Gilbert Newton Lewis: ชีวประวัติและผลงานของนักฟิสิกส์เคมีชาวอเมริกัน

กิลเบิร์ต นิวตัน เลวิส ชาวอเมริกัน เป็นหนึ่งในนักเคมีกายภาพที่ทรงอิทธิพลที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์คนนี้ได้พัฒนาอาชีพส่วนใหญ่ของเขาในฐานะศาสตราจารย์และนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย (เบิร์กลีย์) ต้องเว้นช่วงสองสามปีจากการเกณฑ์ทหารเพื่อช่วยกองทัพสหรัฐในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง โลก.

ผลงานมากมายของเขาในด้านวิทยาศาสตร์ ได้แก่ โครงสร้างลูอิสหรือไดอะแกรมดอท แนวคิดของพันธะโควาเลนต์ การสร้างคำว่าโฟตอน คำจำกัดความของกรดและเบส

ในชีวประวัติของ Gilbert Newton Lewis เราจะทบทวนชีวิตของนักวิทยาศาสตร์คนนี้และจะเน้นถึงผลงานส่วนใหญ่ของเขาในด้านฟิสิกส์และเคมี

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ฟิสิกส์ 10 สาขาและสาขาความรู้"

ชีวประวัติโดยย่อของ Gilbert Newton Lewis

Gilbert Newton Lewis เกิดเมื่อวันที่ 23 ตุลาคม พ.ศ. 2418 ในเมือง Weymouth ของสหรัฐอเมริกา (แมสซาชูเซตส์). พ่อแม่ของเขาชื่อ Mary Burr White Lewis และ Frank Wesley Lewis ซึ่งรับผิดชอบการสอนที่ บ้านของครอบครัวและจนกระทั่งนิวตัน ลูอิสอายุได้ 10 ขวบจึงเริ่มเข้าเรียนในโรงเรียนรัฐบาล

อบรมวิชาการ

ในปี พ.ศ. 2427 นิวตัน ลูอิสพร้อมทั้งครอบครัวต้องย้ายไปที่ลินคอล์น (เนบราสก้า) และ

ตอนอายุ 13 เขาเข้ารับการรักษาที่โรงเรียนมัธยมมหาวิทยาลัยเนแบรสกาต้องขอบคุณผลการเรียนที่ดีของเขา

หลังจากจบการศึกษาระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ลูอิสพิจารณาเรียนเศรษฐศาสตร์ อย่างไรก็ตาม เขาลงเอยด้วยการเลือกเรียนฟิสิกส์และเคมี โดยเข้ารับการรักษาในมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดอันทรงเกียรติในปี พ.ศ. 2436 และสำเร็จการศึกษาในอีกสามปีต่อมา หลังจากสำเร็จการศึกษา เขาทำงานเป็นครูในโรงเรียนเอกชนชื่อ Phillps Academy ซึ่งตั้งอยู่ในเมือง Andover (แมสซาชูเซตส์)

ในปี พ.ศ. 2441 ลูอิสกลับมาที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดเพื่อศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่นำไปสู่ปริญญาโท เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทด้วยการนำเสนอวิทยานิพนธ์เรื่อง "อิเล็กตรอนและโมเลกุล" ในปีต่อมา เขาได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเดียวกันกับวิทยานิพนธ์เรื่อง "ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าและเทอร์โมเคมีบางอย่างของสังกะสีและแคดเมียมอะมัลกัม"

• คุณอาจสนใจ: "5 ยุคแห่งประวัติศาสตร์ (และลักษณะของพวกเขา)"

จบจากฮาร์วาร์ด ไปฝึกงานที่เยอรมัน

หลังจากได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ลูอิสดำรงตำแหน่งในมหาวิทยาลัยเดียวกันเป็นเวลาหนึ่งปี หนึ่งปีต่อมา, ได้ทุนเรียนต่อที่ทำให้เขาเดินทางไปยุโรปเพื่อเรียนต่อจากมือของนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวยุโรปคนสำคัญโดยเริ่มต้นจากการเดินทางไปเยอรมนีในปี พ.ศ. 2432 เพื่อเรียนรู้จากวิลเฮล์ม ออสต์วาลด์ ไลพ์ซิก และที่มหาวิทยาลัยเกิททิงเงน (ประเทศเยอรมนี)

