Robert S. Mulliken - Robert S. Mulliken

Robert Mulliken
Mulliken, Robert 1929 Chicago.jpg
Robert Mulliken, Chicago 1929
Geboren
Robert Sanderson Mulliken

7. Juni 1896 ( 1896-06-07 )
Ist gestorben 31. Oktober 1986 (1986-10-31)(im Alter von 90 Jahren)
Alma Mater MIT-
Universität Chicago
Bekannt für Molekülorbitaltheorie
Auszeichnungen
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Chemie , Physik

Robert Sanderson Mulliken ForMemRS (7. Juni 1896 – 31. Oktober 1986) war ein US-amerikanischer Physiker und Chemiker , der vor allem für die frühe Entwicklung der Molekülorbitaltheorie , dh die Ausarbeitung der Molekülorbitalmethode zur Berechnung der Struktur von Molekülen, verantwortlich war . Mulliken erhielt 1966 den Nobelpreis für Chemie und 1983 die Priestley-Medaille .

Frühe Jahre

Robert Mulliken wurde in Newburyport, Massachusetts geboren . Sein Vater, Samuel Parsons Mulliken , war Professor für organische Chemie am Massachusetts Institute of Technology . Als Kind lernte Robert Mulliken den Namen und die botanische Klassifikation von Pflanzen und hatte im Allgemeinen ein ausgezeichnetes, aber selektives Gedächtnis. Er lernte zum Beispiel gut genug Deutsch , um den Kurs in wissenschaftlichem Deutsch am College zu überspringen, konnte sich aber nicht an den Namen seines Deutschlehrers an der High School erinnern. Schon als Kind lernte er den Physikochemiker Arthur Amos Noyes kennen .

Mulliken half bei einigen redaktionellen Arbeiten, als sein Vater seinen vierbändigen Text über die Identifizierung organischer Verbindungen schrieb, und wurde so zu einem Experten für organisch-chemische Nomenklatur .

Ausbildung

In der High School in Newburyport folgte Mulliken einem wissenschaftlichen Lehrplan. Er schloss sein Studium 1913 ab und erhielt ein Stipendium für das MIT, das zuvor von seinem Vater gewonnen worden war. Wie sein Vater studierte er Chemie . Bereits während seines Studiums führte er seine ersten publikationsfähigen Forschungsarbeiten durch: zur Synthese organischer Chloride. Da er sich seiner zukünftigen Richtung nicht sicher war, nahm er einige Chemieingenieurkurse in seinen Lehrplan auf und verbrachte einen Sommer damit, Chemiefabriken in Massachusetts und Maine zu besichtigen . Er erhielt 1917 seinen BS- Abschluss in Chemie vom MIT.

Frühe Karriere

Zu dieser Zeit waren die Vereinigten Staaten gerade in den Ersten Weltkrieg eingetreten , und Mulliken nahm eine Stelle an der American University in Washington, DC an , wo er unter James B. Conant Giftgas herstellte . Nach neun Monaten wurde er in den Chemical Warfare Service des Heeres eingezogen , setzte aber die gleiche Aufgabe fort. Seine Labortechniken ließen zu wünschen übrig und er war monatelang mit Verbrennungen außer Dienst. Später erkrankte er an einer schweren Grippe und wurde bei Kriegsende immer noch ins Krankenhaus eingeliefert.

Nach dem Krieg nahm er eine Stelle an, um die Auswirkungen von Zinkoxid und Ruß auf Gummi zu untersuchen , entschied jedoch schnell, dass dies nicht die Art von Chemie war, die er verfolgen wollte. Daher trat er 1919 in den Ph.D. Programm an der University of Chicago .

Graduierte und frühe Postdoc-Ausbildung

Mulliken promovierte im Jahr 1921 bezogen auf die Erforschung der Trennung von Isotopen von Quecksilber durch Verdampfen und fortgesetzt durch dieses Verfahren in seiner Isotopentrennung. Während seiner Zeit in Chicago belegte er einen Kurs bei dem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Physiker Robert A. Millikan , der ihn mit der alten Quantentheorie vertraut machte . Er interessierte sich auch für seltsame Moleküle, nachdem er sich mit Arbeiten von Hermann I. Schlesinger über Diboran beschäftigt hatte .

Robert Mulliken, Chicago 1929 (dritter von rechts)

In Chicago hatte er ein Stipendium des National Research Council (NRC) erhalten, das einen Großteil seiner Arbeit zur Isotopentrennung finanziert hatte. Das NRC-Stipendium wurde 1923 um zwei Jahre verlängert, damit er Isotopeneffekte auf Bandspektren von zweiatomigen Molekülen wie Bornitrid (BN) untersuchen konnte (Vergleich von Molekülen mit B 10 und B 11 ). Er ging an die Harvard University , um bei Frederick A. Saunders spektrographische Techniken und bei EC Kemble die Quantentheorie zu erlernen . Zu dieser Zeit konnte er mit J. Robert Oppenheimer und vielen zukünftigen Nobelpreisträgern zusammenarbeiten, darunter John H. Van Vleck und Harold C. Urey . Er traf auch John C. Slater , der mit Niels Bohr zusammengearbeitet hatte .

