Harkins, William Draper
| William Draper Harkins | |
|---|---|
| inglés William Draper Harkins | |
| Fecha de nacimiento | 28 de diciembre de 1873 |
| Lugar de nacimiento |
|
| Fecha de muerte | 7 de marzo de 1951 (77 años) |
| Un lugar de muerte | |
| País | |
| Ocupación | química física, química de superficies, química de soluciones, estructura nuclear, separación de isótopos |
| Padre | Nelson GoodrichHarkins |
| Madre | Sara Eliza (draper) Harkins |
| Esposa | Ana Luisa Hathaway |
| Niños | Henry Nelson Harkins, Ellis Marian Harkins |
| Premios y premios | Premio Willard Gibbs |
| Autógrafo | |
William Draper Harkins (28 de diciembre de 1873 - 7 de marzo de 1951) fue un físico químico estadounidense que estudió química de superficies, y uno de los primeros en estudiar la estructura del núcleo y el átomo, la separación de isótopos . Se hizo famoso no solo por su contribución a la ciencia fundamental y aplicada, sino también por una serie de innovaciones industriales.
Biografía
Harkins nació el 28 de diciembre de 1873 en Tootsville, Pensilvania. Sus padres fueron Nelson Goodrich Harkins y Sara Eliza (Draper) Harkins.
En 1892, Harkins estudió griego en la Universidad del Sur de California en Escondido, San Diego, California, pero después de un año se vio obligado a cambiar de especialidad y eligió arte general.
Harkins entonces decidió continuar sus estudios e ingresó a la Universidad de Stanford en 1896 , donde recibió una licenciatura en química aplicada en 1900. Durante sus estudios, comenzó a trabajar en la universidad como asistente de laboratorio y luego se convirtió en profesor de química.
Más tarde, Harkins fue nombrado jefe del departamento de química de la Universidad de Montana en Missoula , y permaneció en este cargo durante 20 años, pero pasó una cantidad significativa de tiempo en otras universidades: Chicago en 1901 y 1904. y Stanford en 1905-1906, de donde más tarde recibió un Ph.D.
En 1909, Harkins estaba investigando química de superficies en Alemania. También en 1909-1910. el científico se desempeñó como asistente de investigación en el Instituto de Tecnología de Massachusetts , donde se dedicó a la investigación sobre la solubilidad.
A la edad de 39 años, dejó Missoula cuando fue destinado a la Universidad de Chicago , donde continuó su trabajo de investigación durante los restantes 39 años de su vida. [una]
Actividad científica
La contribución de Harkins a la ciencia fundamental cubrió una amplia gama de áreas de la química física.
Química de superficies
En 1909, el científico viajó a Alemania, donde Fritz Haber le ofreció un tema relacionado con el estudio de la química de superficies. Harkins, W. G. Hardy e Irving Langmuir propusieron de forma independiente una teoría de la orientación de las moléculas en las superficies. En 1913-1914, Harkins dio las primeras conferencias sobre este tema en Chicago . Durante los siguientes 40 años, el científico estudió la orientación de las moléculas en la superficie y publicó 115 artículos.
En el último año de su vida, Harkins completó el libro Química física de películas superficiales, que se publicó más tarde en 1952. [2]
Después de completar su trabajo experimental en Alemania, Harkins regresó a Estados Unidos para estudiar química de soluciones y solubilidad con los ganadores de la medalla Gibbs A. A. Noyce y G. N. Lewis.
Química de disoluciones y solubilidad
Llamó a la conocida frase "lo similar se disuelve en lo similar" ("similia similibus solvuntur" o "lo similar se disuelve a lo similar") como la regla principal de la solubilidad. En el libro, presta mucha atención a los tensioactivos , explica los principios de su acción usando el ejemplo del ácido butanoico , observa que un extremo de la molécula se comporta como el aceite y el otro como el agua, y habla sobre cómo se ubican las moléculas de ácido orgánico. en la interfase agua-aceite. [3]
También en trabajos posteriores, Harkins describe sus estudios de sistemas coloidales , como emulsiones y soluciones micelares [4] . También estudió la adsorción , las superficies de los sólidos y su interacción con los líquidos.
