莱纳斯·卡尔·鲍林(Linus Carl Pauling❤,1901.02.28—1994.08.19)_致敬化学家_首页新闻_有机化学加油站 Title
致敬化学家
莱纳斯·卡尔·鲍林(Linus Carl Pauling❤,1901.02.28—1994.08.19)

1901年冬,鲍林在美国俄勒冈州的波特兰市出生, 他是赫尔曼·亨利·威廉鲍林(1876–1910)和露西·伊莎贝尔·达林(1881–1926)的第一个孩子,为了纪念鲍林的姥爷“莱纳斯”和爷爷“卡尔”,他被取名为“莱纳斯卡尔”。1902年,鲍林的妹妹波琳出生❤❤,他们的父母决定搬离波特兰以寻找一个比他们现在住的一室公寓更实惠❤、宽敞的地方。在鲍林爸爸举家搬到塞勒姆之前(他曾在这儿的斯基德莫尔制药日本三级片做了一段时间的销售)❤❤,鲍林妈妈都和她的公婆住在奥斯威戈湖❤❤。1904年❤,二妹露西尔出生,次年他们一家搬到了俄勒冈州的康登❤❤,并在这儿开了自己的药店❤❤❤。1906年时,鲍林爸爸得了复发性腹痛,四年后❤❤,于1910611日死于溃疡穿孔❤,留下鲍林妈妈一人照顾三个孩子❤。

在鲍林小的时候❤,他受到朋友Lloyd A. Jeffress用小化学实验室工具箱进行的实验的吸引❤,开始对成为化学家感兴趣❤,并写下“我被化学现象、以及通过反应得到的各种拥有显著不同性质的化学物质深深地吸引❤❤❤,我希望我能够越来越多的了解化学世界❤。”

鲍林读高中的时候❤❤,他和朋友Lloyd Simon一起在朋友的地下室设立了Palmon实验室❤❤❤,并开始用一台净化设备和从废弃钢铁厂拿到的金属进行实验❤❤。他们找到当地的牛奶厂❤❤,提出低价测乳脂含量,但厂主觉得信不过这两个男孩,第一单生意也以失败告终。那时的高中毕业生只要有足够的学分就可以入读俄勒冈州立大学(OSU❤,当时称为俄勒冈农业大学)❤,但鲍林还要修两门美国历史课才能毕业,他问校长可不可以在这学期修读这两门❤,但他被拒绝了❤❤,所以他六月份毕业的时候没拿到毕业证❤❤。45年后❤,在他获得两项诺贝尔奖后,学校补发了荣誉毕业证❤。毕业后,鲍林打了很多份工来赚取大学学费❤,包括在8美元/周的杂货店兼职❤,他还和两个朋友建了一家摄影实验室。他的妈妈安排鲍林和一位在波特兰有多家制造厂的老板——Schwietzerhoff先生面试❤,最终❤,Schwietzerhoff先生雇佣了鲍林,让他当机械师学徒❤,并每月给40美金的工资❤,没过都久便涨到了50美金/月❤。

19179月❤,鲍林被俄勒冈州立大学录取,他立即辞去了机械师工作,并计划着告诉一直以来认为上大学一点用没有的母亲❤,他被录取的消息。第一学期❤,他注册了两门化学课❤、两门数学课以及机械制图❤❤、采矿与爆炸物的使用、现代英语散文❤、体操❤、军训这些课程。他活跃于大学校园并创立了Delta Upsilon兄弟会。大二后,鲍林打算找份工作来帮妈妈分担❤,学校给了他一个教定量分析的职位❤,一门他刚刚学习过的课程❤。他每周在实验室和教室工作40h❤,每月赚100美金,这使他能够继续进行自己的学业❤。在学校的后两年里❤❤,在学校的最后两年❤,鲍林注意到吉尔伯特·N·刘易斯和欧文·朗缪尔在原子的电子结构及其形成分子的结合方面的研究❤,他决定将他的研究重点放在“原子结构排列方式如何影响物质的物理、化学性质”上面,由此❤,他成为了量子化学新领域的创始人之一❤❤。工程学教授塞缪尔格拉夫还让鲍林担任他教授的“机械与材料”这门课的助教❤❤。鲍林大四的冬季,他在教家政专业的化学课时遇到了他未来的妻子艾娃·海伦·米勒。

