Gilbert Newton Lewis: diferència entre les revisions

Lewis va néixer l’any 1875 a [[Weymouth (Massachusetts)|Weymouth]], [[Massachusetts]]. Va ser un infant precoç que als tres anys ja llegia. El 1884 la seva família es va traslladar a [[Lincoln (Nebraska)|Lincoln]], [[Nebraska]].El 1893, després de dos anys a la [[Universitat de Nebraska–Lincoln|Universitat de Nebraska]], Lewis va anar a la [[Universitat Harvard|Universitat de Harvard]], on es va obtenir graduar l’any 1896. Lewis va estudiar amb el químic-físic [[T. W. Richards]] i va obtenir el seu doctorat el 1899 amb una tesi sobre els [[potencials electroquímics.]] Després d'un any de l'ensenyament a la Universitat de Harvard, Lewis va guanyar una beca per viatjar a [[Alemanya]], el centre de la química-física, i va estudiar amb [[Walther Hermann Nernst|Walther Nernst]] a [[Göttingen]] i amb [[Wilhelm Ostwald]] a [[Leipzig]].<ref>{{Ref-publicació|cognom=Edsall|nom=J. T|article=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|publicació=Mol. Cell. Biochem.|url=|volum=5|exemplar=(1 - 2)|data=1974|pàgines=103 - 112|doi=10.1007/BF01874179|pmid=4610355}}</ref> Mentre treballava al laboratori de Nernst, Nernst i Lewis van desenvolupar una enemistat que va durar tota la vida. Un amic de Nernst, Wilhelm Palmaer, va ser membre del Comitè Nobel de Química i hi ha proves que va utilitzar els procediments de proposta i presentació d'informes per bloquejar el Premi Nobel per Lewis en termodinàmica utilitzant la seva posició com a membre del comitè redactant d'informes negatius.<ref name=":0">{{Ref-llibre|cognom=Coffey|nom=P|títol=Cathedrals of Science: The Personalities and Rivalries That Made Modern Chemistry|url=|edició=|llengua=|data=2008|editorial=Oxford University Press|lloc=Oxford|pàgines=|isbn=978-0-19-532134-0}}</ref>

Al llarg de la seva carrera, Lewis va publicar en molts temes, que van des de la naturalesa dels [[quants de llum]] a l'economia de l'[[estabilització dels preus]]. En els últims anys de la seva vida, Lewis i l'estudiant graduat Michael Kasha, el seu darrer soci en investigació, van establir que la [[fosforescència]] de les [[Compost orgànic|molècules orgàniques]] implica l’[[emissió de llum]] d'un electró en un [[estat excitat triplet]] (un estat en el qual dos electrons han orientat els seus vectors de [[espín]] en la mateixa direcció, però en ''diferents'' [[Orbital molecular|orbitals]]) i van mesurar el [[paramagnetisme]] d'aquest [[estat triplet]].<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [19]N|article=Phosphorescence and the Triplet State|publicació=J. Amer. Chem. Soc.|url=|volum=66|data=1944|pàgines=2100 - 2116}}</ref>

L’any 1946, un estudiant graduat va trobar el cos sense vida de Lewis sota un banc de treball de laboratori a Berkeley. Lewis havia estat treballant en un experiment amb [[Àcid cianhídric|cianur d'hidrogen]] líquid i els gasos mortals d'una conducció trencada s'havien filtrat al laboratori. El metge forense va dictaminar que la causa de la mort va ser un [[Infart miocardíac|infart coronari]] degut a la manca de signes de [[cianosi]],<ref [20]name=":0" /> però alguns creuen que podia haver estat un [[suïcidi]]. El professor emèrit de Berkeley William Jolly, que va estudiar els diversos punts de vista sobre la mort de Lewis en la seva obra del 1987 sobre la història de la Facultat de Química de la Universitat de Berkeley, “''From Retorts to Lasers”'', va escriure que un superior en el departament creia que Lewis havia suïcidat.