La estructura del átomo y la separación de isótopos
En 1913, Harkins comenzó a estudiar las teorías conocidas sobre la estructura electrónica de las moléculas y los átomos. En 1915, Harkins y su colega E. D. Wilson sugirieron que las interconversiones de hidrógeno y helio son la fuente de energía del sol y otras estrellas. [5] Harkins también fue el primero en relacionar la abundancia de elementos químicos con su peso atómico , y la abundancia de elementos químicos e isótopos con su estabilidad. [6]
Luego de la fundamentación teórica de la estructura nuclear del átomo por parte de E. Rutherford y ante la evidencia experimental de la existencia de neutrones libres por parte de J. Chadwick en 1932, se creía que los núcleos están formados por protones y electrones . Harkins señaló que abundancias similares y, por lo tanto, estabilidad, se observan más comúnmente para átomos de elementos que contienen un número par de protones y electrones . También era obvio para el científico que muchos elementos químicos livianos (por ejemplo, 12 C, 16 O, 20 Ne) pueden representarse como compuestos de partículas α (entonces se creía que una partícula α constaba de cuatro protones y dos electrones - p 4 e 2 ). Por analogía, creía que elementos químicos como el 19 F y el 23 Na podían construirse a partir de partículas α y una partícula hipotética p 3 e 2 . Harkins mencionó, pero no enfatizó, la posibilidad de existencia libre de estas y otras partículas. Harkins también argumentó que las partículas ya conocidas p 3 e 2 y p 2 e 1 son isótopos de hidrógeno : tritio y deuterio . Con base en los resultados de este trabajo, Harkins creó una "nueva tabla periódica", donde se agregó el llamado "número de isótopos" para cada átomo, que luego se conoció como el número de neutrones . [7]
Poco después de que E. Lawrence inventara el ciclotrón , Harkins y sus alumnos lo construyeron en la Universidad de Chicago en 1935-1936. Posteriormente, este dispositivo fue utilizado activamente, principalmente por Enrico Fermi , quien estudió la difusión de neutrones , y luego para las necesidades del Proyecto Manhattan en Chicago durante la guerra.
Antes de Harkins, la separación parcial de isótopos usando neón como ejemplo solo la realizaba F. W. Aston, usando el método de difusión . Harkins y sus alumnos separaron los isótopos de cloro mediante la difusión de cloruro de hidrógeno a través de tubos de cerámica. Posteriormente, el científico realizó trabajos sobre la separación de isótopos de mercurio . [ocho]
Industrias aplicadas
Harkins hizo una contribución significativa no solo al desarrollo de la ciencia fundamental, sino también a las industrias aplicadas.
- 1916-1928 - Miembro de la Comisión de Ventilación de Chicago
- 1920-1922: químico consultor del Comité de Minería de EE. UU.
- 1924-1927 - Ingeniero consultor en la Fuerza Aérea de EE. UU.
- Desde 1927 - químico consultor en el servicio de protección química
- Desde 1929 fue químico consultor de la compañía de vidrio Libby-Owens-Ford.
- 1930-1951 - en Universal Oil Products
- 1930-1941 - en la United States Rubber Company
- 1941-1945 - Miembro del Comité de Investigación de Seguridad Nacional
Trabajo científico y organizativo
Harkins participó activamente en los asuntos de la American Chemical Society :
- 1915-1916 - Presidente de la Sección de Chicago de la Sociedad Química Estadounidense
- 1919-1920 - Presidente del Departamento de Química Física e Inorgánica
- Desde 1921 - miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE . UU.
- Desde 1925 - Miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense , Vicepresidente de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia
- 1939-1951 - editor de los departamentos de química física y general en la revista Chemical Abstracts
Actividad docente
Harkins comenzó a enseñar en la Universidad de Stanford después de graduarse y se desarrolló aún más como instructor, dando conferencias en varias universidades:
- 1912-1914 Profesor asistente de química general en la Universidad de Chicago
- 1913-1914: dio las primeras conferencias sobre la teoría de la orientación de las moléculas en la superficie de la Universidad de Chicago .
- Desde 1914 - profesor de química física en la Universidad de Chicago
- 1916-1917 - dio una conferencia en el Instituto Mellon
- 1918-1919 - dio una conferencia en la Universidad de Illinois
- 1939 - se jubila como docente, pero continúa investigando con el mismo vigor, hasta su muerte en 1951.
