私には「黄金律」と呼ぶものがあります。それは次のようなものです。「他人に対して、他人があなたにしてくれることを期待する以上に、25パーセント良くしなさい。」…その25パーセントは誤差のためです。
Linus Carl Paulingはアメリカの化学者、生化学者、化学エンジニア、平和活動家、著者、教育者でした。彼は1,200以上の論文と書籍を発表し、そのうち約850は科学的なテーマを扱っていました。New Scientistは彼を史上最高の科学者20人の1人と呼び、2000年の時点で、彼は歴史上最も重要な科学者16位として評価されていました。彼の科学的業績により、Paulingは1954年にノーベル化学賞を受賞しました。彼の平和活動により、1962年にノーベル平和賞を受賞しました。彼は複数のノーベル賞を受賞した4人の個人の1人であり、他にはMarie Curie、John Bardeen、Frederick Sangerがいます。これらの中で、彼は共有されていない2つのノーベル賞を受賞した唯一の人物であり、異なる分野でノーベル賞を受賞した2人の1人です。もう1人はMarie Curieです。彼はアメリカの人権活動家Ava Helen Paulingと結婚していました。
Paulingは量子化学と分子生物学の分野の創設者の1人でした。化学結合の理論への彼の貢献には、軌道ハイブリッド化の概念と、元素の電気陰性度の最初の正確なスケールが含まれます。Paulingはまた生物分子の構造に取り組み、タンパク質の二次構造におけるアルファヘリックスとベータシートの重要性を示しました。Paulingのアプローチは、X線結晶法、分子モデル構築、および量子化学からの方法と結果を組み合わせました。彼の発見は、James Watson、Francis Crick、Maurice Wilkins、Rosalind FranklinによるDNA構造に関する仕事にインスピレーションを与え、これにより遺伝学者はすべての生物のDNAコードを解読することが可能になりました。
後年、彼は核軍縮、および分子矯正医学、メガビタミン療法、および栄養補助食品を推進しました。これらの後者のどれも主流の科学コミュニティでは多くの支持を得ていません。
初期の人生と教育
Linus Carl Paulingは1901年2月28日にオレゴン州ポートランドで生まれ、Herman Henry William Pauling 1876–1910とLucy Isabelle「Belle」Darling 1881–1926の長男でした。彼は「Linus Carl」と名付けられ、Lucyの父Linusとやハーマンの父Carlを称えていました。彼の父はドイツ人で、彼の母はイギリス人でした。
1902年に妹のPaulineが生まれた後、Paulingの両親はポートランドを離れることを決定し、1室のアパートよりも手頃でゆったりした生活スペースを見つけるために引っ越しました。Lucyは夫の両親とともにLake Oswegoに留まり、Hermanは家族をSalemに連れてきました。そこで彼はSkidmore Drug Companyの旅行セールスマンとして短期間働きました。1904年のLucileの誕生から1年以内に、Herman Paulingは家族をLake Oswegoに引っ越させ、そこで彼は自分の薬局を開きました。彼は1905年に家族をオレゴン州Condonに引っ越させました。1906年までに、Herman Paulingは反復的な腹部痛に悩まされていました。彼は1910年6月11日に穿孔潰瘍で亡くなり、Lucyはlinus、Lucile、Paulineの世話をしなければなりませんでした。
Paulingは化学者になることへの興味を、友人Lloyd A. Jeffressが行った実験に驚いたことに起因すると述べており、小さな化学実験キットを持っていました。後に彼は書きました：「化学現象、著しく異なる性質を持つ物質が現れる反応によって、私は単に魅了されました。そして、世界のこの側面についてもっともっと学びたいと望みました。」
高校では、Paulingは廃棄された製鉄所から機器と材料を拾って化学実験を行いました。年上の友人Lloyd Simonと一緒に、PaulingはSimonの地下室にPalmon Laboratoriesを設立しました。彼らは地元の酪農場に安い価格でバターファット標本採取を実行することを提案しましたが、酪農家は2人の少年にタスクを委託することに対して警戒していたため、事業は失敗に終わりました。