1922年,鲍林从俄勒冈州立大学毕业并获化学工程学位。在Roscoe DickinsonRichard Tolman的指导下,他继续在加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院读研。在他读研期间,它主要做了有关使用X射线衍射来确定晶体结构的研究,并发表了7篇关于矿物晶体结构的论文。3年后❤❤,他以优异成绩获得物理化学❤、数学物理学博士学位❤。

1923617日❤, 鲍林与Ava Helen Miller结婚❤,这段婚姻一直持续到Ava Pauling1981年去世❤,他们共育有四子。1925Linus Carl Jr.出生❤❤,长大后成为了精神病医生❤;1931Peter Pauling出生,长大后成为伦敦大学学院的结晶学家❤❤,于2003年去世❤;1932Linda Helen出生❤❤,他是著名的加州理工学院地质学家和冰川学家Barclay Kamb的妻子;1937Edward Crellin Pauling出生,长大后成为了生物学家,于1997年去世❤❤。

1926年❤,鲍林获得了古根海姆奖学金,使得他能够去往欧洲,并在慕尼黑的德国物理学家阿诺德·索默菲尔德❤、哥本哈根的丹麦物理学家尼尔斯·波尔和苏黎世的奥地利物理学家欧文·施罗丁格尔这三人手下学习。这三个人都是量子力学和其他物理学领域的专家❤❤❤。鲍林开始对量子力学如何应用于原子和分子的电子结构领域产生兴趣❤❤。在苏黎世,鲍林还接触到沃尔特·海特勒(Walter Heitler)和弗里茨·伦敦(Fritz London)对氢分子键合的第一次量子力学分析❤。鲍林将他欧洲之行的两年时间致力于研究此项工作❤,并决定将其作为未来研究的重点❤。后来❤,他便成为量子化学领域的第一批科学家之一,也是量子理论应用于分子结构的先驱❤❤。

1927年,鲍林担任加州理工学院理论化学助理教授这一新职位。在他当教授的五年里,他继续X射线晶体研究❤❤,并对原子和分子进行量子力学计算,发表了大约五十篇论文,可以说是相当高产。他还创建了现在被称为鲍林规则的五条规则。1929年❤,鲍林被提为副教授❤,并于一年后晋升为正教授。1931年❤,美国化学学会授予鲍林Langmuir奖❤,以表彰低于30岁(包含30)的人在纯科学方面做出的最重要的工作❤。次年,鲍林发表了他自己认为最重要的论文,在该文中❤,他第一次对原子轨道杂交概念进行了阐述❤❤,此外还分析了碳原子的四价性❤。在加州理工学院做教授期间❤❤❤,鲍林与理论物理学家罗伯特奥本海默建立了密切的友谊,后者每年将他的部分研究和教学计划从加州理工学院转移到加州理工学院的伯克利分校❤。鲍林还于1929年至1934年间在加州大学伯克利分校担任物理和化学客座讲师❤❤。奥本海默甚至给鲍林提供了令人惊叹的个人矿物收藏。两人计划联合钻研化学键的性质,数学部分由奥本海默提供,结果解释部分由鲍林负责❤❤。在伯克利分校的第一年,鲍林就发表了有助于预估和解释离子化合物晶体结构的五项规则❤❤。好景不长,一日鲍林在上班时,奥本海默来到鲍林的家中,对他暗恋已久的鲍林妻子——Ava Helen Miller提出去墨西哥约会的邀请,她断然拒绝,并将此事告诉了丈夫❤,鲍林立刻与奥本海默切断往来。

1930年夏❤❤,鲍林又来了一次欧洲旅行❤,在此期间❤,他从赫尔曼·弗朗西斯·马克那里学到了气相电子衍射。 回国后❤,他在加州理工学院与他的学生劳伦斯奥林布罗克威建立了一个电子衍射仪器,并用它来研究了大量化学物质的分子结构❤❤。

鲍林于1932年提出了电负性的概念❤。利用分子的各种特性(如断键所需能量和分子的偶极矩)❤❤,他为大多数元素设立了数值范围和相关数值——鲍林电负性量表,它能预估分子中原子间的键的性质❤。

在20世纪30年代中期❤❤,洛克菲勒基金会沃伦韦弗的资金优先生物向的影响❤,鲍林决定开拓新的兴趣领域。尽管鲍林的早期兴趣几乎完全集中在无机分子结构上,但他偶尔也会考虑具有生物学重要性的分子❤,部分原因在于加州理工学院生物学方面实力的不断增强。鲍林与Thomas Hunt Morgan❤❤❤,Theodosius Dobzhanski❤,Calvin BridgesAlfred Sturtevant等伟大的生物学家进行了探讨,此后他与他的学生Charles D. Coryell一起研究血红蛋白的结构。 他证明了血红蛋白分子在获得或失去氧原子时会改变结构❤❤,由于该观察结果❤❤,他决定对蛋白质结构进行更彻底的研究❤,他再次使用起之前用的X射线衍射分析。历经十一年❤❤,鲍林终于制定了血红蛋白结构的模型——原子以螺旋形排列,并将该观点应用于常规蛋白质。