La major part dels interessos de Lewis es van originar durant els seus anys de Harvard i potser el més important va ser el de la termodinàmica. Tot i que la majoria de les relacions termodinàmiques importants ja eren conegudes el 1895, es consideraven com equacions aïllades, i encara no s'havien racionalitzat com un sistema lògic, des del qual, donada una relació, se’n podia derivar la resta. D'altra banda, aquestes relacions eren inexactes, aplicables només a sistemes químics ideals. Aquests eren els dos problemes pendents de la termodinàmica teòrica. En dos treballs teòrics llargs i ambiciosos en 1900 i 1901, Lewis va tractar d'oferir una solució. Va introduir el concepte termodinàmic d'[[Activitat (termodinàmica)|activitat]] i va encunyar el terme "[[fugacitat]]".<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [5]N|article=The osmotic pressure of concentrated solutions, and the laws of the perfect solution|publicació=J. Am. Chem. Soc|url=|volum=30|data=1908|pàgines=668 - 683|doi=10.1021/ja01947a002}}</ref> La seva nova idea de fugacitat, o "tendència d'escapament", era una funció amb les dimensions de pressió que expressaven la tendència d'una substància a passar d'un producte o fase química a un altra. Lewis creia que la fugacitat era el principi fonamental que permetia derivar les relacions termodinàmiques d’un sistema real. Aquesta hipòtesi no es va provar encara que la fugacitat va trobar un lloc durador en la descripció dels gasos reals.

L'any 1916, va publicar el seu estudi clàssic sobre l'enllaç químic "''L'àtom i la molècula''"<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [6]N|article=The Atom and the Molecule|publicació=J.Amer.Chem.Soc.|url=|volum=38|exemplar=(4)|data=1916|pàgines=}}</ref> en el que es formula la base del que seria conegut com l'[[enllaç covalent]], que consisteix en un parell d'electrons compartits, i es defineix el terme molècula senar (el terme modern és de [[radical lliure]]) quan un electró no és compartit. S'inclou el que es coneix com a [[estructures de punts de Lewis]], així com el model de l'àtom cúbic. Aquestes idees sobre els enllaços químics van ser ampliades per [[Irving Langmuir]] i es van convertir en la inspiració per als estudis sobre la naturalesa de l'enllaç químic de [[Linus Carl Pauling|Linus Pauling]]. 

L’any 1908 va publicar el primer de tot un seguit de treballs sobre la [[Teoria de la relativitat|relativitat]], en els que deriva la relació massa-energia d'una manera diferent a com ho fa [[Albert Einstein]].<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [7]N|article=A revision of the Fundamental Laws of Matter and Energy|publicació=Philosophical Magazine|url=|volum=16|exemplar=(95)|data=1908|pàgines=705 - 717|doi=10.1080/14786441108636549}}</ref> En 1909, ell i [[Richard C. Tolman]] van combinar els seus mètodes amb la [[relativitat especial]].<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [8]N.|cognom2=Tolman|nom2=R. C|article=The Principle of Relativity, and Non-Newtonian Mechanics|publicació=Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences|url=|volum=44|exemplar=(25)|data=1909|pàgines=709 - 726|doi=10.2307/20022495}}</ref> El 1912, Lewis i [[Edwin Bidwell Wilson]] van presentar una obra important en la [[Física teòrica|física matemàtica]] que no només aplica la [[geometria sintètica]] per a l'estudi de l'[[Espaitemps|espai-temps]], sinó que també considera la identitat d'una assignació espai-temps de compressió i una [[transformació de Lorentz]].<ref>{{Ref-publicació|cognom=Wilson|nom=E. [9]B.|cognom2=Lewis|nom2=G. [10]N|article=The Space-time Manifold of Relativity. The Non-Euclidean Geometry of Mechanics and Electromagnetics|publicació=Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences|url=|volum=48|data=1912|pàgines=387 - 507}}</ref>

En 1913, va ser triat membre de l'[[Acadèmia Nacional de Ciències dels Estats Units|Acadèmia Nacional de Ciències]]. Va dimitir el 1934, negant-se a indicar el motiu de la seva renúncia; s'ha especulat que va ser a causa d'una disputa sobre la política interna de la institució o al fracàs dels que havia nominat per ser elegits. La seva decisió de renunciar pot haver estat provocada pel ressentiment per la concessió del Premi Nobel 1934 de Química al seu alumne, [[Harold Clayton Urey|Harold Urey]], pel descobriment del [[deuteri]], un premi que Lewis és gairebé segur considerava que havia d'haver compartit pel seu treball en la purificació i caracterització de [[Aigua pesant|l'aigua pesada]].<ref [11]name=":0" />