15歳で、高校3年生は当時Oregon Agricultural Collegeとして知られていたOregon State University OSUに入学するのに十分な単位を取得していました。高校卒業に必要なアメリカ史の2つのコースがないため、Paulingは学校の校長に春学期に同時にコースを受講することができるかどうかを尋ねました。拒否されたため、彼は6月にWashington High Schoolを卒業資格なしに去りました。学校は45年後に、彼が2つのノーベル賞を受賞した後に彼に名誉卒業証書を授与しました。
Paulingは将来の大学費用を稼ぐために多くの仕事を行いました。週8ドル（2019年時点で190ドル相当）で食料品店でアルバイトをすることを含みました。彼の母親はポートランドの多くの製造工場の所有者との面接を手配しました。Mr. Schwietzerhoffは彼を月給40ドル（2019年時点で940ドル相当）で見習い機械工として雇用しました。これはすぐに月50ドルに上がりました。Paulingはまた2人の友人と写真ラボラトリーを設立しました。1917年9月に、PaulingはようやくOregon State Universityに入学されました。彼はすぐに機械工の仕事を辞職し、大学教育の意味を見ていない母親に彼の計画を知らせました。
高等教育
最初の学期に、Paulingは化学の2つのコース、数学の2つ、機械製図、採鉱の紹介と爆発物の使用、現代英語散文、体操と軍事訓練に登録しました。彼はキャンパス生活に積極的で、学校のDelta Upsilonフラタニティの支部を設立しました。2年目の後、彼はポートランドで仕事をして母親をサポートするつもりでした。大学は彼に定量分析を教える職を提供しました。これは彼が自分で受講したばかりのコースでした。彼は研究室と教室で週40時間働き、月100ドル（2019年時点で1,300ドル相当）を稼ぎ、彼が研究を続けることを可能にしました。
学校の最後の2年間に、PaulingはGilbert N. LewisおよびIrving Langmuirの原子の電子構造とそれらが分子を形成するための結合に関する研究に気づくようになりました。彼は物質の物理的および化学的特性が、それらが構成する原子の構造とどのように関連しているかに関する研究に焦点を当てることを決定し、量子化学の新しい科学の創設者の1人になりました。
エンジニアリング教授Samuel Grafはpaulingを力学と材料のコースの彼の教育助手に選びました。彼の上級年の冬の間、Paulingは家政学専攻のための化学コースを教えました。これらのクラスの1つで、Paulingは彼の将来の妻Ava Helen Millerに会いました。
1922年に、Paulingは当時Oregon Agricultural Collegeとして知られていたOregon State Universityから化学工学の学位で卒業しました。彼はカリフォルニア州パサデナのCalifornia Institute of Technology Caltechの大学院に進学し、Roscoe DickinsonおよびRichard Tolmanの指導下に進みました。彼の大学院の研究は、結晶の構造を決定するためのX線回折の使用を含みました。彼はCaltechにいる間に鉱物の結晶構造について7つの論文を発表しました。彼は1925年に、summa cum laureで物理化学と数学物理学のPhDを取得しました。
キャリア
1926年に、Paulingはヨーロッパに旅行するためのGuggenheim Fellowshipを受賞し、ミュンヘンのドイツの物理学者Arnold Sommerfeld、コペンハーゲンのデンマークの物理学者Niels Bohr、チューリッヒのオーストリアの物理学者Erwin Schrödinger に対して研究しました。3人すべてが量子力学と物理学の他の分野の新しい分野の専門家でした。Paulingは量子力学が彼の興味の選ばれた分野である原子と分子の電子構造にどのように適用されるかに関心を持つようになりました。チューリッヒでは、PaulingはWalter HeitlerおよびFritz Londonによって行われた水素分子の結合の最初の量子力学的分析の1つにも晒されました。Paulingは彼のヨーロッパの旅の2年をこの仕事に専念し、それを彼の将来の研究の焦点にすることを決定しました。彼は量子化学の分野の最初の科学者の1人になり、分子の構造への量子理論の応用の先駆者になりました。
1927年に、Paulingは理論化学の助教授としてCaltechの新しい職を取りました。彼はX線結晶研究を継続しながら、また原子と分子に関する量子力学計算を実行して、非常に生産的な5年間で彼の教員のキャリアを開始しました。彼はそれらの5年間に約50の論文を発表し、現在Paulingのルールとして知られている5つのルールを作成しました。1929年までに、彼は准教授に昇進し、1930年までに、彼は正教授に昇進しました。1931年に、アメリカ化学会はPaulingに、30歳以下の人による純粋科学で最も重要な仕事のためのLangmuir賞を授与しました。翌年、Paulingは彼が最も重要だと考えた論文を発表しました。その中で、彼は最初に原子軌道の混成化の概念を提示し、炭素原子の4価性を分析しました。
