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Linus Carl Pauling은 미국의 화학자, 생화학자, 화학 공학자, 평화 운동가, 저자 및 교육자였습니다. 그는 1,200편 이상의 논문과 책을 출판했으며, 이 중 약 850편은 과학 주제를 다루었습니다. New Scientist는 그를 역사상 가장 위대한 과학자 20명 중 한 명으로 꼽았으며, 2000년 기준으로 그는 역사상 가장 중요한 과학자로 16위에 평가되었습니다. 그의 과학적 업적으로 Pauling은 1954년 노벨 화학상을 받았습니다. 그의 평화 활동으로 그는 1962년 노벨 평화상을 받았습니다. 그는 두 개 이상의 노벨상을 받은 4명 중 한 명이며, 다른 수상자는 Marie Curie, John Bardeen, Frederick Sanger입니다. 이들 중 그는 공동 수상하지 않은 두 개의 노벨상을 받은 유일한 사람이며, 서로 다른 분야에서 노벨상을 받은 2명 중 한 명으로, 다른 한 명은 Marie Curie입니다. 그는 미국의 인권 운동가 Ava Helen Pauling과 결혼했습니다.
Pauling은 양자 화학과 분자 생물학 분야의 창립자 중 한 명이었습니다. 화학 결합 이론에 대한 그의 기여는 궤도 혼성화 개념과 원소의 첫 번째 정확한 전기음성도 척도를 포함합니다. Pauling은 또한 생물학적 분자의 구조에 대해 연구했으며, 단백질 2차 구조에서 알파 나선과 베타 시트의 중요성을 보여주었습니다. Pauling의 접근 방식은 X선 결정학, 분자 모델 구축 및 양자 화학의 방법과 결과를 결합했습니다. 그의 발견은 DNA 구조에 대한 James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins, Rosalind Franklin의 작업에 영감을 주었으며, 이는 결국 유전학자들이 모든 생물의 DNA 코드를 풀 수 있게 해주었습니다.
그의 후년에 그는 핵 군축뿐만 아니라 정분자 의학, 고용량 비타민 요법, 식이 보충제를 장려했습니다. 후자의 것들 중 어느 것도 주류 과학 공동체에서 큰 인정을 받지 못했습니다.
초기 생활 및 교육
Linus Carl Pauling은 1901년 2월 28일 Oregon의 Portland에서 Herman Henry William Pauling (1876–1910)과 Lucy Isabelle "Belle" Darling (1881–1926)의 맏아들로 태어났습니다. 그는 Lucy의 아버지 Linus와 Herman의 아버지 Carl을 기리기 위해 "Linus Carl"이라고 지어졌습니다. 그의 아버지는 독일인이었고 그의 어머니는 영국인이었습니다.
1902년 그의 여동생 Pauline이 태어난 후, Pauling의 부모는 한 칸짜리 아파트보다 더 저렴하고 넓은 생활 공간을 찾기 위해 Portland에서 이사하기로 결정했습니다. Lucy는 Herman이 가족을 Salem으로 데려올 때까지 남편의 부모와 Lake Oswego에 머물렀으며, 그곳에서 그는 Skidmore Drug Company의 여행 판매원으로 잠시 일했습니다. 1904년 Lucile이 태어난 지 1년 이내에 Herman Pauling은 가족을 Lake Oswego로 옮겼고, 그곳에서 자신의 약국을 열었습니다. 그는 1905년에 가족을 Oregon의 Condon으로 옮겼습니다. 1906년까지 Herman Pauling은 반복되는 복부 통증을 앓고 있었습니다. 그는 1910년 6월 11일 천공성 궤양으로 사망하여 Lucy가 Linus, Lucile, Pauline을 돌보게 되었습니다.
Pauling은 화학자가 되고 싶은 자신의 관심을 친구 Lloyd A. Jeffress가 수행한 실험에 의해 놀라게 된 것으로 돌립니다. Lloyd A. Jeffress는 작은 화학 실험 키트를 가지고 있었습니다. 그는 나중에 다음과 같이 썼습니다: "나는 화학 현상, 종종 눈에 띄게 다른 성질을 가진 물질이 나타나는 반응에 완전히 매료되었습니다. 그리고 나는 세상의 이 측면에 대해 더 많이 배우고 싶었습니다."
고등학교에서 Pauling은 버려진 제철소에서 장비와 재료를 모아 화학 실험을 수행했습니다. 나이 많은 친구 Lloyd Simon과 함께 Pauling은 Simon의 지하실에 Palmon Laboratories를 설립했습니다. 그들은 싼 가격에 버터지방 샘플링을 제공하는 것을 제안하며 지역 낙농장에 접근했지만, 낙농업자들은 두 소년에게 그 일을 맡기는 것을 꺼렸고, 사업은 실패로 끝났습니다.
