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ギルバート・ルイス

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ギルバート・ルイス
ギルバート・ルイス
生誕せいたん 1875ねん10月23にち
マサチューセッツしゅうウェイマス
死没しぼつ 1946ねん3月23にちまん70さいぼつ
カリフォルニアしゅうバークレー
国籍こくせき アメリカ合衆国の旗 アメリカ合衆国あめりかがっしゅうこく
研究けんきゅう分野ぶんや 物理ぶつり化学かがく
博士はかせ課程かてい
指導しどう教員きょういん
セオドア・リチャーズ
博士はかせ課程かてい
指導しどう学生がくせい
ハロルド・ユーリー
おも業績ぎょうせき 共有きょうゆう結合けつごう
原子げんし結合けつごうほう
さん塩基えんき定義ていぎ
化学かがくねつ力学りきがく
重水じゅうすい
光子こうし命名めいめい
燐光りんこう原理げんり解明かいめい
影響えいきょう
けた人物じんぶつ
アーヴィング・ラングミュア
おも受賞じゅしょうれき デービーメダル (1929ねん[1]
王立おうりつ協会きょうかい外国がいこくじん会員かいいん (1940ねん[1]
プロジェクト:人物じんぶつでん
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ギルバート・ニュートン・ルイスGilbert Newton Lewis, 1875ねん10月23にち - 1946ねん3月24にち)は、アメリカ合衆国あめりかがっしゅうこく物理ぶつり化学かがくもの共有きょうゆう結合けつごう発見はっけんルイスの電子でんししき)、重水じゅうすいたんはなれ化学かがくねつ力学りきがく数学すうがくてき厳密げんみつ普通ふつう化学かがくしゃにも馴染なじめるかたちさい構築こうちくさん塩基えんき定義ていぎ光化学こうかがく実験じっけんなどでられている。1926ねん放射ほうしゃエネルギーの最小さいしょう単位たんいを "photon"(光子こうし)と名付なづけた。化学かがく専門せんもんフラタニティ Alpha Chi Sigma のメンバーだった。なが教授きょうじゅつとめたが、なかでもカリフォルニア大学だいがくバークレーこうもっとなが在籍ざいせきした。

ぜん半生はんせい[編集へんしゅう]

マサチューセッツしゅうウェイマスまれそだった。現在げんざいのウェイマスには G.N. Lewis Way と名付なづけられたとおりがある。ネブラスカ大学だいがくで3ねんまなんだのちハーバード大学だいがくセオドア・リチャーズ師事しじして博士はかせごう取得しゅとく。1年間ねんかんド大どだいがく講師こうしつとめたのちライプツィヒ物理ぶつり化学かがくしゃヴィルヘルム・オストヴァルトまなび、ゲッティンゲン物理ぶつり学者がくしゃヴァルター・ネルンストまなんだ[2]。ネルンストの研究けんきゅうしつにいたころ両者りょうしゃあいだ亀裂きれつしょうじ、生涯しょうがいにくしみあうようになった。ネルンストの友人ゆうじん Wilhelm Palmaer はノーベル化学かがくしょう選考せんこう委員いいんだった。かれがその地位ちい利用りようしてねつ力学りきがくでノミネートされたルイスのノーベルしょう受賞じゅしょうを3阻止そしした証拠しょうこがある[3]

そのハーバードに講師こうしとしてもどって3年間ねんかんごし、1904ねんフィリピン科学かがくきょく度量衡どりょうこう部門ぶもん管理かんりしゃしょくマニラおもむく。翌年よくねんマサチュまさちゅセッツ工科大学せっつこうかだいがく (MIT) に教職員きょうしょくいんとして採用さいようされ、マサチューセッツしゅうケンブリッジうつった。MITではアーサー・エイモス・ノイズひきいる優秀ゆうしゅう物理ぶつり化学かがくしゃグループの一員いちいんとなった。1907ねん助教授じょきょうじゅ、1908ねんじゅん教授きょうじゅ、1911ねんせい教授きょうじゅとなった。1912ねん、MITをはなカリフォルニア大学だいがくバークレーこう教授きょうじゅけん化学かがく部長ぶちょうとなった。バークレーこうには1948ねんにルイスのかんしたホールがてられた。