Caltechで、Paulingは理論物理学者Robert Oppenheimer との緊密な友情を築き、彼はU.C. Berkeleyから毎年Caltechでの彼の研究と教育スケジュールの一部を過ごしました。Paulingはまた1929年から1934年まで物理学と化学のVisiting Lecturerとしてuc Berkeleyに提携していました。Oppenheimberはさらにpaulingに彼のスタニングな個人用鉱物コレクションを与えました。2人の男性は化学結合の性質に対する共同攻撃をマウントする計画を立てました。どうやらOppenheimberは数学を供給し、Paulingは結果を解釈するでしょう。彼らの関係は、OppenheimberがPaulingの妻Ava Helenを追求しようとしたときに悪化しました。Paulingが仕事をしていたとき、Oppenheimberは彼らの家に来て、メキシコでのトライストに彼女に参加するための招待状を吹き出しました。彼女は断固として拒否し、事件をPaulingに報告しました。彼はすぐにOppenheimberとの関係を断ち切りました。
1930年の夏に、Paulingは別のヨーロッパの旅を行い、その間にHerman Francis Markからガス相電子回折について学びました。帰宅後、彼はCaltechで電子回折楽器を彼の学生Lawrence Olin Brockwayと共に構築し、多数の化学物質の分子構造を研究するために使用しました。
Paulingは1932年に電気陰性度の概念を導入しました。分子の様々な特性、例えば結合を破断するために必要なエネルギーおよび分子の双極子モーメントを使用して、彼はスケールと、ほとんどの元素の関連する数値を確立しました-Pauling Electronegativity Scaleは、分子内の原子間の結合の性質を予測するのに有用です。
1936年に、Paulingは化学および化学工学部門の会長に、およびCaltechの化学のGatesおよびCrellin研究所の所長の職に昇進しました。彼は1958年までの両方の職を保持するでしょう。Paulingはまた1948年にOxford UniversityでGeorge Eastman Visiting ProfessorおよびBalliolのFellowとして1年を過ごしました。
化学結合の性質
1920年代後半に、Paulingは化学結合の性質に関する論文を発表し始めました。1937年から1938年の間に、彼はCornell UniversityでGeorge Fischer Baker Non-Resident Lecturer in Chemistryの職を取りました。Cornellにいる間、彼は19の講義シリーズを行い、彼の有名な教科書「The Nature of the Chemical Bond」の大部分を完成させました。序文。これは主に彼がこの分野での仕事に基づいて、彼は1954年にノーベル化学賞を受賞しました「化学結合の性質と複雑な物質の構造の解明への応用に関する彼の研究のために」。Paulingの本は「化学の最も影響力のある本であり、その効果的な聖書」と見なされています。1939年に最初の版が発表されてから30年後、本は16,000回以上引用されました。今日でも、重要なジャーナルの多くの現代的な科学論文と記事は、初出から70年以上後にこの仕事を引用しています。
Paulingの化学結合の性質に関する仕事の一部は、軌道混成化の概念の彼の導入につながりました。原子内の電子をs、pなどのタイプの軌道で記述されていると考えるのが正常ですが、分子の結合を記述する際には、それぞれの特性の一部を持つ関数を構築する方が良いことが判明しています。したがって、炭素原子内の1つの2s および3つの2p軌道を数学的に「混合」または組み合わせて、メタンなどの炭素化合物を記述するのに適切な軌道である4つの等価軌道sp3ハイブリッド軌道を作成することができます。または、2s軌道は2つの2p軌道と組み合わされて、3つの等価な軌道sp2ハイブリッド軌道を作成でき、残りの2p軌道は混成されていません。これはエチレンなどの特定の不飽和炭素化合物を記述するのに適切な軌道になります。他の混成スキームは、分子の他のタイプでも見られます。彼が探索したもう1つの領域は、イオン結合（電子が原子間で転送される場合）と共有結合（電子が原子間で等しく共有される場合）の間の関係でした。
