| Kenneth Pitzer | |
|---|---|
| Kenneth Pitzer | |
| Syntymäaika | 6. tammikuuta 1914 |
| Syntymäpaikka | Pomona (Kalifornia) |
| Kuolinpäivämäärä | 26. joulukuuta 1997 (83-vuotias) |
| Kuoleman paikka | Berkeley (Kalifornia) |
| Maa | USA |
| Tieteellinen ala | Fysikaalinen kemia |
| Työpaikka | UC Berkeley , Rice University , Stanfordin yliopisto |
| Alma mater | |
| tieteellinen neuvonantaja | Wendell Latimer |
| Opiskelijat | Pimentel, George Claude , Sinanoglu, Oktay , Curl, Robert |
| Palkinnot ja palkinnot | American Chemical Societyn peruskemian palkinto (1943), Priestley-mitali (1969), Yhdysvaltain kansallinen tiedemitali (1975), American Institute of Chemistry -kultamitali (1976), Welch Prize in Chemistry (1984) |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Kenneth Sanborn Pitzer ( 6. tammikuuta 1914 – 26. joulukuuta 1997) oli yhdysvaltalainen fysikaalinen kemisti , Rice Universityn (1961–1968) ja Stanfordin yliopiston (1969–1971) professori ja presidentti . Hän vaikutti merkittävästi ioniliuosteorian, orgaanisten yhdisteiden konformaatioteorian sekä relativistisen kvanttikemian kehittämiseen . [2]
Kenneth Pitzer syntyi Russell Pitzerille, suurelle sitrushedelmien viljelijälle ja Pitzer Collegen perustajalle , sekä Flora Sanbornille, lukion matematiikan opettajalle. Äitinsä hän sai rakkauden matematiikkaan, mikä johti myöhemmin pääsyyn California Institute of Technologyyn. Jo ensimmäisenä vuonna hän osoitti tutkimuskykyä työskennellessään Linus Paulingin kanssa [3] .
Vuonna 1935 hän suoritti kandidaatin tutkinnon California Institute of Technologysta . Suorittaakseen väitöskirjansa hän siirtyy Kalifornian yliopistoon (Berkeley) Wendell Latimerin johdolla. Jo vuonna 1937 hän puolusti väitöskirjaansa aiheesta "Entropioiden ja niihin liittyvien termodynaamisten suureiden teoreettiset laskelmat ja kokeellinen määritys." Samana vuonna Pitzer onnistui saamaan opettajan viran Berkeleyssä.
Toisen maailmansodan aikana Pitzer sai tieteellisen tutkimuksen ja kehityksen toimistolta sopimuksen tutkia kaasuvirtojen lakeja kemiallisten aseiden kehittämiseksi . Vuodesta 1943 vuoteen 1945 hän työskenteli Washingtonissa strategisten palveluiden toimistossa . Lyhyen Berkeley-jakson jälkeen vuonna 1949 hänet kutsuttiin jälleen Washingtoniin työskentelemään atomiprojektin parissa . Hänen aloitteestaan Yhdysvallat valitsi uraanin etsintäsuunnan plutoniumin tuotannon sijaan . Kannata USA:n lämpöydinaseiden kehittämistä .
Vuonna 1951 Pitzer palasi Berkeleyyn uudelleen. Vuosina 1952-1962 hänen akateeminen toimintansa alkoi: 70 julkaisua. Vuodesta 1961 hän on asunut Texasissa , mikä liittyy hänen työhönsä Rice Universityssä . Vuonna 1968 hän palasi Kaliforniaan , johti Stanfordin yliopistoa, vuonna 1971 hän palasi Berkeleyn yliopistoon. Vuonna 1984 Pitzeristä tuli emeritusprofessori Berkeleyssä [4] , mutta hän jatkoi tutkimuksen tekemistä kuolemaansa asti.
Kenneth Pitzer kuoli 26. joulukuuta 1997 sydämen vajaatoimintaan Alta Bates Medical Centerissä Berkeleyssä lyhyen sairauden jälkeen.
Pitzerin ensimmäinen tunnettu löytö tuli hänen väitöskirjansa aikana Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä Wendell Latimerin johdolla jatko-opiskelija J. D. Kempin kanssa, joka työskenteli tuolloin etaanin lämpökapasiteetin mittaamiseksi laskeakseen sen entropian termodynamiikan kolmannen lain perusteella. . Myös entropia voidaan laskea teoreettisesti tilastollisen termodynamiikan menetelmillä. Kun Kemp teki tämän laskelman, hän havaitsi, että teoreettisesti laskettu entropia oli suurempi kuin kokeellinen. Kemp käänsi tämän kysymyksen Pitzerille. Ainoa epätavallinen ominaisuus tilastollisen mekaniikan laskennassa oli, että sisäinen rotaatio saattoi tapahtua CC-sidoksen ympärillä. Tuolloin uskottiin, että tällainen sisäinen pyöriminen tapahtui ilman energiankulutusta. Pitzer ja Kemp ymmärsivät, että kahdella menetelmällä lasketut entropiat voitaisiin sovittaa yhteen ottamalla käyttöön asianmukainen korjaus sisäisen kiertoesteen muodossa . Erinomaisten matemaattisten kykyjen ja kvanttimekaniikan tuntemuksensa ansiosta Pitzer laski sisäisen pyörimisesteen, joka oli noin 3 kcal/mol. [5] Kiertoesteen aiheen kehittämiseksi on julkaistu sarja artikkeleita.
