גילברט ניוטון לואיס

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
גילברט ניוטון לואיס
Gilbert Newton Lewis
1875 –‏ 1946
GNL.jpeg
תרומות עיקריות
הנחת היסודות לתאוריית הקשר הקוולנטי
כתיבת ספרי יסוד בתרמודינמיקה כימית
טביעת המונח פוטון
הראשון שהפיק דגימה טהורה של מים כבדים
ניסוח תאוריה על תגובות חומצה-בסיס

גילברט ניוטון לואיסאנגלית: Gilbert Newton Lewis)‏ (23 באוקטובר 187523 במרץ 1946) היה כימאי פיזיקלי אמריקאי מפורסם שהתפרסם בעקבות מבני לואיס שפיתח ב-1902, עבודתו מ-1916אטום והמולקולה", שמהווה את היסוד לתאוריית הקשר הקוולנטי המודרנית, שפותחה בתיאום עם אירווינג לאנגמיור, וספרו מ-1923 בשם "תרמודינמיקה והאנרגיה החופשית של חומרים כימיים", שנכתב בתיאום עם מרל רנדול, שהוא אחד מספרי היסוד בתרמודינמיקה כימית. ב-1926, לואיס טבע את המונח פוטון לציון היחידה הקטנה ביותר של אנרגיית קרינה.

תחילת הקריירה[עריכת קוד מקור | עריכה]

לאחר שקיבל את תואר הדוקטורט מאוניברסיטת הרווארד, לואיס נשאר כמדריך למשך שנה לפני שקיבל משרת מחקר בחוץ לארץ ונסע ללמוד תחת הדרכתם של וילהלם אוסטוולד, מומחה לכימיה פיזיקלית, בלייפציג, ווולטר נרנסט בגטינגן. לאחר מכן הוא חזר לאוניברסיטת הרווארד כמדריך למשך שלוש שנים נוספות, וב-1904 הוא עזב לאיי הפיליפינים כדי להתמנות למפקח על מחלקת המידות והמשקלות בעיר מנילה. בשנה שלאחר מכן הוא חזר לקיימברידג' כאשר המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) העסיק אותו בפקולטה, שבה הייתה לו הזדמנות לעבוד ביחד עם קבוצת מומחים לכימיה פיזיקלית מהשורה הראשונה, וכל זאת תחת הדרכתו של ארתור איימוס נויס. מעמדו השתפר במהירות, והוא התמנה לעוזר פרופסור ב-1907, פרופסור חבר ב-1908, ופרופסור במשרה מלאה ב-1911. הוא עזב את MIT על מנת להתמנות לפרופסור לכימיה פיזיקלית ודיקן הקולג' לכימיה באוניברסיטת קליפורניה בברקלי, ב-1912. היכל לואיס בברקלי, שנבנה ב-1948, קרוי על שמו.

תולדות חייו[עריכת קוד מקור | עריכה]

האטום הקובייתי של לואיס

ב-1908 פרסם לואיס את הראשון מבין סדרה של מאמרים על תורת היחסות, שבו הוא גזר את יחס המסה-אנרגיה בדרך שונה מהאופן שבו עשה זאת אלברט איינשטיין. כמו כן, הוא הציג את הרעיון התרמודינמי של פוגסיות במאמר נוסף.

ב-21 ביוני 1912, הוא התחתן עם מארי הינקלי שלדון, בתו של פרופסור לשפות רומאניות מהרווארד. לזוג נולדו שני בנים, ששניהם התמנו לבסוף לפרופסורים לכימיה, ובת אחת. ב-1913 נבחר לכהונה באקדמיה הלאומית למדעים, וב-1934 התפטר מתפקידו במחאה על הפוליטיקה הפנימית של הארגון.

ב-1916 הוא ניסח מבחינה פורמלית את הרעיון שקשר קוולנטי מורכב מזוג אלקטרונים שנחלק בין שני אטומים, והגדיר את המונח מולקולה אי-זוגית עבור מולקולה שלא חולקת את האלקטרון. רעיונותיו על קשרים כימיים הורחבו על ידי אירווינג לנגמויר והפכו להשראה למחקרים על טבעו של הקשר הכימי שבוצעו על ידי לינוס פאולינג. בשנה זו הוא פרסם את מה שהיה עתיד להיקרא מבנה לואיס ואת מודל האטום הקובייתי. ב-1919, על ידי חקירת התכונות המגנטיות של תמיסות חמצן בחנקן נוזלי, הוא מצא שנוצרות מולקולות O4. הייתה זו העדות הראשונה לקיומו של חמצן טטרא-אטומי.

