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Linus Carl Pauling


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Linus Pauling; ca. 1954

Linus Carl Pauling (*  28. Februar 1901 in Portland Oregon USA †  19. August 1994 ) war Chemiker . Er erhielt 1954 den Nobelpreis für Chemie und 1962 den Friedensnobelpreis .

Inhaltsverzeichnis

Die ersten Jahre

Pauling wurde in Portland Oregon geboren. Sein Vater ein erfolgloser aus eingewanderter Apotheker zog mit seiner Familie zwischen 1903 bis 1909 von einer Stadt in die andere kehrte im letzten Jahr wieder mit ihr Portland zurück. Als der Vater 1910 an einem durchgebrochenen Geschwür starb hinterließ Linus' Mutter die Sorge um Linus und jüngere Geschwister.

Schon als Kind war Pauling ein Leser. Einmal schrieb sein Vater sogar einen an eine örtliche Zeitung mit der Bitte Vorschläge für weitere Bücher mit denen man beschäftigen könnte. Während seiner Zeit auf dem Gymnasium hatte sein Schulfreund Lloyd Jeffress in Schlafzimmer ein kleines Chemielabor. Die Experimente mit inspirierten Pauling später Chemiker zu werden.

Auch während der Highschool machte Pauling weiter chemische Experimente und sich den größten Teil der Ausrüstung und von einer leerstehenden Stahlfabrik in der Nähe der sein Großvater als Nachtwächter arbeitete.

Da Pauling es versäumte einige erforderliche in Amerikanischer Geschichte zu belegen konnte er nicht für den Abschluss das High School qualifizieren. Erst 45 Jahre später nachdem er Nobelpreise gewonnen hatte verlieh ihm die Schule Diplom .

Hochschuljahre

Im Jahr 1917 schrieb sich Pauling am landwirtschaftlichen College Oregon in Corvallis ein (heute die Oregon University). Um sich sein Studium finanzieren zu arbeitete er Vollzeit u.a. als Milchmann Filmvorführer sogar auf einer Schiffswerft während er gleichzeitig Vielzahl von Vorlesungen besuchte. Nach seinem zweiten dort wollte er eine Stelle in Portland um seine Mutter zu unterstützen aber die bot ihm an die Vorlesung quantitative Analysis zu halten (den Kurs hatte Pauling erst als Student erfolgreich abgeschlossen). Die Lehrtätigkeit ihm weiter am Oregon Architectural College zu

In seinen letzten zwei Jahren am lernte Pauling die Arbeit von Gilbert N. und Irving Langmuir kennen die sich mit der Elektronenstruktur Atomen beschäftigte sowie deren chemische Bindungen die sie befähigte Moleküle zu bilden. Er beschloss seine Forschungen zu konzentrieren wie die physikalischen und chemischen von Substanzen mit ihrer Atomstruktur zusammenhängen. Damit er einer der Begründer der neuen Wissenschaft Quantenchemie .

In seinem letzten Jahr am College er Ava Helen Miller eine Mitstudentin kennen sie heirateten am 17. Juni 1923 - sie hatten drei Söhne und Tochter.

1922 schloss Pauling am Oregon Architectural College und begann ein Aufbaustudium am California Institute of Technology ("CalTech") in Pasadena (Kalifornien) . In seinen Abschlussforschungen verwendete er die um Kristallstrukturen zu bestimmen. Während seiner Zeit am veröffentlichte er sieben Schriften über die Kristallstrukturen Mineralien und erhielt 1925 seinen Doktorgrad für Philosophie summa cum laude (mit Auszeichnung).

Frühe wissenschaftliche Karriere

Pauling reiste nach Europa um bei Arnold Sommerfeld in München Niels Bohr in Kopenhagen und Erwin Schrödinger in Zürich weiterzustudieren. Alle drei arbeiteten auf dem Feld der Quantenmechanik . Schon während seiner Zeit am OAC sich Pauling mit Quantenmechanik beschäftigt und er nun sehen ob sie ihm beim Verständnis Fachgebietes der Elektronenstruktur von Atomen und Molekülen weiterhelfen kann.