40-luvun ensimmäisellä puoliskolla. Pitzer on julkaissut useita artikkeleita sisäisen pyörimisen omaavien molekyylien energiatasojen ja termodynaamisten toimintojen laskemisesta. [6] Vuonna 1945 julkaistiin tärkeä teos "Syklisten hiilivetyjen muodonmuutosenergia", joka osoitti, että syklopentaani ei ole tasomainen molekyyli, jolle tarvittavat energiat vääristämään C-C-C-kulmaa sekä energiat, jotka ovat välttämättömiä sisäisen voittamiseksi. pyörimisesteet CC-sidosten ympärillä konformaatiosiirtymiä varten. Seuraavana vaiheena oli kuvata syklopentaanissa olevan tason ulkopuolisen hiiliatomin havaittu pyöriminen, jolla on 5 stabiilia konformaatiota vastaavalla viisinkertaisella degeneroituneella energiatasolla. [7] Koska vierekkäisten energiaminimien välinen este on merkityksetön, tunnelointi ei ole ratkaiseva prosessi termiseen siirtymiseen verrattuna ja tason ulkopuolinen atomi voi näyttää pyörivän renkaan ympäri. Koska tähän pyörimiseen ei liity kulmamomenttia, se on "kuvitteellinen" kierto. Pitzer kutsui tätä "pseudo-rotaatioksi".
Ensimmäiset ioniliuostutkimukset suoritti Pitzer ennen toista maailmansotaa. Tämän seurauksena vuonna 1939 julkaistiin artikkeli, jossa yleistettiin vastaavien tilojen teoria ihanteellisiin nesteisiin. [8] 1950-luvulla Pitzer palasi tähän aiheeseen laajentaen vastaavien tilojen teoriaa laajempaan nesteiden luokkaan kuin ihanteellisia ja esittelemällä kriittisen lämpötilan T c ja kriittisen paineen P c parametrien lisäksi , epäsymmetriatekijä ω, joka ottaa huomioon molekyylin topologian. Siksi Pitzer ehdotti "normaalien nesteiden" luokan käyttöönottoa. Kahdella normaalilla nesteellä, joilla on sama arvo ω, on sama kokoonpuristuvuus Z = PV m /(RT) samassa alennetussa lämpötilassa, T r (= T/T c ) ja alennetussa paineessa Pr (=P/P c ).
Pitzerin ensimmäiset tieteelliset julkaisut Berkeleyyn palattuaan liittyivät empiirisen menetelmän kehittämiseen ioniliuosten termodynaamisten ominaisuuksien ennustamiseksi. Debye-Hückelin teoria kuvaa elektrolyyttisten liuosten rajoittavaa käyttäytymistä, mutta siitä tulee epätarkka melko alhaisella ionivahuudella jopa yksinkertaisille, kertavarauksellisille elektrolyyteille. Ioniliuosten kuvauksen laajentamiseksi on ehdotettu erilaisia lähestymistapoja, mutta ne kaikki joko kärsivät rajallisesta tarkkuudesta tai vaativat liikaa empiirisiä parametreja. Pitzer tutki huolellisesti teoreettisia perusteita ja ehdotti kaavaa ioniliuosten termodynaamisen käyttäytymisen kuvaamiseksi käyttäen minimimäärää empiirisiä parametreja. [9] Hän toimitti tälle työlle artikkelin, jossa annettiin hänen parametrien arvot 227 puhtaalle elektrolyyttiselle liuokselle, ja sitten kuvaus sekaelektrolyyttien teoriasta. Nämä kolme hänen julkaisuaan luetellussa järjestyksessä ovat eniten lainattuja. Hänen lähestymistapaansa ioniliuosten termodynamiikkaan käytetään laajasti monilla aloilla, erityisesti geologiassa.
1970-luvulla Pitzer kiinnostui suhteellisuusteorian vaikutuksista kvanttikemiallisiin laskelmiin. Ensimmäinen työ tällä alalla oli f-atomien relativististen vaikutusten erottaminen f-kuoren suojavaikutuksista. Laskelmat suoritettiin ei-relativistisella Hartree-Fock-menetelmällä tavallisille atomeille ja "pseudoatomeille" ilman elektroneja. f-kuori. Mutta pääkysymys, joka huolestutti Pitzeriä, oli kysymys relativististen vaikutusten vaikutuksesta kemialliseen sidokseen . Hän tutki tätä tarkastelemalla useiden raskaiden alkuaineiden reaktiivisuutta ja niiden yhdisteiden stabiilisuutta ja havaitsi, että yksi tärkeimmistä vaikutuksista johtui p-elektronien spin-kiertoradan jakautumisesta. [kymmenen]
Vuodesta 1975 1990-luvun alkuun Pitzer oli aktiivinen ab initio -laskelmissa , pääasiassa molekyyleissä, joissa oli raskaita atomeja. Julkaisujen huippu oli vuonna 1983. Yhteensä Pitzer julkaisi 31 kvanttikemiaa käsittelevää artikkelia myöhäisen Berkeley-kauden aikana.