หลังจากการเดินทางไปยุโรป ลูอิสได้รับเสนองานให้รัฐบาลหมู่เกาะฟิลิปปินส์ ซึ่งเขาทำงานอยู่ระยะหนึ่ง ในระหว่างขั้นตอนนั้น เขาได้อุทิศส่วนหนึ่งของงานเพื่อทำการวิจัยเกี่ยวกับการสลายตัวของซิลเวอร์ออกไซด์ จนถึงการตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับงานวิจัยดังกล่าว ซึ่งมีชื่อว่า "Hydration in solution" (Hydration in สารละลาย).

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "Niels Bohr: ชีวประวัติและผลงานของนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก"

กลับประเทศสหรัฐอเมริกา

ในปี พ.ศ. 2442 ลูอิสได้รับเรียกให้ดำรงตำแหน่งหัวหน้าแผนกเคมีที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ซึ่งเขาจะรับใช้จนถึงปี พ.ศ. 2449

หนึ่งปีหลังจากออกจากงานในตำแหน่งศาสตราจารย์และนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ลูอิสได้รับการเสนอให้ ความเป็นไปได้ของการทำงานที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ซึ่งเป็นงานที่เขารับและดำรงตำแหน่งจนถึงปี พ.ศ. 2455 ซึ่งใน แต่งงานกับแมรี่ ฮิงค์ลีย์ เชลดอน ซึ่งเขามีลูกสามคน: มาร์เจอรี, เอ็ดเวิร์ด และริชาร์ด เลวิส

ในช่วงเวลานี้ ลูอิสได้ตีพิมพ์บทความชุดหนึ่งซึ่งเหนือธรรมชาติในสาขาของเขา: "แบบแผนของระบบใหม่เคมีเชิงอุณหพลศาสตร์" และ "The พลังงานปลอดสารเคมี” ซึ่งกลายเป็นศูนย์กลางของบทความชุดต่อมาเกี่ยวกับการกำหนดพลังงานเชิงทดลอง ฟรี.

ในปี ค.ศ. 1908 ลูอิสได้ตีพิมพ์งานวิจัยชิ้นแรกของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพควบคู่ไปกับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ตามแหล่งที่มาซึ่งเขานำเสนอสมมติฐานเกี่ยวกับความเชื่อมโยงที่ค้นพบระหว่างพลังงานและมวล แม้ว่าจะอยู่ในทิศทางที่ต่างไปจากที่ไอน์สไตน์ใช้ในการค้นคว้าของเขา

นอกจากนี้ ในช่วงเวลานั้น เขาได้รับการยอมรับในกลุ่มนักเคมีที่ได้รับการคัดเลือกซึ่งมาเพื่อส่งเสริมด้านอุตุนิยมวิทยาในด้านการวิจัยฟิสิกส์และเคมีในสหรัฐอเมริกา ช่วงเวลานี้โดดเด่นด้วยการทำงานที่เข้มข้นในด้านวิทยาศาสตร์ ทั้งในระดับทฤษฎีและระดับทดลอง ซึ่งดำเนินต่อไปตลอดอาชีพการงานของเขา การทำงานของฟิสิกส์เคมีในเวลานี้ทำให้สามารถวางรากฐานของสาขาการวิจัยต่างๆ ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในทุกวันนี้ โดยนักเคมีและนักฟิสิกส์ทั่วโลก

• คุณอาจสนใจ: "Hendrik Antoon Lorentz: ชีวประวัติและผลงานของนักฟิสิกส์ชาวดัตช์"

เส้นทางที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

หลังจากจบอาชีพที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ลูอิสก็ จ้างให้ทำงานเป็นศาสตราจารย์วิชาเคมีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซึ่งตั้งอยู่ในเมือง เบิร์กลีย์.