Er widmete die zwei Jahre in ganz seiner Arbeit und entschied dass dies zukünftige Schwerpunkt seiner Forschungen sein sollte. Damit er einer der ersten Wissenschaftler auf dem der Quantenchemie . 1927 dann übernahm er eine Assistenzprofessur am für Theoretische Chemie.

Paulings Karriere am CalTech begann mit sehr produktiven Jahren in denen er seine an Kristallen fortsetzte und sich mit quantenmechanischen bei Atomen und Molekülen beschäftigte. In dieser veröffentlichte er schätzungsweise 50 Aufsätze. 1929 wurde er zum Associate Professor ernannt und erhielt 1930 eine volle Professur . 1931 erhielt er von der Amerikanischen Gesellschaft Chemie den Langmuir -Preis für die bedeutendste Arbeit auf dem der reinen Wissenschaft durch eine Person von 30 Jahren.

Im Sommer 1930 reiste Pauling wieder nach Europa um über die Verwendung von Elektronen bei Diffraktionsstudien ähnlich wie seine Röntgendiffraktionsuntersuchungen lernen. Zusammen mit einem seiner Studenten L. O. Brockway baute er am CalTech ein Elektronendiffraktionsinstrument untersuchte damit die Molekularstruktur einer großen Zahl Substanzen.

1932 führte er das Konzept der Elektronegativität Unter Verwendung der zahlreichen Eigenschaften von Molekülen der Energie die aufgewendet werden muss um Bindungen aufzubrechen oder der Diplomomente von Molekülen er numerische Werte für die meisten Elemente. Werte ordnete er auf eine Skala der Pauling-Skala für Elektronegativität mit der sich die von Bindungen zwischen Atomen und Molekülen bestimmen (Eine andere Maßeinheit für Elektronegativität wurde von S. Mulliken definiert die im großen und mit Paulings übereinstimmt. Die Pauling-Skala wird häufiger wissenschaftlich zitiert.)

Arbeiten über die Natur von chemischen

In den 1930ern begann Pauling mit der Veröffentlichung von über die Natur von chemischen Bindungen die 1939 in seinem berühmten Buch zum Thema wurden. Vor allem für seine Arbeiten auf Feld erhielt er 1954 den Nobelpreis für Chemie "für seine Forschungen über die Natur chemischen Bindung und deren Anwendung zur Erhellung Strukturen von komplexen Substanzen".

Aufbauend auf einem Teil von Paulings veröffentlichte er das Konzept der Hybridisierung . Üblicherweise werden die Elektronen eines Atoms auf verschiedenen Orbitalen (bezeichnet als s p usw.) befindlich beschrieben. Es zeigte sich dass zur Beschreibung von Bindungen in Molekülen Funktionen konstruiert werden bei denen beide Teile Eigenschaften übernehmen. So kann das 2s und drei 2p-Orbitale eines Kohlenstoffatoms zusammengefasst werden um vier äquivalente Orbitale sp 3 Hybridorbitale genannt) zu bilden. Damit lassen sich Molekülbindungen bei Kohlenstoffverbindungen wie Methan geeignet darstellen. Ebenso kann das 2s-Orbital zwei 2p-Orbitalen kombiniert werden um drei äquivalente ( sp 2 Hybridorbitale genannt) zu erhalten die zusammen mit verbleibenden nicht hybridisierten 2p-Orbital geeignet sind um Molekülbindungen einiger ungesättigter Kohlenstoffverbindungen wie Ethen zu beschreiben. Auch bei anderen Molekültypen sich die Molekülbindungen durch andere Hybridisierungs-Schemata erklären.