研究けんきゅう[編集へんしゅう]

立方体りっぽうたい原子げんし模型もけいれい

1902ねんごろ、ルイスは講義こうぎノートに発表はっぴょう立方体りっぽうたい原子げんし模型もけいえがはじめている。立方体りっぽうたいかく頂点ちょうてん電子でんしのとりうる位置いちあらわした原子げんし模型もけいである。1916ねん化学かがく結合けつごうについての論文ろんぶんはじめてこのかんがかた公表こうひょうした。

1908ねん相対性理論そうたいせいりろんについての論文ろんぶんをいくつか発表はっぴょう。そのなか質量しつりょうエネルギー関係かんけいアルベルト・アインシュタインとはことなるかたち導出みちびきだした[4]。1909ねんリチャード・トルマンともにその手法しゅほう特殊とくしゅ相対性理論そうたいせいりろん結合けつごうさせた(ルイス=トルマンのニュートン力学りきがく[5]。1912ねんEdwin Bidwell Wilsonとも幾何きかがく時空じくう応用おうようするだけでなく、時空じくうsqueeze mappingローレンツ変換へんかん同一どういつせい注目ちゅうもくした数理すうり物理ぶつりがく重要じゅうよう論文ろんぶん発表はっぴょうした[6][7]

ねつ力学りきがく分野ぶんやにおいてはかつりょう概念がいねんし、"fugacity"(フガシティー)という用語ようごつくった[8]

1912ねん6がつ21にち、ハーバード大学だいがくロマンス諸語しょご教授きょうじゅむすめ結婚けっこん息子むすこ2人ふたりむすめ1にんをもうけ、のち息子むすこ2人ふたりとも化学かがく教授きょうじゅになった。

1913ねん米国べいこく科学かがくアカデミー会員かいいんえらばれたが、1934ねん辞任じにんした。辞任じにん理由りゆうかたっていないが、アカデミーない政争せいそうなんらかの地位ちい任命にんめいされなかったことが原因げんいんられている。辞任じにん決意けついさせた出来事できごととして、1934ねんノーベル化学かがくしょうおしだったハロルド・ユーリー重水素じゅうすいそ発見はっけん単独たんどく受賞じゅしょうしたことがげられる。ルイスは重水素じゅうすいそ発見はっけんもととなった重水じゅうすい精製せいせい性質せいしつ研究けんきゅうをしており、おし受賞じゅしょうするなら自分じぶん研究けんきゅう受賞じゅしょうあたいするとかんじていた[9]

1916ねん化学かがく結合けつごうについての古典こてんてき論文ろんぶん "The Atom and the Molecule"[10]発表はっぴょうし、そのなかのち共有きょうゆう結合けつごうばれることになる電子でんしたい原子げんしあいだ共有きょうゆうする化学かがく結合けつごうかんがかた定式ていしきしている。また、たい電子でんしラジカルを "odd molecule" と定義ていぎした。この論文ろんぶんには電子でんししき記法きほう立方体りっぽうたい原子げんし模型もけいふくまれていた。これらの化学かがく結合けつごうについてのかんがかたアーヴィング・ラングミュアがさらに発展はってんさせ、ライナス・ポーリング化学かがく結合けつごう研究けんきゅう着想ちゃくそうあたえることになった。

1919ねん液体えきたい窒素ちっそなか酸素さんそかした溶液ようえき磁性じせい研究けんきゅうし、O4 分子ぶんし形成けいせいされていることを発見はっけんした。これがよん酸素さんそ世界せかいはつ証拠しょうことなった。

強電きょうでんかいしつ質量しつりょう作用さよう法則ほうそくしたがわないことは20年間ねんかん物理ぶつり化学かがく難題なんだいとされていたが、ルイスは1921ねんにそれを説明せつめいける経験けいけんしきはじめて提案ていあんした。かれイオン強度きょうどしょうした経験けいけんしきは、1923ねん発表はっぴょうされた強電きょうでんかいしつデバイ-ヒュッケルのしきっていることが確認かくにんされた。