El 1923, va formular la teoria del parell d'electrons de les [[Reacció àcid-base|reaccions àcid-base]]. En aquesta teoria d'àcids i bases, un "àcid de Lewis" és un acceptor de parells d'electrons i una "base de Lewis" és un donant de parells d'electrons. El mateix any també va publicar una monografia sobre les seves teories de l'enllaç químic.<ref>{{Ref-llibre|cognom=Lewis|nom=G. [12]N|títol=Valence and the Nature of the Chemical Bond|url=|edició=|llengua=|data=1926|editorial=Chemical Catalog Company|lloc=|pàgines=|isbn=}}</ref>

Basat en el treball de [[Josiah Willard Gibbs|J. Willard Gibbs]], se sabia que les reaccions químiques tendeixen a un equilibri determinat per l'energia lliure de les substàncies que hi participen. Lewis va passar 25 anys determinant les energies lliures de diverses substàncies. El 1923 ell i [[Merle Randall]] van publicar els resultats d'aquest estudi [13], permetent la formulació de la moderna [[termodinàmica química]].<ref>{{Ref-llibre|cognom=Lewis|nom=G. N.|cognom2=Randall|nom2=M|títol=Thermodynamics and the Free Energies of Chemical Substances|url=|edició=|llengua=|data=1923|editorial=McGraw-Hill|lloc=New York (NY)|pàgines=|isbn=}}</ref>

Lewis va ser el primer a produir una mostra pura d'[[Aigua pesant|òxid de deuteri]] (aigua pesant) l’any 1933 [14] i el primer a estudiar la supervivència i el creixement de formes de vida en aigua pesada.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [15]N.|cognom2=MacDonald|nom2=R. [16]T|article=Concentration of H2 Isotope|publicació=The Journal of Chemical Physics|url=|volum=1|exemplar=(6)|data=1933|pàgines=341|bibcode=1933JChPh...1..341L|doi=10.1063/1.1749300}}</ref> <ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. N|article=The biochemistry of water containing hydrogen isotope|publicació=Journal of the American Chemical Society|url=|volum=55|data=1933|pàgines=3503 - 3504|doi=10.1021/ja01335a509}}</ref> <ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. N|article=The biology of heavy water|publicació=Science|url=|volum=79|exemplar=(2042)|data=1934|pàgines=151 - 153|bibcode=1934Sci....79..151L|doi=10.1126/science.79.2042.151|pmid=10.1126/science.79.2042.151}}</ref> Accelerant [[deuterons]] (nuclis de deuteri) en el [[ciclotró]] d'[[Ernest Lawrence|Ernest O. Lawrence]] va ser capaç d'estudiar moltes de les propietats dels nuclis atòmics. Durant la dècada de 1930, va ser mentor de [[Glenn Theodore Seaborg|Glenn T. Seaborg]], que va ser retingut per a un treball post-doctoral com a ajudant d'investigació personal de Lewis . Seaborg va guanyar el Premi Nobel de Química l’any 1951. L’element 106, el [[seaborgi]], va rebre aquest nom en honor seu, mentre Seaborg encara era viu.

El 1924, mitjançant l'estudi de les [[propietats magnètiques]] de solucions d'[[oxigen]] en [[nitrogen líquid]], va trobar que es van formar molècules O₄.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [17]N|article=The magnetism of oxygen and the molecule O4|publicació=Journal of the American Chemical Society|url=|volum=49|exemplar=(6)|data=1924|pàgines=2027 - 2032|doi=10.1021/ja01674a008|issn=0002-7863}}</ref> Aquesta va ser la primera evidència d'[[oxigen tetratómic]].

L’any 1926, va encunyar el terme "[[fotó]]" per a la unitat més petita de l'[[energia radiant]] (llum). En realitat el resultat de la seva carta a ''[[Nature]]'' no era el que havia previst.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lewis|nom=G. [18]N|article=The conservation of photons|publicació=Nature|url=|volum=118|exemplar=(2981)|data=1926|pàgines=874 - 875|bibcode=1926Natur.118..874L|doi=10.1038/118874a0}}</ref> A la carta, va proposar el fotó com l’element estructural. Va insistir en la necessitat d'una nova variable, el nombre de fotons. Encara que la seva teoria difereix de la [[teoria quàntica de la llum]] introduïda per Albert Einstein en 1905, el nom va ser adoptat pel que Einstein va nomenar un quant de llum ("''Lichtquant''" en alemany).