Ein weiteres Gebiet seiner Forschungen war Beziehung zwischen einer Ionenbindung bei der Elektronen zwischen den Atomen werden und einer kovalenten Bindung bei der die Elektronen zwischen den gleichmäßig verteilt werden. Pauling zeigte dass beide lediglich Extreme darstellen zwischen denen die meisten Bindungen liegen. Hier war besonders Paulings Konzept Elektronegativität sehr nützlich denn die Differenz der zwischen zwei Atomen ist der sicherste Indikator den Grad der Ionsierung der Bindung.

Das dritte seiner Forschungsthemen das Pauling dem Dach der Natur der chemischen Bindung untersuchte war die Aufzählung der Strukturen Aromaten insbesondere des Prototyps Benzol . Die beste Beschreibung von Benzol wurde den deutschen Chemiker Friedrich Kekulé gemacht. Er betrachtete die Verbindung als ständigen Wechsel zwischen zwei Strukturen beide mit Einfach- und Doppelbindungen jeweils mit der Doppelbindung an der an der die Einfachbindung der anderen Struktur Pauling zeigte mit einer geeigneten Beschreibung auf der Quantenmechanik dass es sich um eine dazwischenliegende handelt die Aspekte von beidem enthalten. Die stellte mehr eine Überlagerung beider Strukturen als schnellen Wechsel zwischen ihnen dar. Der Begriff Resonanz wurde diesem Phänomen erst später gegeben. eine bestimmte Weise gleicht das Phänomen dem Hybridisierung das schon früher beschrieben wurde da ebenso mehr als eine Elektronenstruktur mit einbezieht ein dazwischenliegendes Resultat zu erzielen.

Arbeiten über biologische Moleküle

Mitte der 1930er Jahre beschloss sich sich neue Interessensgebiete zu erschließen. In seinen Jahren erwähnte er sein mangelndes Interesse am von Molekülen mit biologischer Bedeutung. Als aber CalTech einen immer größeren Schwerpunkt auf der entwickelte begann Pauling mit solch großen Biologen Thomas Hunt Morgan Theodosius Dobzhanski Calvin Bridges und Alfred zusammenzuarbeiten da er ein Interesse für biologische entwickelte.

Seine erste Arbeit auf diesem Gebiet die Struktur von Hämoglobin . Er konnte demonstrieren dass das Hämoglobin-Molekül Struktur ändert wenn es ein Sauerstoffatom einbindet oder abgibt. Als ein Ergebnis Untersuchungen entschied er sich eine gründlicher Studie die Strukturen von Proteinen im Allgemeinen zu machen. Dazu kehrte wieder zu seiner alten Methode der Röntgendiffraktion Proteinmoleküle sind aber leider wesentlich weniger für Technik geeignet als kristalline Mineralien. Die besten von Proteinen gelangen in den 30ern dem Kristallographen William Astbury als aber Pauling 1937 versuchte sich an Astburys Untersuchungen zu gelang es ihm nicht.

Pauling benötigte elf Jahre um das zu erklären: Seine mathematische Analyse war zwar doch Astburys Bilder wurden auf solche Weise dass sie gekippt zu ihren erwarteten Positionen wurden. Pauling formulierte ein Modell der Struktur Hämoglobins in welchem die Atome in einer Helix angeordnet sind und übertrug diese Idee Proteine im Allgemeinen. Auf diese Helix -Struktur ist auch die Doppelhelix zurückzuführen die James Watson und Francis Crick für die Desoxyribonukleinsäure (DNS) postulierten. Auch Pauling kam dieser sehr nahe obwohl seine angenommene Struktur der nicht ganz korrekt war glauben Viele die seiner Arbeit vertraut sind dass Pauling bald selben Ergebnis wie Watson und Crick gekommen wenn diese ihm nicht zuvorgekommen wären.

Pauling beschäftigte sich auch mit Enzym -Reaktionen und zeigte dass die Sichelzellanämie auf die Veränderung einer einzigen Aminosäure Hämoglobins zurückzuführen ist.