1923ねん電子でんしたい着目ちゃくもくしたさん塩基えんき定義ていぎ発表はっぴょう。「ルイスさん」は電子でんしたい物質ぶっしつ、「ルイス塩基えんき」は電子でんしたい供与きょうよする物質ぶっしつ定義ていぎされた。同年どうねん化学かがく結合けつごうについての学術がくじゅつ論文ろんぶん発表はっぴょう[11]

ウィラード・ギブズにより、化学かがく反応はんのう平衡へいこうにまですすむかどうかは関与かんよする物質ぶっしつ自由じゆうエネルギーによることがわかっていた。ルイスは25ねん歳月さいげつついやして様々さまざま物質ぶっしつ自由じゆうエネルギーを特定とくていしていった。1923ねんMerle Randallともにその成果せいか発表はっぴょう[12]。これが現代げんだい化学かがくねつ力学りきがく確立かくりつおおきな役割やくわりたした。

1926ねん放射ほうしゃエネルギー(ひかり)の最小さいしょう単位たんいあらわす "photon"(光子こうし)という言葉ことばつくった。ネイチャーおくった手紙てがみなかしるされていたのだが[13]、その展開てんかいかれ意図いとしたものとはちがっていた。手紙てがみなかかれエネルギー単位たんいとしてではなく構造こうぞう要素ようそとして光子こうし提案ていあんし、「光子こうしすう」をあらたな変数へんすうとする必要ひつようせい強調きょうちょうしている。1905ねんアルベルト・アインシュタイン提唱ていしょうした「ひかり量子りょうしろん」とはことなる理論りろんだったが、"photon" という用語ようごはアインシュタインが「光量子こうりょうし」(ドイツでは Lichtquant)とんだものと同義どうぎあつかわれることになった。

1933ねん史上しじょうはつ純粋じゅんすい重水じゅうすい酸化さんか重水素じゅうすいそ)の精製せいせい成功せいこう[14]重水じゅうすいちゅう生命せいめい生存せいぞん成長せいちょうできることをはじめて研究けんきゅうした[15][16]アーネスト・ローレンスサイクロトロンじゅう陽子ようし重水素じゅうすいそ原子核げんしかく)を加速かそくする実験じっけんおこない、原子核げんしかく様々さまざま特性とくせい研究けんきゅうした[よう出典しゅってん]

また1930年代ねんだいにはのちノーベル化学かがくしょう受賞じゅしょうしたグレン・シーボーグ指導しどうした。

晩年ばんねん[編集へんしゅう]

これまでにげた以外いがいにもルイスは様々さまざま主題しゅだいについて論文ろんぶん発表はっぴょうしており、ひかり量子りょうし性質せいしつから価格かかく安定あんていせいのような経済けいざいがくまで広範囲こうはんいわたっている。

晩年ばんねんには、最後さいごおし Michael Kashaとも有機ゆうき分子ぶんし燐光りんこう三重みえこう状態じょうたい通常つうじょうスピンぎゃくきのはずの電子でんしたい励起れいきされておなきのスピンになった状態じょうたい)によるものだと解明かいめいし、三重みえこう状態じょうたい磁気じき特性とくせい測定そくていした[17]

1946ねん、ルイスがバークレーの研究けんきゅうしつんでいるのを大学院生だいがくいんせい発見はっけんした。液体えきたいシアン化水素しあんかすいそ使つかった実験じっけんをしていて、きわめて毒性どくせいつよ気体きたい室内しつないしていた。検死けんしかん死因しいん冠状かんじょう動脈どうみゃく異常いじょうとしたが、自殺じさつだとしんじるものもいた。バークレーの名誉めいよ教授きょうじゅ William Jolly は1987ねんにバークレーの化学かがく部門ぶもん歴史れきしえがいた From Retorts to Lasers出版しゅっぱんしたが、そのなか学部がくぶ上層じょうそうがルイスの自殺じさつだとおもっていたとしるしている。