Vuodesta 1937 hän on toiminut opettajana College of Chemistryssä Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä. Vuodesta 1945 professori Berkeley, vuosina 1947-48. tulee Berkeley College of Arts and Sciences -yliopiston opiskelijaasioiden apulaisdekaani. [11] Tässä tehtävässä hän neuvoi kemian perustutkinto-opiskelijoita.
Kenneth Pitzer on toiminut tunnettujen tutkijoiden tieteellisenä neuvonantajana. Heidän joukossaan on Robert Curle, Nobelin kemian palkinnon voittaja fullereenin löydöstä , joka opiskeli alun perin Rice Institutessa, mutta siirtyi myöhemmin Berkeleyn yliopistoon työskentelemään Pitzerin laboratoriossa. Hänen opinnäytetyönsä Pitzerin johdolla oli siloksaanin sidoskulman määrittäminen IR-spektroskopialla. Toinen kuuluisa Pitzerin opiskelija, kemiallisen laserin keksijä George Pimentel, valmistui väitöskirjansa vuosina 1948-1949. Professorina Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä Pitzer myös ohjasi kuuluisan kemistin Oktay Sinanoglun työtä. Vuonna 1960 julkaistiin heidän yhteinen artikkelinsa adsorboituneiden molekyylien välisistä vuorovaikutusvoimista.
Huolimatta tehdystä suuresta tutkimusmäärästä Pitzer ei koskaan vetäytynyt hallinnollisista tehtävistä uskoen, että tämä toiminta on tutkijoille välttämätöntä. Vuodesta 1945 hän toimi Berkeleyn senaatin budjettikomiteassa. Vuonna 1951 hänestä tuli Berkeley College of Chemistryn dekaani. Hänen johdollaan korkeakoulussa kehitettiin intensiivisesti kemiallista tekniikkaa ja palkattiin uusia opettajia.
50-luvulla Pitzeristä tuli Mills Collegen ja Harvey Mudd Collegen edunvalvoja . Tämä kunnia annettiin hänelle tunnustuksena hänen viisaudesta ja korkeasta asemastaan tiedeyhteisössä. Tämä palvelu oli hänelle tärkeä. Hän toimi useiden vuosien ajan sekä Mills Collegen että Pitzer Collegen luottamusmiehenä. Hän on myös toiminut kahdesti Kansallisen tiedeakatemian hallituksessa ja useissa sekä voittoa tavoittelemattomien että kaupallisten instituutioiden hallituksessa.
Vuosina 1961-1968. Pitzer oli Rice Universityn rehtori. Hänen alaisuudessaan yliopiston ovet olivat avoinna kaikille kansallisuuksille. Pitzerin alaisuudessa Rice sai yliopiston statuksen (aiemmin se oli instituutti), mikä merkitsi humanististen ja yhteiskuntatieteiden saattamista tasa-arvolle luonnontieteiden kanssa, jotka pääosin kehitettiin Rice Institutessa. Päätös vaati huomattavia taloudellisia resursseja, mikä johti lukukausimaksujen käyttöönottoon.
Vuonna 1968 hänestä tuli Stanfordin yliopiston rehtori. Siihen mennessä Stanford oli jo suuri ja tunnettu yliopisto, jonka johtaminen vei Pitzeriltä kaiken ajan ja esti häntä tekemästä tutkimusta. Tämän lisäksi Vietnamin sodan aiheuttamat opiskelijoiden levottomuudet jatkuivat , mikä lopulta pakotti Pitzerin jättämään viran vuonna 1971.
Kenneth Pitzer meni naimisiin Jean Elisabeth Mosherin kanssa heti saatuaan kandidaatin tutkinnon vuonna 1935. Tästä avioliitosta syntyi kolme lasta: Ann, Russell ja John. Vanhin tytär Ann työskentelee ohjelmistokehityksen hallinnassa. Russellista tuli tutkimuskemisti ja luennoitsija Ohion osavaltion yliopistossa. John on tunnettu kansantuloekonomisti. [12] 1940-luvun lopulta lähtien Pitzer-perheellä oli koti Kaliforniassa Clear Lakella.
Harrastuksista Pitzer oli kiinnostunut erilaisista ulkoilulajeista, ennen kaikkea purjehduksesta. Tiedetään myös, että Pitzer suunnitteli ja valmisti itsenäisesti veneitä, valitsi epätavallisia materiaaleja purjeisiin.