Nicht nur ein Wissenschaftler im Elfenbeinturm

Der Zweite Weltkrieg verursachte eine grundlegende Änderung in Paulings Bis zu diesem Zeitpunkt war er ziemlich aber als Ergebnis seiner Erfahrungen engagierte er als Friedensaktivist. 1946 wurde er Mitglied des Emergency Committee Atomic Scientists dem Albert Einstein vorsaß und die Öffentlichkeit über die Gefahren aufklären wollte von Nuklearwaffen ausgehen. Wegen seines politischen Engagements ihm das U.S. State Departement ein Visum er 1952 als Redner zu einer wissenschaftlichen Konferenz London eingeladen wurde. Auf dieser Konferenz sollte um die Helix -Struktur der Proteine gehen. Wäre es ihm gewesen an dieser Konferenz teilzunehmen wäre er schon eher auf die wahre Struktur der gestoßen. Erst kurz vor der Zeremonie zur des Nobelpreises 1954 erhielt er wieder einen Reisepass.

1957 begann Pauling zusammen mit dem Biologen Commoner einen Petitionsfeldzug. Dieser hatte die Verteilung radioaktiven Strontium-90 in den Milchzähnen von Kindern in ganz Nordamerika untersucht war zu dem Schluss gekommen dass die Atomtests große Gesundheitsrisiken durch den radioaktiven Fallout mit sich bringen. 1958 übergaben Pauling und seine Frau der eine Petition der Vereinten Nationen die von mehr als 11.000 Wissenschaftlern wurde und ein Ende der Atomtests verlangte. darauffolgende öffentliche Druck führte zu einem Moratorium und einem teilweisen Testverbot das John F. Kennedy und Nikita Chruschtschow 1963 unterschrieben. Am Tag an dem der in Kraft trat vergab das Nobelpreis-Komitee Pauling Friedensnobelpreis: "Linus Carl Pauling hat sich seit 1946 immer unablässig eingesetzt nicht nur gegen nicht nur gegen die Verbreitung von Atomwaffen nicht gegen deren Verwendung sondern gegen alle als Maßnahme zur Lösung internationaler Konflikte."

Viele von Paulings Kritikern darunter auch Wissenschaftler die seinen Beitrag zur Chemie anerkennen nicht mit seinen politischen Standpunkten überein und ihn als naiven Fürsprecher des russischen Kommunismus . Er wurde von einem internen Sicherheitskomittee Senats zitiert das ihn als den "wichtigsten praktisch jeder Aktivität der kommunistischen Friedensoffensive in Land" bezeichnete. Eine außergewöhnliche Überschrift des Life Magazine charakterisierte seinen Friedensnobelpreis von 1963 als "Sonderbare Verunglimpfung aus Norwegen".

Die wissenschaftliche Arbeit Paulings späterer Jahre viele Kontroversen verursacht und wird von vielen als ausgemachter Schwindel bezeichnet. 1966 im Alter von 65 Jahren wenn Menschen in Rente gehen begann er die Ideen des Irwin Stone zu übernehmen der in großen von Vitamin C ein Mittel gegen Erkältungen sah. Pauling ging noch weiter und dass Vitamin C auch gegen Krebs vorsorgen könnte. Wohingegen die meisten Wissenschaftler Annahmen nicht für gültig erachten gibt es kleine Zahl die überzeugt ist dass dies der Fälle ist in denen natürliche Substanzen Körper Krankheiten verhindern können. Daraus entwickelte sich neue Disziplin der orthomolekularen Medizin und als 1974 in Rente ging gründete er zusammen anderen das Institut für Orthomolekulare Medizin in Palo Alto Kalifornien das heute das Linus Pauling Institute of Science and Medicine ist. Heute ist das Institut von massiven Dosen Vitamin C wieder abgekommen.

Linus Pauling und Marie Curie sind die beiden einzigen Menschen die Nobelpreis auf mehr als einem Gebiet erhalten

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