Robert S. Mulliken - Robert S. Mulliken

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

7 juin 1896 ( 1896-06-07 )
Décédés 31 octobre 1986 (1986-10-31)(90 ans)
Arlington, Virginie , États-Unis
mère nourricière MIT
Université de Chicago
Connu pour théorie des orbitales moléculaires
Récompenses
Carrière scientifique
Des champs chimie , physique

Robert Sanderson Mulliken ForMemRS (7 juin 1896 - 31 octobre 1986) était un physicien et chimiste américain , principalement responsable du développement précoce de la théorie des orbitales moléculaires , c'est-à-dire de l'élaboration de la méthode orbitale moléculaire de calcul de la structure des molécules . Mulliken a reçu le prix Nobel de chimie en 1966 et la médaille Priestley en 1983.

Les premières années

Robert Mulliken est né à Newburyport, Massachusetts . Son père, Samuel Parsons Mulliken , était professeur de chimie organique au Massachusetts Institute of Technology . Enfant, Robert Mulliken a appris le nom et la classification botanique des plantes et, en général, avait une mémoire excellente, mais sélective. Par exemple, il a suffisamment appris l' allemand pour sauter le cours d'allemand scientifique à l'université, mais il ne pouvait pas se souvenir du nom de son professeur d'allemand au lycée. Il fait également la connaissance, encore enfant, du physico-chimiste Arthur Amos Noyes .

Mulliken a aidé à une partie du travail éditorial lorsque son père a écrit son texte en quatre volumes sur l'identification des composés organiques, et est ainsi devenu un expert en nomenclature chimique organique .

Éducation

Au lycée de Newburyport, Mulliken a suivi un cursus scientifique. Il obtient son diplôme en 1913 et réussit à obtenir une bourse d'études au MIT qui avait déjà été remportée par son père. Comme son père, il s'est spécialisé en chimie . Déjà en licence, il menait ses premières recherches publiables : sur la synthèse des chlorures organiques. Parce qu'il n'était pas sûr de sa direction future, il a inclus des cours de génie chimique dans son programme et a passé un été à visiter des usines chimiques dans le Massachusetts et le Maine . Il a obtenu son BS diplôme en chimie du MIT en 1917.

Début de carrière

À cette époque, les États-Unis venaient d'entrer dans la Première Guerre mondiale et Mulliken prit un poste à l'Université américaine de Washington, DC , produisant des gaz toxiques sous la direction de James B. Conant . Après neuf mois, il a été enrôlé dans le service de guerre chimique de l'armée , mais a continué sur la même tâche. Ses techniques de laboratoire laissaient beaucoup à désirer et il était hors de service pendant des mois à cause de brûlures. Plus tard, il a contracté un grave cas de grippe et a toujours été hospitalisé à la fin de la guerre.

Après la guerre, il a accepté un travail d'enquête sur les effets de l'oxyde de zinc et du noir de carbone sur le caoutchouc , mais a rapidement décidé que ce n'était pas le genre de chimie qu'il voulait poursuivre. Par conséquent, en 1919, il entra au doctorat. programme à l' Université de Chicago .

Enseignement postdoctoral et postdoctoral précoce

Mulliken a obtenu son doctorat en 1921 sur la base de recherches sur la séparation des isotopes du mercure par évaporation , et a continué dans sa séparation des isotopes par cette méthode. Pendant son séjour à Chicago , il a suivi un cours sous la direction du physicien lauréat du prix Nobel Robert A. Millikan , qui l'a exposé à l' ancienne théorie quantique . Il s'est également intéressé aux molécules étranges après avoir été exposé aux travaux d' Hermann I. Schlesinger sur le diborane .

Robert Mulliken, Chicago 1929 (troisième à partir de la droite)

A Chicago, il avait reçu une subvention du National Research Council (NRC) qui avait payé une grande partie de ses travaux sur la séparation isotopique. La subvention du CNRC a été prolongée de deux ans en 1923 afin qu'il puisse étudier les effets des isotopes sur les spectres de bandes de molécules diatomiques telles que le nitrure de bore (BN) (en comparant les molécules avec B 10 et B 11 ). Il est allé à l'Université de Harvard pour apprendre la technique spectrographique de Frederick A. Saunders et la théorie quantique de EC Kemble . A l'époque, il a pu s'associer avec J. Robert Oppenheimer et de nombreux futurs lauréats du prix Nobel, dont John H. Van Vleck et Harold C. Urey . Il a également rencontré John C. Slater , qui avait travaillé avec Niels Bohr .