Grandes obras
Los primeros cuatro artículos científicos de Harkins se publicaron entre 1907 y 1910 y se dedicaron al envenenamiento de animales con arsénico procedente de emisiones industriales a la atmósfera y problemas similares. [9]
La investigación más extensa del científico fue el trabajo sobre química de superficies (115 artículos) y la estructura del núcleo y el átomo , la separación de isótopos (alrededor de 80 artículos). Harkins fue uno de los tres científicos (junto con W. J. Hardy e Irving Langmuir) que propusieron de forma independiente una teoría de la orientación de las moléculas en las superficies.
En 1952, se publicó su libro Química física de películas superficiales. [2]
Actividades sociales
Durante su residencia en Missoula , Harkins estuvo muy involucrado en la vida social de la ciudad y el estado:
- 1902-1910 Trabajo de investigación para la Asociación de Agricultores de Anaconda
- 1904 Trabajo de investigación para Montana Copper Company en California
- 1906-1912 - jefe del departamento de salud de la ciudad
- 1910-1912: trabajo de investigación para el Departamento de Justicia de EE. UU.
- 1911 - investigación para la Institución Carnegie en Washington.
Premios
28 de mayo de 1928 - Recibió la Medalla de Oro Willard Gibbs de la Sociedad Química Estadounidense por su trabajo sobre química de superficies, estructura nuclear e isótopos .
Familia
El 9 de junio de 1904, Harkins se casó con Anna Louise Hathaway, quien era jefa de departamento en la Universidad de Montana y estudiante de posgrado en la Universidad de Chicago .
Él y su esposa tuvieron dos hijos: Henry Nelson Harkins y Ellis Marian Harkins.
Nacido en Missoula en 1905, Henry recibió una licenciatura y una maestría en química física , Ph.D. (1928) y MD (1931) en ciencias médicas. Su obra de maestría estuvo relacionada con el estudio de la tensión superficial del suero sanguíneo y fue realizada bajo la dirección de su padre en 1926. [10]
Marian Harkins ha alcanzado el éxito como cantante de concierto. [una]
Datos interesantes
- Durante los años de infancia de Harkins, Pensilvania fue el corazón de la emergente industria petrolera estadounidense. A la edad de 7 años, invirtió su "fortuna" de $12 en un pozo de petróleo que perforó su padre en Bradford, Pensilvania , su aporte se multiplicó varias veces. Afortunadamente para la ciencia, sus ganancias no fueron lo suficientemente grandes como para atraerlo al negocio del petróleo. [una]
- En su juventud, a Harkins le gustaba la escalada en roca, era un participante activo en las caminatas por la montaña. [una]
Notas
- ↑ 1 2 3 4 Mulliken RS William Draper Harkins // Academia Nacional de Ciencias, Washington DC, 1975, p. 47-81.
- ↑ 1 2 Harkins W. D. La química física de las películas superficiales. Nueva York: Reinhold Pub., 1952. 413 págs.
- ↑ Harkins WD, Humphery EC La tensión superficial en la interfaz entre dos líquidos // Actas de la Academia Nacional de Ciencias, 1, 1915, p. 585-590.
- ↑ Harkins WD, Mattoon RW, Corrin ML Estructura de las micelas de jabón indicadas por rayos X y la teoría de la orientación molecular // Journal of American Society, 68, 1946, p. 220-228.
- ↑ Harkins WD, Wilson ED La estructura de los átomos complejos: el sistema hidrógeno-helio // Journal of American Society, 37, 1915, p. 1383-1396.
- ↑ Harkins WD La abundancia de los elementos en relación con la estructura de hidrógeno-helio de los átomos // Actas de la Academia Nacional de Ciencias, 2 (4), 1916, p. 216-224.
- ↑ Harkins WD La construcción de átomos y el nuevo sistema periódico // Science, 50, 1919, p. 577-582.
- ↑ Harkins WD La separación de los elementos cloro y mercurio en isótopos // Science, 54, 1921, p. 359-360.
- ↑ Harkins WD La prueba de Marsh y el exceso de potencial: la determinación cuantitativa de arsénico // Journal of American Society, 32, 1910, p. 518-530.
- ↑ Eglolf G. Padres e hijos en química // Noticias químicas y de ingeniería, 22, 1944, p. 804.
Literatura
- Khramov Yu. A. Harkins, William Draper // Físicos: Guía biográfica / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2º, rev. y adicional — M .: Nauka , 1983. — S. 288. — 400 p. - 200.000 copias.
- Mulliken RS William Draper Harkins // Academia Nacional de Ciencias, Washington DC, 1975, p.47-81.
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