1936年❤,鲍林被提为加州理工学院化学与化学工程系主任❤,并担任盖茨和格林化学实验室主任。 直至1958年❤,他一直稳坐这两个职位。 鲍林还在1948年在牛津大学度过了一年❤,担任了乔治伊士曼客座教授和巴利奥尔研究员❤❤。

1937年至1938年间,他在康奈尔大学担任George Fischer Baker非常驻化学讲师。 在康奈尔大学期间,他发表了一系列的共十九个的讲座,并完成了他着名的教科书《化学键的本质》❤。书中前言主要基于他1954年获诺贝尔化学奖所做的工作❤,鲍林的著作被认为是“20世纪化学界最具影响力的书“、”最实在的圣经”❤。在1939年第一版出版后的30年中❤,该书被引用超过16,000次❤。 即使在今天,许多现代科学论文和重要期刊上的文章都引用了这项著作❤。

194911月❤❤,鲍林和Harvey Itano, S. J. Singer and Ibert Wells在《Science》杂志上发表了《镰状细胞性贫血❤,一种分子疾病》❤,他们通过电泳证明了患有镰状细胞性贫血的患者的红细胞中同时存在正常形态和变异形态的血红蛋白❤。镰状细胞性贫血是第一个在分子水平上被了解的疾病❤,也是第一个证明人类疾病与异常蛋白间存在因果关系的证据❤❤,同时还第一次证明孟德尔遗传决定了蛋白质的特定物理性质❤,而非仅仅决定他们存在与否——这是分子遗传学的开端❤。这次的成功让鲍林开始猜测许多其他疾病(包括精神分裂症等精神类疾病)可能是基因缺陷造成的,作为化学与化学工程系主任❤❤、盖茨和格林化学实验室主任❤,他非常支持雇佣用化学生物医学方法治疗精神疾病的研究员❤,在当时❤,加州理工学院的化学家并不赞同这一治疗方向。

鲍林和Robert Corey❤、Herman Branson基于氨基酸和多肽结构以及肽键的平面性质❤,正确提出α螺旋和β折叠是蛋白质二级结构中的主要结构基序❤。不久❤,鲍林提出脱氧核糖核酸(DNA)是三螺旋结构❤,他后来列举了几个他被误导的原因❤❤❤,其中包括误导人的密度数据❤,以及当时条件下没有高质量的x射线衍射照片等。1951年❤❤,英国的Rosalind Franklin创造出了世界上最好的图像❤;1953年初❤,James WatsonFrancis Crick受到Franklin图像的启发,成功提出DNA双螺旋结构的正确结构。

鲍林还研究了酶的反应❤,他是最早指出酶是通过稳定反应的过渡态来实现反应的的人之一,这一观点对于理解酶的反应机理至关重要。他也是最早假定抗体与抗原结合是由于他们结构互补的科学家之一❤。

1952916日❤,鲍林决定着手研究原子核的结构问题❤;19651015日,鲍林在《Science》和《美国国家科学院院刊》上发表了原子核紧密结合的球形模型❤❤。

1960130日,鲍林和妻子正在加州蒙特雷以南80英里(130㎞)小屋里居住❤,他决定在沿海小径上散散步❤,走着走着❤,他迷路了,他尝试着爬上岩石峭壁❤,他爬到了他认为最安全的地方——一个距海面300英尺(90米)高的大型悬垂岩石,他在悬崖上度过了一个不眠之夜❤,然后在将近24小时后被发现❤。

鲍林是作为路德教会的成员长大的,但后来他加入了一神论的普世主义教会❤❤。在他去世前两年❤,在与佛教哲学家池田大作的公开对话中,鲍林公开宣称他的无神论。

199481919:20❤,鲍林由于前列腺癌在加利福尼亚州大瑟尔的家中去世❤,时年93岁❤。鲍林的墓碑被妹妹波琳放在俄勒冈州奥斯威戈湖的奥斯威戈先锋公墓,但鲍林的骨灰与他妻子的骨灰直到2005年才被埋葬在那里。

 

Caroline

2019.05.12

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