Gilbert Lewis

Nascimento: 23 de outubro de 1875, Weymouth, Massachusetts, EUA.

Falecimento: 23 de março de 1946 (70 anos) Berkeley, Califórnia, EUA.

Nacionalidade: Americano.

Campos: Físico-químico.

Orientador: de Doutorado Theodore William Richards.

Doutorandos: Michael Kasha Harold Urey Glenn T. Seaborg.

Conhecido por: Covalente vínculo Lewis dot estruturas de ligação de valência teoria teoria eletrônica de ácidos e bases termodinâmica química água pesada. Nomeado fóton explicou fosforescência.

Influências: Irving Langmuir Merle Randall.

Prêmios notáveis: Fellow da Royal Society..

Gilbert Lewis – Vida

Uma vez que os físicos que estudam a estrutura do átomo começaram a perceber que os elétrons em torno do núcleo teve um arranjo especial, os químicos começaram a investigar como essas teorias correspondem à química conhecida dos elementos e as suas capacidades de ligação.

Gilbert Newton Lewis (1875-1946) foi fundamental no desenvolvimento de uma teoria de ligação com base no número de elétrons no exterior “valência” do átomo.

Em 1902, enquanto Lewis estava tentando explicar valência para seus alunos, ele descreveu como átomos construído de uma série concêntrica de cubos com os elétrons em cada canto. Este “átomo cúbico”, explicaram os oito grupos na tabela periódica e representou sua idéia de que as ligações químicas são formadas por transferência de elétrons para dar a cada átomo de um conjunto completo de oito elétrons exteriores (uma “octeto”).

A Teoria da ligação química de Lewis continuou a evoluir e, em 1916, ele publicou seu artigo seminal sugerindo que uma ligação química é um par de elétrons compartilhado por dois átomos.

Nos casos em que não há compartilhamento estava envolvido, Lewis em 1923 redefiniu um ácido como qualquer átomo ou molécula com um octeto incompleto que foi, assim, capaz de aceitar elétrons de outro átomo; bases foram, é claro, doadores de elétrons.

Lewis também foi importante no desenvolvimento do campo da termodinâmica e aplicação da sua legislação aos sistemas químicos reais. No final do século 19, quando ele começou a trabalhar, a lei da conservação da energia e de outras relações termodinâmicas eram conhecidos somente como equações isoladas. Lewis construído sobre o trabalho de outro pioneiro americano em termodinâmica, Josiah Willard Gibbs, da Universidade Yale, cujas contribuições foram apenas lentamente reconhecido. Seu trabalho era de imenso valor para predizer reações vai quase até o fim, alcançar um equilíbrio, ou prosseguir quase não em todos, e se uma mistura de produtos químicos podem ser separados por destilação.

Gilbert Lewis – Biografia

Gilbert Newton Lewis

Gilbert Newton Lewis foi um americano físico-químico conhecido pela descoberta da ligação covalente e seu conceito de pares de elétrons , suas estruturas de Lewis dot e outras contribuições para a valência teoria de ligação moldaram modernas teorias da ligação química.

Lewis contribuiu com êxito para a termodinâmica, fotoquímica e de separação de isótopos, e também é conhecido por seu conceito de ácidos e bases.

Início da vida

Lewis nasceu em 1875 e cresceu em Weymouth, Massachusetts , onde existe uma rua com o nome para ele, Gilbert Newton LewisWay, fora Summer Street.

Além disso, o ala do novo departamento de Weymouth High School de Química foi nomeado em sua honra. Lewis recebeu sua educação primária em casa de seus pais, Frank Wesley Lewis, um advogado de caráter independente, e Mary Burr Branca Lewis. Ele leu a três anos de idade e era intelectualmente precoce. Em 1884, sua família mudou-se para Lincoln, Nebraska , e em 1889 ele recebeu sua primeira educação formal na escola preparatória universidade.