หลังจากทำงานเป็นศาสตราจารย์ที่สถาบันแห่งนี้มาระยะหนึ่งแล้ว Lewis เป็นคณบดีคณะเคมีและภาควิชาเคมีของมหาวิทยาลัยเดียวกันสถาบันที่กำลังขยายตัวเต็มที่ในขณะนั้นและส่วนหนึ่งของเครดิตเป็นผลงานอันยิ่งใหญ่ที่ดำเนินการโดยลูอิสรวมทั้งเป็นผลมาจากความเป็นผู้นำ จากประธานของสถาบัน Benjamin Ide Wheeler จึงทำให้ University of California เป็นหนึ่งในมหาวิทยาลัยที่โดดเด่นที่สุดในสหรัฐอเมริกา

นอกจากนี้ ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย ลูอิสยังได้รับสิ่งอำนวยความสะดวกเชิงนวัตกรรมเพื่อปฏิบัติหน้าที่ในฐานะนักวิจัย ซึ่งเขาใช้ประโยชน์สูงสุดจากสิ่งนี้ สิ่งแรกที่เขาทำเมื่อได้รับการแต่งตั้งเป็นคณบดีคือ แผนกฟื้นฟู รับสมัครคนหนุ่มสาว นักวิจัยซึ่งภายใต้การนำของ Lewis ได้ร่วมกันทำงานที่มีผลสำเร็จ นักวิจัย. นวัตกรรมอีกประการหนึ่งของ Lewis คือการลบตำแหน่งตามลำดับชั้นภายในแผนกของเขา เพื่อให้พวกเขาทั้งหมดเป็นอาจารย์ในระดับเดียวกัน เช่นเดียวกับนักวิจัย

เนื่องจากไม่มีลำดับชั้น ลูอิสจึงอนุญาตให้มีเสรีภาพในการแสดงออกภายในคณะที่อนุญาตให้มีความคิดเห็นที่หลากหลายซึ่งส่งผลให้เกิดการอภิปรายซึ่งสมาชิกทุกคน รวมทั้งนักเรียน สามารถโต้แย้งข้อสรุปของพวกเขาเกี่ยวกับหัวข้อใดๆ ที่เกิดขึ้นได้

ว่ากันว่าในวิทยาลัย พวกเขากลายเป็นเหมือนชาวเอเธนส์คลาสสิก ดังนั้นพวกเขาจึงอภิปรายและแบ่งปันแนวคิดที่หลุดลอยไปจากพวกเขาอย่างต่อเนื่อง มาในเบื้องต้นเกี่ยวกับประเด็นที่กำลังหารือกันภายใต้คติที่ว่าทั้งแผนกโดยรวมมีมากกว่าผลรวมของสมาชิกดังนั้น รายบุคคล.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ปฏิกิริยาเคมี 11 ชนิด"

ในกองทัพสหรัฐในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง

ในปี 1914 แม้จะเกิดการระบาดของสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ลูอิสยังคงทำงานของเขาต่อไป และในปี 1917 ถูกเกณฑ์ไปช่วยในกองทัพสหรัฐ ในที่สุดก็ได้รับตำแหน่งบัญชาการในกองป้องกันภัยในบริการสงครามเคมีดำเนินงานอย่างกว้างขวางขอบคุณกองทัพของประเทศของเขาสามารถลดจำนวน .ได้อย่างมาก การสูญเสียเมื่อเทียบกับปีก่อนการรวมตัวเนื่องจากการใช้ก๊าซโดยกองทัพด้านข้าง ศัตรู.