1925 und 1927 reiste Mulliken nach Europa und arbeitete mit herausragenden Spektroskopikern und Quantentheoretikern wie Erwin Schrödinger , Paul AM Dirac , Werner Heisenberg , Louis de Broglie , Max Born und Walther Bothe (die schließlich alle den Nobelpreis erhielten) und Friedrich Hund , der damals Borns Assistent war. Sie alle sowie Wolfgang Pauli entwickelten die neue Quantenmechanik , die schließlich die alte Quantentheorie ablösen würde. Mulliken wurde insbesondere von Hund beeinflusst, der an der Quanteninterpretation von Bandspektren von zweiatomigen Molekülen gearbeitet hatte, den gleichen Spektren, die Mulliken in Harvard untersucht hatte. 1927 arbeitete Mulliken mit Hund zusammen und entwickelte daraus seine Molekülorbitaltheorie , bei der Elektronen Zuständen zugeordnet werden, die sich über ein ganzes Molekül erstrecken. Infolgedessen wurde die Molekülorbitaltheorie auch als Hund-Mulliken-Theorie bezeichnet.

Frühe wissenschaftliche Karriere

Von 1926 bis 1928 lehrte er an der Physikabteilung der New York University (NYU). Dies war seine erste Anerkennung als Physiker. Obwohl seine Arbeit von Chemikern als wichtig angesehen wurde, lag sie eindeutig an der Grenze zwischen den beiden Wissenschaften und beide würden ihn von diesem Zeitpunkt an beanspruchen. Anschließend kehrte er als außerordentlicher Professor für Physik an die University of Chicago zurück und wurde 1931 zum ordentlichen Professor ernannt. Zuletzt hatte er eine gemeinsame Position in den Fachbereichen Physik und Chemie inne. Sowohl an der NYU als auch in Chicago verfeinerte er seine Molekülorbitaltheorie weiter.

Bis zu diesem Zeitpunkt basierte die primäre Methode zur Berechnung der elektronischen Struktur von Molekülen auf einer Rechnung von Walter Heitler und Fritz London am Wasserstoffmolekül (H 2 ) aus dem Jahr 1927. Mit der Vorstellung hybridisierter Atomorbitale von John C. Slater und Linus Pauling , der die beobachteten Molekülgeometrien rationalisierte, basierte die Methode auf der Prämisse, dass die Bindungen in jedem Molekül auf ähnliche Weise wie die Bindung in H 2 beschrieben werden könnten , nämlich als überlappende Atomorbitale, die um die beteiligten Atome zentriert sind. Da sie den Vorstellungen der Chemiker von lokalisierten Bindungen zwischen Atompaaren entsprach, war diese Methode (als Valence-Bond (VB) oder Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP) -Methode bezeichnet) sehr beliebt. Beim Versuch, die Eigenschaften angeregter Zustände (von einer Energiequelle angeregte Moleküle) zu berechnen, funktioniert die VB-Methode nicht immer gut. Mit der Beschreibung der Elektronenwellenfunktionen in Molekülen als delokalisierte Molekülorbitale, die die gleiche Symmetrie wie das Molekül besitzen , erwies sich die Molekülorbitalmethode von Hund und Mulliken, einschließlich der Beiträge von John Lennard-Jones , als flexibler und auf eine Vielzahl von Anwendungen anwendbar von Molekülarten und Molekülfragmenten und hat die Valenzbindungsmethode in den Schatten gestellt. Als Ergebnis dieser Entwicklung erhielt er 1966 den Nobelpreis für Chemie.

Mulliken wurde 1936 Mitglied der National Academy of Sciences , das damals jüngste Mitglied in der Geschichte der Organisation. 1967 wurde er zum Foreign Member der Royal Society (ForMemRs) gewählt .

Nach ihm ist die Mulliken-Populationsanalyse benannt, eine Methode, um Atomen in einem Molekül Ladungen zuzuordnen.

Persönliches Leben

Am 24. Dezember 1929 heiratete er Mary Helen von Noé, Tochter von Adolf Carl Noé , einem Geologieprofessor an der University of Chicago. Sie hatten zwei Töchter.

Spätere Jahre

1934 entwickelte er eine neue Skala zur Messung der Elektronegativität von Elementen. Dies korreliert nicht ganz mit der Skala von Linus Pauling , steht aber im Allgemeinen in enger Übereinstimmung.

Im Zweiten Weltkrieg , von 1942 bis 1945, leitete Mulliken das Informationsbüro für das Plutonium- Projekt der University of Chicago . Danach entwickelte er mathematische Formeln, um den Fortschritt der Molekülorbitaltheorie zu ermöglichen.

Im Jahr 1952 begann er anzuwenden Quantenmechanik auf die Analyse der Reaktion zwischen Lewis - Säure und Base Molekülen . (Siehe Säure-Base-Reaktionstheorien .) Er wurde 1961 zum Distinguished Professor of Physics and Chemistry ernannt und setzte seine Studien der Molekülstruktur und Spektren fort , die von zweiatomigen Molekülen bis hin zu großen komplexen Aggregaten reichten. 1981 wurde Mulliken Gründungsmitglied des Weltkulturrats . 1983 erhielt Mulliken den Golden Plate Award der American Academy of Achievement . 1985 ging er in den Ruhestand. Seine Frau starb 1975.

Im Alter von 90 Jahren starb Mulliken am 31. Oktober 1986 im Haus seiner Tochter in Arlington, Virginia, an kongestiver Herzinsuffizienz . Sein Leichnam wurde zur Beerdigung nach Chicago zurückgebracht .

Verweise

Externe Links