Em 1893, depois de dois anos na Universidade de Nebraska , Lewis transferido para a Universidade de Harvard , onde obteve seu BS em 1896. Após um ano de ensino na Phillips Academy , em Andover , Lewis voltou a Harvard para estudar com o físico-químico TW Richards e obteve seu Ph.D. em 1899 com uma dissertação sobre potenciais eletroquímicos. Depois de um ano de ensino em Harvard, Lewis tomou uma bolsa de viagem para a Alemanha, o centro de físico-química, e estudou com Walther Nernst em Göttingen e com Wilhelm Ostwald em Leipzig. Enquanto trabalhava no laboratório de Nernst, Nernst e Lewis aparentemente desenvolvido a inimizade ao longo da vida. Um amigo de Nernst, Wilhelm Palmær, foi membro do Comitê do Nobel de Química. Há evidências de que ele usou a nomeação Nobel e procedimentos de notificação para bloquear o Prêmio Nobel de Lewis em termodinâmica por Lewis nomeação para o prêmio três vezes, e em seguida, usando sua posição como membro do comitê de escrever relatórios negativos.

Harvard, Manila, e MIT

Depois de sua estada no laboratório de Nernst, Lewis voltou a Harvard em 1901 como instrutor por mais três anos. Ele foi nomeado instrutor de termodinâmica e eletroquímica . Em 1904, Lewis foi concedida uma licença de ausência e tornou-se Superintendente de Pesos e Medidas para a Secretaria de Ciência, em Manila , Filipinas . No ano seguinte, ele voltou a Cambridge, Massachusetts , quando o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) nomeou para um cargo de docente, em que ele teve a chance de participar de um grupo de químicos físicos pendentes sob a direção de Arthur Amos Noyes . Ele se tornou professor assistente em 1907, professor associado em 1908 e professor titular em 1911. Ele deixou o MIT em 1912 para se tornar um professor de físico-química e reitor da Faculdade de Química da Universidade da Califórnia, Berkeley . Lewis Hall at Berkeley, construído em 1948, é nomeado em sua honra.

Termodinâmica

A maioria dos interesses duradouros Lewis originado durante seus anos de Harvard. O mais importante foi a termodinâmica, um assunto em que Richards era muito ativo naquele momento. Embora a maioria das importantes relações termodinâmicas eram conhecidos em 1895, eles eram vistos como equações isoladas, e ainda não tinha sido racionalizada como um sistema lógico, a partir do qual, dada uma relação, o resto pode ser derivada. Além disso, essas relações eram inexatos, aplicando-se apenas aos sistemas químicos ideais. Estes dois problemas pendentes da termodinâmica teóricas. Em dois trabalhos teóricos longos e ambiciosos em 1900 e 1901, Lewis tentou fornecer uma solução. Lewis introduziu o conceito termodinâmico de atividade e cunhou o termo ” fugacidade “.Sua nova idéia de fugacidade, ou “escapar tendência”, era uma função com as dimensões de pressão que expressa a tendência de uma substância passar de um produto químico fase para a outra. Lewis acreditava que era fugacidade o princípio fundamental de que um sistema de relações termodinâmicas reais pode ser derivada. Essa esperança não foi realizado, embora fugacidade fez encontrar um lugar duradouro na descrição dos gases reais.

Primeiros trabalhos de Lewis também revelam uma consciência invulgarmente avançado de JW Gibbs de idéias e de energia livre e de P. Duhem potencial termodinâmico . Essas idéias foram bem conhecido dos físicos e matemáticos, mas não para os químicos mais práticos, que os considerados obscuros e inaplicável aos sistemas químicos. A maioria dos químicos contou com a termodinâmica familiares de calor (entalpia) de Berthelot, Ostwald, e Van’t Hoff, ea escola de calorimetria. O calor da reação não é, evidentemente, uma medida da tendência de alterações químicas para ocorrer, e Lewis percebeu que apenas a energia livre e entropia poderia fornecer um valor exato termodinâmica química. Ele derivou de energia livre de fugacidade, ele tentou, sem sucesso, obter uma expressão exata para a entropia função, que em 1901 não havia sido definida a baixas temperaturas. Richards também tentou e não conseguiu, e não até Nernst sucedeu em 1907 é que foi possível calcular entropias de forma inequívoca. Embora o sistema baseado fugacidade Lewis ‘não durou muito, o seu interesse no início de energia livre e entropia provou mais frutífera, e grande parte de sua carreira foi dedicada a fazer esses conceitos úteis acessíveis para os químicos práticos.

Em Harvard, Lewis também escreveu um artigo teórico sobre a termodinâmica da radiação de corpo negro em que ele postulou que a luz tem uma pressão. Mais tarde, ele revelou que ele tinha sido desencorajadas a prosseguir esta ideia, por seus colegas mais conservadores mais velhos, que não sabiam que W. Wien e outros estavam buscando com sucesso a mesma linha de pensamento. Papel de Lewis permaneceu inédito, mas seu interesse por radiação e teoria quântica , e (mais tarde), em relatividade , surgiu a partir disso, o esforço abortado cedo. Desde o início de sua carreira, Lewis se considerava tanto químico e físico.

