνούσε από το 1899.

Τελευταία χρόνια και θάνατος

Το 1926, αναγνωρίστηκε ότι επινόησε τον όρο «φωτόνιο» για να αναφέρεται στη μικρότερη μονάδα ακτινοβολούμενης ενέργειας και, επτά χρόνια αργότερα, ήταν ο πρώτος χημικός που παρήγαγε ένα καθαρό δείγμα οξειδίου του δευτερίου (βαρύ νερό). Κατάφερε επίσης να εξετάσει αρκετές από τις ιδιότητες των νουκλεονίων από την επιτάχυνση των νετρονίων στο κυκλοτρόνιο του Έρνεστ Λόρενς.

Το 1946, ο Lewis πέθανε από καρδιακή ανακοπή ενώ έκανε έρευνα στο εργαστήριό του στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια.

• Σχετικό άρθρο: "Οι 4 κύριοι τύποι επιστήμης (και τα πεδία έρευνάς τους)"

Οι πιο σχετικές συνεισφορές του Gilbert Newton Lewis στην επιστήμη

Σε όλη τη μακρόχρονη καριέρα του ως ερευνητής ο Lewis έκανε σχετικές ανακαλύψεις χάρη στις οποίες προτάθηκε για το Νόμπελ Χημείας, αν και δεν το κέρδισε ποτέ. Ανάμεσα στις πολλές συνεισφορές του στην επιστήμη, θα επισημάνουμε τα ακόλουθα.

1. Δομή Lewis ή διαγράμματα κουκκίδων

Είναι ίσως η πιο σημαντική συνεισφορά στην επιστήμη του Gilbert Newton Lewis, η οποία επεξεργάστηκε προκειμένου να χρησιμοποιήσει διάφορες μεθόδους για να μπορέσει να αναπαραστήσει τη δομή ενός μορίου.

Αυτός ο επιστήμονας επινόησε την υπόθεση που υπέθεσε ότι τα άτομα ήταν σε θέση να συγκρατηθούν μαζί συγκρίνοντας ζεύγη ηλεκτρονίων. Με βάση αυτό ανέπτυξε τον συμβολισμό των δομών.

Η θεωρία των δεσμών που αναπτύχθηκε με βάση αυτή του Lewis, βοήθησε να συγκεντρωθούν όλα τα είδη των χημικών δεσμών στην ίδια ιδέα.

2. Ομοιοπολικό δεσμό

Ο ομοιοπολικός δεσμός, που εννοιολογήθηκε από τον Lewin, είναι η σύσταση δύο ατόμων ενωμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζεται μια σταθερή οκτάδα, την ίδια στιγμή που μοιράζονται το ηλεκτρόνια του τελευταίου επιπέδου, με εξαίρεση το υδρογόνο, το οποίο είναι ικανό να επιτύχει σταθερότητα έχοντας δύο ηλεκτρόνια.

3. Φωτόνιο

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο Lewin επινόησε την έννοια του φωτονίου για να ονομάσει την πιο μικροσκοπική μονάδα φωτεινής ενέργειας, το οποίο είναι ικανό να μεταδίδει όλες τις πιθανές μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όπως ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα, υπέρυθρες, μικροκύματα, υπεριώδεις ακτίνες κ.λπ.