ב-1923 הוא ניסח את תאוריית זוגות האלקטרונים של תגובות חומצה-בסיס. בתאוריה שכונתה תאוריית לואיס של חומצות ובסיסים, חומצת לואיס קולטת זוג אלקטרונים ובסיס לואיס תורם זוג אלקטרונים. באותה שנה הוא פרסם את ספרו "ולנטיות והמבנה של אטומים ומולקולות".

תוך התבססות על עבודתו של ג'יי. וילארד גיבס, היה ידוע שתגובות כימיות מתקדמות לכיוון שיווי המשקל שנקבע על ידי האנרגיה החופשית של החומרים שמשתתפים בתגובה. לואיס הקדיש 25 שנים לקביעת האנרגיות החופשיות של מגוון חומרים. ב-1923 הוא ומרל רנדול פרסמו את תוצאות המחקר הזה, שעזר לתת ניסוח מתמטי לתרמודינמיקה הכימית המודרנית.

ב-1926 הוא טבע את המונח פוטון לציון היחידה הקטנה ביותר של אנרגיית קרינה. ב-1933, לואיס היה הראשון שהפיק דגימה טהורה של דאוטריום חמצני (מים כבדים). באמצעות האצת דאוטרונים (גרעיני דאוטריום) בציקלוטרון על שם ארנסט לורנס, הוא היה מסוגל לחקור תכונות רבות של גרעיני האטומים. במהלך שנות ה-30, הוא היה יועץ פקולטה ומדריך אישי לגלן תיאודור סיבורג, שעבד אצל לואיס כעוזר מחקר עבור עבודת הפוסט-דוקטורט שלו לפני שזכה בפרס נובל לכימיה ב-1951 וזכה לכך שהיסוד סיבורגיום ייקרא על שמו.

בשלהי חייו[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשלהי חייו, הוא קבע שזהירה של מולקולות אורגניות כוללת מצב טריפלט מעורר (מצב שבו האלקטרונים שבדרך כלל יזווגו עם ספינים מנוגדים יקבלו עירור כך שווקטורי הספין שלהם יהיו באותו כיוון) ומדד את התכונות המגנטיות של מצב הטריפלט. במהלך הקריירה שלו הוא פרסם מאמרים על מספר רב של נושאים מלבד אלו שהוזכרו למעלה, בנושאים שנעו בין טבעו של קוואנט האור ועד לכלכלה של יציבות מחירים.

הוא נפטר בגיל 70 כתוצאה מהתקף לב בזמן ששהה במעבדתו בברקלי. הוא עבד על ניסוי עם מימן ציאנידי נוזלי, ואדים רעילים משורת מבחנות שבורה דלפו לחלל המעבדה כאשר תלמיד שסיים את לימודיו מצא את גופתו חסרת החיים של הפרופסור שרועה על שולחן עבודה. הפתולוג קבע שלואיס מת כתוצאה ממחלת עורקים כלילית; אולם, מספר אנשים מאמינים שייתכן ומדובר בהתאבדות. אחד מהפרופסורים בדימוס של ברקלי, ויליאם ג'ולי, שסיפר על הדעות השונות בנוגע למותו של לואיס במאמר שכתב, טען שרוב אנשי המחלקה לכימיה סבורים שלואיס התאבד.

הסבר אפשרי לתאוריות ההתאבדות היה הדיכאון של לואיס בעקבות ארוחת הצהריים עם ארווין לנגמויר. ביום שבו לואיס מת, לנגמויר ולואיס נפגשו לארוחת צהריים בברקלי. דווח על ידי מספר עמיתים שלהם שלואיס חזר מהארוחה במצב רוח קודר. הוא שיחק במשך זמן מה ברידג' עם חלק מחבריו, אולם נטש את המשחק וחזר לעבוד במעבדתו. שעה אחת לאחר מכן, לואיס כבר היה מת. ניירותיו של ארווין לנגמויר מספריית הקונגרס מאשרים שהוא היה בקמפוס של האוניברסיטה באותו יום, כיוון שהיה אמור לקבל תואר של כבוד.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]