ลูอิสช่วยกองทัพสหรัฐให้บรรลุประสิทธิภาพในการปกป้องทหารของตนจากก๊าซที่ประเทศฝ่ายศัตรูต่อสู้อย่างมีประสิทธิภาพ

ต่อด้วยการสำรวจทางฟิสิกส์และเคมี

หลังสงครามยุติ ลูอิส ทรงพระราชทานเครื่องอุปโภคบริโภคแก่กองทัพประเทศอย่างมีเกียรติสูงสุด. ย้อนกลับไปที่แคลิฟอร์เนีย เขาเริ่มทำงานเป็นผู้ช่วยของ Merle Randall ในการวิจัยของเธอเกี่ยวกับบทความเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์

ในปี พ.ศ. 2466 ทั้ง ได้ตีพิมพ์ผลงานอันยอดเยี่ยมในหัวข้อ "อุณหพลศาสตร์กับพลังงานอิสระของสารเคมี"ซึ่งเป็นตัวแทนของงานทั้งหมดที่เขาค้นคว้ามาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2442

ปีสุดท้ายและความตาย

ในปีพ.ศ. 2469 เขาได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้บัญญัติคำว่า "โฟตอน" เพื่ออ้างถึงหน่วยพลังงานรังสีที่เล็กที่สุด และเจ็ดปีต่อมา เป็นนักเคมีคนแรกที่ผลิตตัวอย่างบริสุทธิ์ของดิวเทอเรียมออกไซด์ (น้ำแรง). เขายังสามารถตรวจสอบคุณสมบัติหลายประการของนิวคลีออนจากการเร่งความเร็วของนิวตรอนในไซโคลตรอนของเออร์เนสต์ ลอว์เรนซ์

ในปี 1946 ลูอิสเสียชีวิตด้วยภาวะหัวใจหยุดเต้นขณะทำวิจัยในห้องปฏิบัติการของเขาที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "วิทยาศาสตร์หลัก 4 ประเภท (และสาขาการวิจัย)"

ผลงานที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของ Gilbert Newton Lewis ต่อวิทยาศาสตร์

ตลอดอาชีพการทำงานอันยาวนานของเขาในฐานะนักวิจัย ลูอิสได้ค้นพบสิ่งที่เกี่ยวข้องด้วยเหตุนี้ ได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลโนเบลสาขาเคมี แม้ว่าเขาจะไม่เคยได้รับรางวัลก็ตาม. ท่ามกลางการมีส่วนร่วมมากมายของเขาในด้านวิทยาศาสตร์ เราจะเน้นสิ่งต่อไปนี้

1. โครงสร้างลูอิสหรือไดอะแกรมดอท

อาจเป็นส่วนสนับสนุนที่สำคัญที่สุดในวิทยาศาสตร์ของกิลเบิร์ต นิวตัน ลิวอิส ซึ่งได้มีการทำอย่างละเอียดถี่ถ้วนเพื่อใช้วิธีการต่างๆ เพื่อแสดงโครงสร้างของโมเลกุล

นักวิทยาศาสตร์คนนี้ ได้ตั้งสมมติฐานว่าอะตอมสามารถจับตัวกันได้โดยการเปรียบเทียบคู่อิเล็กตรอน. จากสิ่งนี้ เขาได้พัฒนาสัญลักษณ์ของโครงสร้าง

ทฤษฎีพันธะที่พัฒนาขึ้นโดยอิงจากทฤษฎีของลูอิส ช่วยนำพันธะเคมีทุกชนิดมารวมกันในแนวคิดเดียวกัน

2. พันธะโควาเลนต์

พันธะโควาเลนต์ กำหนดโดย Lewinเป็นรัฐธรรมนูญของอะตอมสองอะตอมที่รวมกันในลักษณะที่อ็อกเต็ตที่เสถียรเกิดขึ้นพร้อม ๆ กับที่พวกมันแบ่งปัน อิเล็คตรอนระดับสุดท้าย ยกเว้นไฮโดรเจน ซึ่งสามารถบรรลุความเสถียรโดยมีสอง อิเล็กตรอน

3. โฟตอน

ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Lewin คิดค้นแนวคิดของโฟตอนเพื่อตั้งชื่อหน่วยพลังงานแสงที่เล็กที่สุดซึ่งสามารถส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ทุกรูปแบบ เช่น รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา อินฟราเรด ไมโครเวฟ รังสีอัลตราไวโอเลต เป็นต้น