En 1925 et 1927, Mulliken a voyagé en Europe, travaillant avec d'éminents spectroscopistes et théoriciens quantiques tels qu'Erwin Schrödinger , Paul AM Dirac , Werner Heisenberg , Louis de Broglie , Max Born et Walther Bothe (qui ont tous finalement reçu des prix Nobel) et Friedrich Hund , qui était à l'époque l'assistant de Born. Ils développaient tous, ainsi que Wolfgang Pauli , la nouvelle mécanique quantique qui finirait par remplacer l'ancienne théorie quantique. Mulliken a été particulièrement influencé par Hund, qui avait travaillé sur l'interprétation quantique des spectres de bandes de molécules diatomiques, les mêmes spectres que Mulliken avait étudiés à Harvard. En 1927, Mulliken travailla avec Hund et développa par conséquent sa théorie des orbitales moléculaires , dans laquelle les électrons sont assignés à des états qui s'étendent sur une molécule entière. En conséquence, la théorie des orbitales moléculaires était également appelée théorie de Hund-Mulliken.

Début de carrière scientifique

De 1926 à 1928, il enseigne au département de physique de l'Université de New York (NYU). Ce fut sa première reconnaissance en tant que physicien. Bien que son travail ait été considéré comme important par les chimistes, il était clairement à la frontière entre les deux sciences et les deux le revendiqueraient désormais. Ensuite, il est retourné à l'Université de Chicago en tant que professeur agrégé de physique, avant d'être promu professeur titulaire en 1931. Il a finalement occupé un poste conjoint dans les départements de physique et de chimie. À la fois à NYU et à Chicago, il a continué à affiner sa théorie des orbitales moléculaires.

Jusqu'à présent, la principale façon de calculer la structure électronique des molécules était basée sur un calcul de Walter Heitler et Fritz London sur la molécule d' hydrogène (H 2 ) en 1927. Avec la conception d'orbitales atomiques hybridées par John C. Slater et Linus Pauling , qui rationalisait les géométries moléculaires observées, la méthode était basée sur le principe que les liaisons dans n'importe quelle molécule pouvaient être décrites d'une manière similaire à la liaison dans H 2 , à savoir comme des orbitales atomiques se chevauchant centrées sur les atomes impliqués. Comme elle correspondait aux idées des chimistes sur les liaisons localisées entre paires d'atomes, cette méthode (appelée méthode Valence-Bond (VB) ou Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP) ), était très populaire. En essayant de calculer les propriétés des états excités (molécules qui ont été excitées par une source d'énergie), la méthode VB ne fonctionne pas toujours bien. Avec sa description des fonctions d'onde électronique dans les molécules comme des orbitales moléculaires délocalisées qui possèdent la même symétrie que la molécule, la méthode des orbitales moléculaires de Hund et Mulliken, y compris les contributions de John Lennard-Jones , s'est avérée plus flexible et applicable à une grande variété de types de molécules et de fragments moléculaires, et a éclipsé la méthode des liaisons de valence. À la suite de ce développement, il a reçu le prix Nobel de chimie en 1966.

Mulliken est devenu membre de l' Académie nationale des sciences en 1936, le plus jeune membre de l'histoire de l'organisation à l'époque. Il a été élu membre étranger de la Royal Society (ForMemRs) en 1967 .

L'analyse de population de Mulliken porte son nom, une méthode d'attribution de charges aux atomes d'une molécule.

Vie privée

Le 24 décembre 1929, il épouse Mary Helen von Noé, fille d' Adolf Carl Noé , professeur de géologie à l'université de Chicago. Ils ont eu deux filles.

Des années plus tard

En 1934, il a dérivé une nouvelle échelle pour mesurer l' électronégativité des éléments. Cela ne correspond pas entièrement à l'échelle de Linus Pauling , mais est généralement en étroite correspondance.

Pendant la Seconde Guerre mondiale , de 1942 à 1945, Mulliken dirigea le Bureau d'information du projet Plutonium de l'Université de Chicago . Par la suite, il a développé des formules mathématiques pour permettre le progrès de la théorie des orbitales moléculaires.

En 1952 , il a commencé à appliquer la mécanique quantique à l' analyse de la réaction entre les molécules d' acide et de base de Lewis . (Voir Théories des réactions acide-base .) Il est devenu professeur émérite de physique et de chimie en 1961 et a poursuivi ses études sur la structure moléculaire et les spectres , allant des molécules diatomiques aux grands agrégats complexes. En 1981, Mulliken est devenu membre fondateur du Conseil culturel mondial . En 1983, Mulliken a reçu le Golden Plate Award de l' American Academy of Achievement . Il a pris sa retraite en 1985. Sa femme est décédée en 1975.

À l'âge de 90 ans, Mulliken est décédé d'une insuffisance cardiaque congestive au domicile de sa fille à Arlington, en Virginie , le 31 octobre 1986. Son corps a été renvoyé à Chicago pour être enterré.

Les références

Liens externes