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吉尔伯特路易斯

吉尔伯特路易斯(Gilbert Newton Lewis,18751946年)美国化学家。1875年10月25日生于马萨诸塞州的韦思纽顿。1891年起,他先后在内布拉斯加大学哈佛大学学习,1899年获得哲学博士学位。后去德国莱比锡大学和戈丁根大学进修,曾在物理化学家奥斯特瓦尔德和能斯特(Hermann Walther Nernst,1864--1941年)的指导下从事研究工作。1901年返回哈佛大学任教。19051912年在马萨诸塞州工业学院任教,并致力于物理化学研究,1911年成为教授。1912年后任加利福尼亚大学伯克利分校化学系主任

1875年10月25日生于马萨诸塞州韦茅斯。

1891年起,他先后在内布拉斯加大学和哈佛大学学习。

1896年获学士学位。

1898获得硕士学位。

1899年获得哲学博士学位。

1900年他到德国莱比锡和格丁根等大学进修,在W.奥斯特瓦尔德和W.H.能斯脱的指导下从事研究工作一年。

1901年返回哈佛大学任教。

19051912年在马萨诸塞州工业学院任教,并致力于物理化学研究。

1911年成为教授。

1912年后任加利福尼亚大学伯克利分校化学系主任。

1940年退休。

1946年3月23日卒于加利福尼亚州伯克利。

于1901和1907年,先后提出了逸度和活度的概念,对于真实体系用逸度代替压力,用活度代替浓度。这样,原来根据理想条件推导的热力学关系式便可推广用于真实体系。

1921年他又把离子强度的概念引入热力学,发现了稀溶液中盐的活度系数取决于离子强度的经验定律。

1923年他与M.兰德尔合著《化学物质的热力学和自由能》一书,对化学平衡进行深入讨论,并提出了自由能和活度概念的新解释。该书曾被译成多种文本。

1923年他从电子对的给予和接受角度提出了新的广义酸碱概念,即所谓路易斯酸碱理论。

1912年,路易斯到加利福尼亚大学伯克利分校任教,一干就是33年。他担任该校理学院院长兼化学系主任,一直干到70岁才退休。在担任化学系主任期间他教学和研究工作都做得十分出色,那里一时群英荟萃,人才济济。

路易斯十分重视基础教育,他要求化学系的所有教师都要参加普通化学课程的教学和建设,要求低年级学生必须打好基础,为此他选派一流的教师给低年级学生上课。例如有几年路易斯选派8位正教授给新生上课。路易斯认为这就好像建造万丈高楼必须打好坚实的地基一样,学生只有在低年级时打下扎实的底子,包括实验基本功,才能学好高年级和研究生课程。

路易斯重视化学教育工作还表现在十分支持美国化学教育杂志,他不仅自己带头在美国化学教育杂志上发表有分量的化学教育论文,而且还派出好几名知名教授去领导并编辑美国化学教育杂志。在路易斯的大力支持下,美国化学教育杂志蒸蒸日上,蜚声国内外,成为一本世界化学教育最有权威的杂志。

路易斯对待研究生更是无微不至。他自始至终都以积极启发、独立思考、因材施教等方法教育学生,前面讲到的尤里就是一个典型例子。由于路易斯指导有方,教学得法,伯克利分校化学系培养出大量优秀人才。虽然路易斯自己没有得过诺贝尔奖,但在他领导和指导的研究生中有5名获得过诺贝尔奖。在整个科学世界里,这是何等的殊荣。

路易斯的成就主要在原子价电子理论和化学热力学方面:

1:1916年,路易斯和柯塞尔同时研究原子价的电子理论。柯塞尔主要研究电价键理论。路易斯主要研究共价键理论,该理论认为,两个(或多个)原子可以相互“共有”一对或多对电子,以便达成惰性气体原子的电子层结构,而形成共价键。路易斯在1916年《原子和分子》和1928年《价键及原子和分子的结构》中阐述了他的共价键电子理论的观点,并列出无机物和有机物的电子结构式。路易斯提出的共价键的电子理论,基本上解释了共价键的饱和性,明确了共价键的特点。共价键理论和电价键理论的建立,使得十九世纪中叶开始应用的两元素间的短线(即表示原子间的相互作用力或称“化学亲和力”)开始有明确的物理意义。但还没解决共价键的本性问题。

2:1901和1907年,路易斯在《美国科技学会杂志》上著文,提出“逸度”和“活度”的概念。1923年他在《热力学及化学物质的自由能,一书中,深入地讨论了化学平衡问题,给自由能、活度等概念作出新的解释。

路易斯后期还研究酸碱理论,给酸、碱下了如下定义:“酸”是能接受电子,而“碱”是能给予电子的物质。这见解深受化学界的重视,特别是路易斯碱的观点较早得到化学界的普遍接受;由于流行酸的质子理论,化学界对路易斯酸的观点则接受较慢。

路易斯酸

路易斯酸(LewisAcid,LA)是指电子接受体,可看作形成配位键的中心体。路易斯酸碱理论是由美国化学家吉尔伯特路易斯提出的,是多种酸碱理论的一种。所以“酸”可以有不同定义,现时酸常被分为路易斯酸和布朗斯特-劳里酸(Brønsted-Lowry)。

常见的路易斯酸有氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌以及镧系元素的三氟甲磺酸盐。

路易斯酸多具腐蚀性。氯化锌,对纤维素具腐蚀性,是一个路易斯酸腐蚀性的典型例子。由于水显路易斯碱性,多数路易斯酸会和水反应并产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与水分子之间有强的化学键连系着,因此很难把路易斯酸水合物干燥,即是路易斯酸水合物通常是可分离出的化合物。例如,如果试图加热干燥金属氯化物(路易斯酸)中的水分,则会生成氯化氢及其金属的氯氧化物。

以下五位诺贝尔奖获得者皆是路易斯的学生:

尤里重氢重水的发现者,1934年诺贝尔化学奖得主。

乔克超低温化学的应用技术发明者,1949年诺贝尔化学奖得主。

西博格镎、镅、锔和锫等元素的发现者,1951年诺贝尔化学奖得主。

科比用碳14测定历史年代的发明者,1960年诺贝尔化学奖得主。

开尔文光合作用机理的研究和发现者,1961年诺贝尔化学奖得主。

1:英国皇家学会戴维奖章

2:瑞典科学院阿伦尼乌斯奖章

3:美国吉布斯奖章

1946年3月23日,美国加州伯克利市寒意仍浓。一位71岁的老人,静静地、永远地闭上了眼睛,结束了他不平凡的一生。他就是加利福尼亚大学伯克利分校化学系主任、著名化学家兼化学教育家吉尔伯特路易斯教授(GilbertNewtonLewis,1875~1946)。

路易斯教授安葬的那一天,唁电从世界各地像雪片似的飞到伯克利市。路易斯的亲友、同事和学生们蜂拥而来,加入到为路易斯教授送葬的行列。这是科学史上最荣耀的送葬队伍之一了,因为有5位诺贝尔奖得主。而这一切都缘于路易斯教授诲人不倦的教学精神,堪称当今化学界最杰出的“伯乐”。

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