15세에 고등학교 3학년인 Pauling은 Oregon State University (OSU)에 입학할 충분한 학점을 갖추었으며, 당시에는 Oregon Agricultural College로 알려져 있었습니다. 고등학교 졸업장에 필요한 두 개의 미국 역사 과목이 부족했던 Pauling은 봄 학기 동안 과목을 동시에 수강할 수 있는지 학교 교장에게 물었습니다. 거절당한 그는 1906년 6월 졸업장 없이 Washington High School을 떠났습니다. 학교는 그가 두 개의 노벨상을 받은 후 45년 뒤에 그에게 명예 졸업장을 수여했습니다.
Pauling은 향후 대학 비용을 위해 돈을 벌기 위해 주당 8달러(2019년 기준 190달러)로 식료품점에서 파트타임으로 일하는 것을 포함하여 여러 직업을 가졌습니다. 그의 어머니는 Portland의 여러 제조 공장 소유자 Mr. Schwietzerhoff와의 인터뷰를 주선했고, 그는 Pauling을 월급 40달러(2019년 기준 940달러)의 기계공 견습생으로 고용했습니다. 이는 곧 월 50달러로 인상되었습니다. Pauling은 또한 두 친구와 함께 사진 실험실을 설립했습니다. 1917년 9월 Pauling은 마침내 Oregon State University에 입학했습니다. 그는 즉시 기계공 일을 그만두고 대학 교육에 의미를 두지 않는 어머니에게 자신의 계획을 알렸습니다.
고등 교육
그의 첫 학기에 Pauling은 화학 2과목, 수학 2과목, 기계 제도, 광산 개론 및 폭발물 사용, 현대 영어 산문, 체조 및 군사 훈련을 등록했습니다. 그는 캠퍼스 생활에 적극적으로 참여했으며 학교의 Delta Upsilon 형제 단체 지부를 설립했습니다. 2학년 이후 그는 어머니를 부양하기 위해 Portland에서 일자리를 잡을 계획이었습니다. 대학은 그에게 정량 분석을 가르치는 직책을 제안했으며, 이는 자신이 방금 마친 과목이었습니다. 그는 실험실과 교실에서 주당 40시간을 일했으며 월 100달러(2019년 기준 1,300달러)를 벌어 계속 공부할 수 있었습니다.
학교의 마지막 2년 동안 Pauling은 Gilbert N. Lewis와 Irving Langmuir가 원자의 전자 구조와 분자를 형성하기 위해 결합하는 방식에 대한 작업을 알게 되었습니다. 그는 물질의 물리적 및 화학적 성질이 그것을 구성하는 원자의 구조와 어떻게 관련되어 있는지에 대한 연구에 초점을 맞추기로 결정했으며, 양자 화학이라는 새로운 과학의 창립자 중 한 명이 되었습니다.
기계 공학 교수 Samuel Graf는 Pauling을 역학 및 재료 과정의 교조로 선택했습니다. 그의 4학년 겨울에 Pauling은 가정 경제학과 학생들을 위한 화학 과정을 가르쳤습니다. 이 수업 중 하나에서 Pauling은 그의 미래 아내 Ava Helen Miller를 만났습니다.
1922년 Pauling은 Oregon State University(당시 Oregon Agricultural College로 알려짐)에서 화학 공학 학위로 졸업했습니다. 그는 California의 Pasadena에 있는 California Institute of Technology (Caltech)의 대학원에 진학했으며, Roscoe Dickinson과 Richard Tolman의 지도 아래 공부했습니다. 그의 대학원 연구는 X선 회절을 사용하여 결정 구조를 결정하는 것과 관련되었습니다. 그는 Caltech에 있는 동안 광물의 결정 구조에 대해 7편의 논문을 발표했습니다. 그는 1925년 우수한 성적으로(summa cum laude) 물리 화학 및 수학 물리학 박사 학위를 받았습니다.
경력
1926년 Pauling은 Guggenheim Fellowship을 받아 유럽으로 여행하여 Munich의 독일 물리학자 Arnold Sommerfeld, Copenhagen의 덴마크 물리학자 Niels Bohr, Zürich의 오스트리아 물리학자 Erwin Schrödinger 아래에서 공부했습니다. 이 세 사람 모두 양자 역학 및 물리학의 다른 분야의 새로운 분야의 전문가였습니다. Pauling은 양자 역학이 그의 선택한 관심 분야인 원자 및 분자의 전자 구조에 어떻게 적용될 수 있는지에 관심을 갖게 되었습니다. Zürich에서 Pauling은 또한 Walter Heitler와 Fritz London이 수행한 수소 분자의 결합에 대한 최초의 양자 역학적 분석 중 하나에 노출되었습니다. Pauling은 그의 유럽 여행 2년을 이 작업에 투정했으며 그것을 그의 향후 연구의 초점으로 삼기로 결정했습니다. 그는 양자 화학 분야의 최초 과학자 중 한 명이 되었으며 양자 이론을 분자 구조에 적용하는 선구자가 되었습니다.