Valence teoria

Cerca de 1902 Lewis começou a usar desenhos inéditos de átomos cúbicos em suas notas de aula, em que os cantos do cubo representado possíveis elétrons posições. Lewis depois citou essas notas em seu clássico 1916 papel na ligação química, como sendo a primeira expressão de suas idéias.

A terceira grande interesse que surgiu durante Lewis Harvard anos foi a sua teoria de valência. Em 1902, ao tentar explicar as leis da valência para seus alunos, Lewis concebeu a idéia de que os átomos foram construídas por uma série concêntrica de cubos com elétrons em cada canto. Este “átomo cúbico”, explicou o ciclo de oito elementos na tabela periódica e estava de acordo com a crença amplamente aceita de que as ligações químicas foram formados pela transferência de elétrons para dar a cada átomo de um conjunto completo de oito. Esta teoria eletroquímica de valência encontrou sua expressão mais elaborada na obra de Richard Abegg em 1904, mas a versão de Lewis dessa teoria foi o único a ser incorporada em um modelo atômico de concreto. Mais uma vez a teoria de Lewis não interessa seus mentores de Harvard, que, como os químicos mais americanos da época, não tinha gosto para tal especulação. Lewis não publicar a sua teoria do átomo cúbico, mas em 1916 tornou-se uma parte importante de sua teoria do elétron par vínculo compartilhado.

Em 1916, ele publicou seu trabalho clássico sobre a ligação química “do átomo e da molécula” em que ele formulou a idéia de que se tornaria conhecida como a ligação covalente , que consiste em um par compartilhado de elétrons , e ele definiu o termo molécula estranha (o termo moderno é radical livre ), quando um elétron não é compartilhado. Ele inclui o que se tornou conhecido como ponto de Lewis estruturas , bem como o átomo de cúbica modelo. Essas idéias sobre ligações químicas foram expandidas por Irving Langmuir e se tornou a inspiração para os estudos sobre a natureza das ligações químicas por Linus Pauling.

Relatividade

Em 1908 ele publicou o primeiro de vários trabalhos sobre a relatividade , na qual ele derivou a massa – energia relacionamento de uma maneira diferente de Albert Einstein . derivação ‘s . Em 1909, ele e Richard C. Tolman combinado seus métodos com a relatividade especial . Em 1912, Lewis e Edwin Bidwell Wilson apresentado um trabalho importante na física matemática que não só aplicados geometria sintética para o estudo do espaço-tempo , mas observaram também a identidade de um espaço-tempo de mapeamento de aperto e uma transformação de Lorentz.

Em 1913, ele foi eleito para a Academia Nacional de Ciências . Demitiu-se em 1934, recusando-se a indicar o motivo de sua demissão, mas especula-se que foi devido a uma disputa sobre a política interna da instituição ou para o fracasso daqueles que ele havia nomeado para ser eleito. Sua decisão de se demitir pode ter sido provocada por ressentimento sobre a atribuição do prêmio 1934 de Nobel de Química de seu aluno, Harold Urey , para a descoberta de deutério, um prêmio Lewis quase certamente sentiu que deveria ter compartilhado por seu trabalho sobre a purificação e caracterização de água pesada.

Ácidos e bases

Em 1923, ele formulou a teoria do elétron-par de reações ácido-base . Nesta teoria de ácidos e bases , um “ácido de Lewis” é um aceitador de par de electrões e uma “base de Lewis” é um dador de par de electrões . Este ano, ele também publicou uma monografia sobre suas teorias da ligação química.

Com base no trabalho de J. Willard Gibbs , era sabido que as reações químicas procedeu a um equilíbrio determinada pela energia livre das substâncias que tomam parte. Lewis passou 25 anos determinar as energias livres de diversas substâncias. Em 1923, ele e Merle Randall publicou os resultados deste estudo, que ajudou a formalizar modernos termodinâmica química.

