吉爾伯特·牛頓·路易士

吉爾伯特·牛頓·路易士

吉爾伯特·牛頓·路易斯(Gilbert Newton Lewis,1875—1946年),美國化學家,美國加州大學伯克利分校教授、前伯克利化學院院長,曾41次獲得諾貝爾化學獎提名,而他從未獲獎也成為諾貝爾獎歷史上的巨大爭議之一。 路易斯是化學熱力學創始人之一,提出了電子對共價鍵理論、酸鹼電子理論等,化學中的“路易斯結構式”即是以其名字命名,他還在同位素分離光化學領域做出了貢獻,並於1926年命名了“光子(photon)”。

吉爾伯特·路易斯1875年10月25日生於麻薩諸塞州韋茅斯。1891年起,他先後在內布拉斯加大學哈佛大學學習,1899年獲得哈佛化學博士學位。 後去德國萊比錫大學哥廷根大學進修,曾在物理化學奧斯特瓦爾德以及能斯特的指導下從事研究工作。 1901年返回哈佛大學任教,1905-1912年在麻省理工學院任教並致力於物理化學研究,1911年成為正教授。 1912年後至加利福尼亞大學伯克利分校任教,直至去世。 在伯克利任教期間,路易斯培養、影響了眾多諾貝爾獎得主,包括哈羅德·克萊頓·尤里威廉·弗朗西斯·吉奧克格倫·西奧多·西博格威拉得·利比梅爾文·卡爾文等等,使得伯克利成為世界上最重要的化學中心之一,而伯克利校園內的“路易斯樓(Lewis Hall)”也是以其名字命名。

基本介紹

  • 中文名:吉爾伯特·路易斯
  • 外文名:Gilbert Newton Lewis 
  • 國籍:美國 
  • 出生地麻薩諸塞州 
  • 出生日期:1875 
  • 逝世日期:1946 
  • 職業:化學家 
  • 畢業院校:哈佛大學 
  • 主要成就:培養出五位諾貝爾獎獲得者 
    英國皇家學會戴維獎章 
    瑞典科學院阿倫尼烏斯獎章 
    美國吉布斯獎章 
    路易斯結構式 
  • 代表作品:《美國科技學會雜誌》《化學物質的熱力學和自由能》 
人物平生,科研年表,教育貢獻,科研成就,傑出伯樂,所獲獎章,逝世情況,

人物平生

1875年10月25日生於美國麻薩諸塞州韋茅斯
吉爾伯特·牛頓·路易斯(Gilbert Newton Lewis)吉爾伯特·牛頓·路易斯(Gilbert Newton Lewis)
1891年起,他先後在內布拉斯加大學哈佛大學學習。
1896年獲學士學位,1898獲得碩士學位,1899年獲得化學博士學位。
1900年他到德國萊比錫大學哥廷根大學進修,在W.奧斯特瓦爾德和W.H.能斯特的指導下從事研究工作一年。
1901年返回哈佛大學任教。
1905-1912年在麻省理工學院任教,並致力於物理化學研究。
1911年成為教授。
1912年後任加利福尼亞大學伯克利分校化學系主任,1940年退休。
1946年3月23日卒於加利福尼亞州伯克利

科研年表

於1901和1907年,先後提出了逸度和活度的概念,對於真實體系用逸度代替壓力,用活度代替濃度。這樣,原來根據理想條件推導的熱力學關係式便可推廣用於真實體系。
1921年他又把離子強度的概念引入熱力學,發現了稀溶液中鹽的活度係數取決於離子強度的經驗定律。
1923年他與M.蘭德爾合著《化學物質的熱力學和自由能》一書,對化學平衡進行深入討論,並提出了自由能和活度概念的新解釋,該書曾被譯成多種文本。
1923年他從電子對的給予和接受角度提出了新的廣義酸鹼概念,即所謂路易斯酸鹼理論。

教育貢獻

1912年,路易斯到加利福尼亞大學伯克利分校任教,一乾就是33年。他擔任該校理學院院長兼化學系主任,一直乾到70歲才退休。在擔任化學系主任期間他教學和研究工作都做得十分出色,那裡一時群英薈萃,人才濟濟。
路易斯樓(Lewis Hall),加州大學伯克利分校路易斯樓(Lewis Hall),加州大學伯克利分校
路易斯十分重視基礎教育,他要求化學系的所有教師都要參加普通化學課程的教學和建設,要求低年級學生必須打好基礎,為此他選派一流的教師給低年級學生上課。例如有幾年路易斯選派8位正教授給新生上課,路易斯認為這就好像建造萬丈高樓必須打好堅實的地基一樣,學生只有在低年級時打下紮實的底子,包括實驗基本功,才能學好高年級和研究生課程。
路易斯重視化學教育工作還表現在十分支持美國化學教育雜誌,他不僅自己帶頭在美國化學教育雜誌上發表有分量的化學教育論文,而且還派出好幾名知名教授去領導並編輯美國化學教育雜誌。在路易斯的大力支持下,美國化學教育雜誌蒸蒸日上,蜚聲國內外,成為一本世界化學教育最有權威的雜誌。
路易斯對待研究生更是無微不至。他自始至終都以積極啟發、獨立思考、因材施教等方法教育學生,前面講到的尤里就是一個典型例子。由於路易斯指導有方,教學得法,伯克利分校化學系培養出大量優秀人才。雖然路易斯曾獲得41次諾貝爾獎提名,但自己沒有得過諾貝爾獎,而在他領導和指導的研究生中有5名獲得過諾貝爾獎。