1927년 Pauling은 Caltech에서 이론 화학 조교수로 새로운 직책을 받았습니다. 그는 X선 결정 연구를 계속하면서 원자 및 분자에 대한 양자 역학적 계산도 수행하며 매우 생산적인 5년으로 교수 경력을 시작했습니다. 그는 그 5년 동안 약 50편의 논문을 발표했으며, 현재 Pauling의 규칙으로 알려진 5가지 규칙을 만들었습니다. 1929년까지 그는 준교수로 승진했으며, 1930년까지는 정교수로 승진했습니다. 1931년 미국 화학 학회는 30세 이하의 순수 과학에서 가장 의미 있는 업적을 위해 Pauling에게 Langmuir Prize를 수여했습니다. 다음 해 Pauling은 원자 궤도의 혼성화 개념을 처음 제시하고 탄소 원자의 4가를 분석한 그가 가장 중요하다고 생각하는 논문을 발표했습니다.
Caltech에서 Pauling은 이론 물리학자 Robert Oppenheimer와 친밀한 우정을 나누었으며, Oppenheimer는 매년 UC Berkeley에서 멀리 떨어진 Caltech에서 연구 및 교육 일정의 일부를 보냈습니다. Pauling은 또한 1929년부터 1934년까지 UC Berkeley의 물리학 및 화학 방문 강사로 소속되었습니다. Oppenheimer는 심지어 Pauling에게 광물의 놀라운 개인 컬렉션을 선물했습니다. 두 남자는 화학 결합의 성질에 대한 공동 공격을 계획했습니다: 분명히 Oppenheimer는 수학을 공급하고 Pauling은 결과를 해석할 것입니다. 그들의 관계는 Oppenheimer가 Pauling의 아내 Ava Helen을 추구하려고 할 때 악화되었습니다. Pauling이 일하고 있을 때 Oppenheimer는 그들의 집에 와서 Ava Helen에게 Mexico에서의 짝짓기에 참여하도록 초대를 하자고 말했습니다. 그녀는 명백하게 거절했고 Pauling에게 사건을 보고했습니다. 그는 즉시 Oppenheimer와의 관계를 끊었습니다.
1930년 여름에 Pauling은 또 다른 유럽 여행을 했으며, 이 기간에 그는 Herman Francis Mark로부터 기체 상 전자 회절에 대해 배웠습니다. 돌아온 후 그는 자신의 학생 Lawrence Olin Brockway와 함께 Caltech에 전자 회절 기구를 구축했으며 많은 화학 물질의 분자 구조를 연구하는 데 사용했습니다.
Pauling은 1932년에 전기음성도 개념을 도입했습니다. 결합을 끊는 데 필요한 에너지 및 분자의 쌍극자 모멘트와 같은 분자의 다양한 성질을 사용하여 그는 대부분의 원소에 대한 척도 및 관련 수치 값(Pauling 전기음성도 척도)을 확립했으며, 이는 분자의 원자 간 결합의 성질을 예측하는 데 유용합니다.
1936년 Pauling은 Caltech의 화학 및 화학 공학 부서 의장과 화학의 Gates 및 Crellin 실험실 이사로 승진했습니다. 그는 1958년까지 두 직책을 모두 유지했습니다. Pauling은 또한 1948년에 Oxford 대학교에서 George Eastman 방문 교수 및 Balliol의 Fellow로 1년을 보냈습니다.
화학 결합의 성질
1920년대 후반에 Pauling은 화학 결합의 성질에 관한 논문 발표를 시작했습니다. 1937년과 1938년 사이에 그는 Cornell University에서 George Fischer Baker Non-Resident 화학 강사로 직책을 받았습니다. Cornell에 있는 동안 그는 19개의 강의 시리즈를 진행했으며 그의 유명한 교과서 The Nature of the Chemical Bond의 대부분을 완성했습니다. 서문 그가 1954년 노벨 화학상을 받은 것은 주로 이 분야의 업적에 기반한 것입니다: "화학 결합의 성질에 대한 연구 및 복잡한 물질의 구조 규명에 대한 적용". Pauling의 책은 "이 세기의 화학에서 가장 영향력 있는 책이자 효과적인 성경"으로 간주되었습니다. 1939년 첫 판이 출판된 후 30년 동안 이 책은 16,000회 이상 인용되었습니다. 오늘날에도 많은 현대 과학 논문과 중요한 저널의 기사들이 첫 출판 후 70년 이상이 지났음에도 불구하고 이 작업을 인용합니다.
Pauling의 화학 결합의 성질에 대한 업적의 일부는 궤도 혼성화 개념의 도입으로 이어졌습니다. 원자의 전자를 s 및 p와 같은 궤도로 설명하