ルイスがくなったアーヴィング・ラングミュアとルイスが昼食ちゅうしょくともにしていたことを Michael Kasha がすうねんおもした[18]。ルイスとラングミュアは長年ながねんのライバル関係かんけいにあり、それはラングミュアがルイスの化学かがく結合けつごう理論りろん発展はってんさせたころからつづいていた。ルイスがなんもノーベルしょう候補こうほといわれながら受賞じゅしょうのがしてきたのにたいして、ラングミュアは1932ねんにノーベル化学かがくしょう受賞じゅしょうしている。昼食ちゅうしょくからもどってきたルイスはくらかったという証言しょうげんもある。かれんでいるのを発見はっけんされたのはその数時間すうじかんだった。アメリカ議会ぎかい図書館としょかんにあるラングミュアの論文ろんぶんから、そのラングミュアが名誉めいよ学位がくいるためにバークレーこうにいたことが確認かくにんされている。

受賞じゅしょうれき[編集へんしゅう]

注釈ちゅうしゃく出典しゅってん[編集へんしゅう]

  1. ^ a b "Lewis; Gilbert Newton (1875 - 1946)". Record (英語えいご). The Royal Society. 2012ねん6がつ1にち閲覧えつらん
  2. ^ Edsall, J. T. (November 1974), “Some notes and queries on the development of bioenergetics. Notes on some "founding fathers" of physical chemistry: J. Willard Gibbs, Wilhelm Ostwald, Walther Nernst, Gilbert Newton Lewis”, Mol. Cell. Biochem. 5 (1-2): 103–12, doi:10.1007/BF01874179, PMID 4610355 
  3. ^ Coffey 2008, pp. 195–207
  4. ^ Lewis, G. N. (1908), “s:en:A revision of the Fundamental Laws of Matter and Energy”, Philosophical Magazine 16: 705–717 
  5. ^ Lewis, G. N. & Richard C. Tolman (1909), “s:en:The Principle of Relativity, and Non-Newtonian Mechanics”, Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences 44: 709–26 
  6. ^ Edwin B. Wilson & Gilbert N. Lewis (1912) "The Space-time Manifold of Relativity. The Non-Euclidean Geometry of Mechanics and Electromagnetics" Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences 48:387-507
  7. ^ Synthetic Spacetime, a digest of the axioms used, and theorems proved, by Wilson and Lewis. Archived by WebCite
  8. ^ (1908) "The osmotic pressure of concentrated solutions, and the laws of the perfect solution," J. Am. Chem. Soc. 30: 668-683.
  9. ^ Coffey 2008, pp. 221–22
  10. ^ Lewis G.N. J.Amer.Chem.Soc. vol.38, no.4(1916) The Atom and the Molecule
  11. ^ Lewis, G. N. (1926) Valence and the Nature of the Chemical Bond. Chemical Catalog Company.
  12. ^ Lewis, G. N. and Merle Randall (1923) Thermodynamics and the Free Energies of Chemical Substances. McGraw-Hill.
  13. ^ Lewis, G.N. (1926), “The conservation of photons”, Nature 118: 874–875, doi:10.1038/118874a0, http://www.nature.com/nature/journal/v118/n2981/abs/118874a0.html 
  14. ^ Lewis, Gilbert N.; Macdonald, Ronald T. (1933). “Concentration of H2 Isotope”. The Journal of Chemical Physics 1 (6): 341–344. doi:10.1063/1.1749300. ISSN 0021-9606. 
  15. ^ Lewis, Gilbert N. (1933). “THE BIOCHEMISTRY OF WATER CONTAINING HYDROGEN ISOTOPE”. Journal of the American Chemical Society 55 (8): 3503–3504. doi:10.1021/ja01335a509. ISSN 0002-7863. 
  16. ^ Lewis, G. N. (1934). “THE BIOLOGY OF HEAVY WATER”. Science 79 (2042): 151–153. doi:10.1126/science.79.2042.151. ISSN 0036-8075. 
  17. ^ G.N. Lewis and M. Kasha, J. Amer. Chem. Soc. 66, 2100-2116(1944) Phosphorescence and the Triplet State
  18. ^ Coffey 2008, pp. 310–15

参考さんこう文献ぶんけん[編集へんしゅう]

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]