科研成就

路易斯的成就主要在原子價電子理論和化學熱力學方面:
1:1916年,路易斯和柯塞爾同時研究原子價的電子理論。柯塞爾主要研究電價鍵理論。路易斯主要研究共價鍵理論,該理論認為,兩個(或多個)原子可以相互“共有”一對或多對電子,以便達成惰性氣體原子的電子層結構,而形成共價鍵。路易斯在1916年《原子和分子》和1928年《價鍵及原子和分子的結構》中闡述了他的共價鍵電子理論的觀點,並列出無機物和有機物的電子結構式。路易斯提出的共價鍵的電子理論,基本上解釋了共價鍵的飽和性,明確了共價鍵的特點。共價鍵理論和電價鍵理論的建立,使得十九世紀中葉開始套用的兩元素間的短線(即表示原子間的相互作用力或稱“化學親和力”)開始有明確的物理意義。但還沒解決共價鍵的本性問題。
2:1901和1907年,路易斯在《美國科技學會雜誌》上著文,提出“逸度”和“活度”的概念。1923年他在《熱力學及化學物質的自由能,一書中,深入地討論了化學平衡問題,給自由能、活度等概念作出新的解釋。
路易斯後期還研究酸鹼理論,給酸、鹼下了如下定義:“酸”是能接受電子,而“鹼”是能給予電子的物質。這—見解深受化學界的重視,特別是路易斯鹼的觀點較早得到化學界的普遍接受;由於流行酸的質子理論,化學界對路易斯酸的觀點則接受較慢。
路易斯酸
路易斯酸(LewisAcid,LA)是指電子接受體,可看作形成配位鍵的中心體。路易斯酸鹼理論是由美國化學家吉爾伯特·路易斯提出的,是多種酸鹼理論的一種。所以“酸”可以有不同定義,現時酸常被分為路易斯酸和布朗斯特-勞里酸(Brønsted-Lowry)。
常見的路易斯酸有氯化鋁、氯化鐵、三氟化硼、五氯化鈮以及鑭系元素的三氟甲磺酸鹽。
路易斯酸多具腐蝕性。氯化鋅,對纖維素具腐蝕性,是一個路易斯酸腐蝕性的典型例子。由於水顯路易斯鹼性,多數路易斯酸會和水反應並產生具有布朗斯特酸性的水合物。因此,很多路易斯酸的水溶液都是呈布朗斯特酸性的。水合物中的路易斯酸與水分子之間有強的化學鍵連繫著,因此很難把路易斯酸水合物乾燥,即是路易斯酸水合物通常是可分離出的化合物。例如,如果試圖加熱乾燥金屬氯化物(路易斯酸)中的水分,則會生成氯化氫及其金屬的氯氧化物。

傑出伯樂

以下五位諾貝爾獎獲得者皆是路易斯的學生:
哈羅德·克萊頓·尤里——重水的發現者,1934年諾貝爾化學獎得主。
威廉·弗朗西斯·吉奧克——超低溫化學的套用技術發明者,1949年諾貝爾化學獎得主。
格倫·西奧多·西博格——等元素的發現者,1951年諾貝爾化學獎得主。
威拉得·利比——碳14測年的發明者,1960年諾貝爾化學獎得主。
梅爾文·卡爾文——光合作用機理的研究和卡爾文循環發現者,1961年諾貝爾化學獎得主。

所獲獎章

1:英國皇家學會戴維獎章
2:瑞典科學院阿倫尼烏斯獎章
3:美國吉布斯獎章

逝世情況

1946年3月23日,美國加州伯克利市寒意仍濃。一位71歲的老人,靜靜地、永遠地閉上了眼睛,結束了他不平凡的一生。他就是加利福尼亞大學伯克利分校化學系主任、著名化學家兼化學教育家吉爾伯特·路易斯教授(Gilbert·Newton·Lewis,1875~1946)。
路易斯教授安葬的那一天,唁電從世界各地像雪片似的飛到伯克利市。路易斯的親友、同事和學生們蜂擁而來,加入到為路易斯教授送葬的行列。這是科學史上最榮耀的送葬隊伍之一了,因為有5位諾貝爾獎得主。而這一切都緣於路易斯教授誨人不倦的教學精神,堪稱當今化學界最傑出的“伯樂”。

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