A água pesada

Lewis foi o primeiro a produzir uma amostra pura de óxido de deutério ( água pesada ) em 1933 [ 14 ] e os primeiros a estudar a sobrevivência eo crescimento de formas de vida na água pesada. [ 15 ] [ 16 ] , acelerando deuterons deutério ( núcleos ) em Ernest O. Lawrence ciclotron , ele foi capaz de estudar muitas das propriedades dos núcleos atômicos [ carece de fontes ] . Durante os anos 1930, ele era o mentor de Glenn T. Seaborg , que foi mantido para o trabalho de pós-doutorado como assistente de pesquisa pessoal Lewis. Seaborg passou a ganhar o 1951 do Prêmio Nobel em Química e tem o elemento seaborgium nomeado em sua honra, enquanto ele ainda estava vivo.

Outras realizações

Em 1919, estudando as magnéticos propriedades de soluções de oxigênio no líquido de nitrogênio , ele descobriu que O 4 moléculas foram formados. Esta foi a primeira evidência de oxigênio tetratomic.

Em 1921, Lewis foi o primeiro a propor uma equação empírica que descreve o fracasso de eletrólitos fortes para obedecer à lei da ação das massas , um problema que teve químicos físicos perplexos durante vinte anos. Suas equações empíricas para o que ele chamou de força iônica foram posteriormente confirmados para estar de acordo com a equação de Debye-Hückel para eletrólitos fortes, publicado em 1923.

Em 1926, ele cunhou o termo ” fóton “para a menor unidade de energia radiante (luz). Na verdade, o resultado de sua carta [ 17 ] a Natureza não era o que ele pretendia. Na carta, ele propôs um fóton ser um elemento estrutural, não de energia . Ele insistiu na necessidade de uma nova variável, o número de fótons.

Embora sua teoria difere da teoria quântica da luz introduzido por Albert Einstein em 1905, seu nome foi adotado para que Einstein tinha chamado um quantum de luz (Lichtquant em alemão).

Mais tarde

Ao longo de sua carreira, Lewis publicou em muitos outros assuntos além dos mencionados nesta reportagem, que vão desde a natureza da luz quanta aos economia de estabilização de preços. Nos últimos anos de sua vida, Lewis e estudante Michael Kasha , seu último associado de pesquisa, estabeleceu que a fosforescência de orgânicos moléculas envolve a emissão de luz de um elétron em um animado estado triplete (um estado no qual dois elétrons têm seus vetores de spin orientados no mesmo sentido, mas em diferentes orbitais) e medido o paramagnetismo deste estado tripleto.

Em 1946, um estudante encontrou o corpo sem vida de Lewis em uma bancada de laboratório, em Berkeley. Lewis estava trabalhando em um experimento com líquido cianeto de hidrogênio e gases mortais de uma linha quebrada vazou no laboratório. O legista determinou que a causa da morte foi doença arterial coronariana , por causa da falta de quaisquer sinais de cianose, [ 19 ] mas alguns acreditam que ele pode ter sido um suicídio. Berkeley Emeritus Professor William Jolly, que relataram os vários pontos de vista sobre a morte de Lewis em 1987 na sua história da Faculdade de Química da UC Berkeley, De Retortas de Lasers , escreveu que a maior-up no departamento acredita que Lewis havia cometido suicídio.

Se a morte de Lewis era de fato um suicídio, uma explicação possível é a depressão causada por um almoço com Irving Langmuir. Langmuir e Lewis teve uma longa rivalidade, que remonta a extensões de Langmuir da teoria da ligação química de Lewis. Langmuir havia sido agraciado com o Prêmio Nobel 1932 em Química por seu trabalho em química de superfície , enquanto que Lewis não tinha recebido o prêmio, apesar de ter sido indicado 35 vezes.

No dia da morte de Lewis, Langmuir e Lewis se encontraram para almoçar em Berkeley, uma reunião que Michael Kasha lembrou apenas anos mais tarde.

Associados informou que Lewis voltou do almoço com um humor escuro, um jogo sombrio da ponte com alguns colegas, em seguida, voltou a trabalhar em seu laboratório.

Uma hora depois, ele foi encontrado morto. Papéis de Langmuir na Biblioteca do Congresso confirmam que ele tinha sido no campus de Berkeley naquele dia para receber um título honorário.

Vida pessoal

Em 21 de junho de 1912, ele se casou com Mary Hinckley Sheldon, filha de um professor de Harvard de línguas românicas . Eles tiveram dois filhos, ambos os quais se tornaram professores de química, e uma filha.

Fonte: www.chemheritage.org/en.wikipedia.org