Eu tenho algo que chamo de minha Regra de Ouro. Vai algo assim: 'Faça aos outros vinte e cinco por cento melhor do que você espera que eles façam a você.' … Os vinte e cinco por cento são para erro.
Linus Carl Pauling foi um químico americano, bioquímico, engenheiro químico, ativista pela paz, autor e educador. Ele publicou mais de 1.200 artigos e livros, dos quais aproximadamente 850 tratavam de tópicos científicos. New Scientist o chamou de um dos 20 maiores cientistas de todos os tempos, e em 2000, ele foi classificado como o 16º cientista mais importante da história. Por seu trabalho científico, Pauling recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1954. Por seu ativismo pela paz, recebeu o Prêmio Nobel da Paz em 1962. Ele é um dos quatro indivíduos que venceram mais de um Prêmio Nobel; os outros são Marie Curie, John Bardeen e Frederick Sanger. Entre estes, ele é a única pessoa que foi agraciada com dois Prêmios Nobel não compartilhados, e uma das duas pessoas agraciadas com Prêmios Nobel em campos diferentes, a outra sendo Marie Curie. Ele foi casado com a ativista de direitos humanos americana Ava Helen Pauling.
Pauling foi um dos fundadores dos campos da química quântica e da biologia molecular. Suas contribuições à teoria da ligação química incluem o conceito de hibridização orbital e a primeira escala precisa de eletronegatividades dos elementos. Pauling também trabalhou nas estruturas de moléculas biológicas e mostrou a importância da alpha helix e beta sheet na estrutura secundária de proteínas. A abordagem de Pauling combinou métodos e resultados da cristalografia de raios X, construção de modelos moleculares e química quântica. Suas descobertas inspiraram o trabalho de James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins e Rosalind Franklin sobre a estrutura do DNA, o que, por sua vez, tornou possível para os geneticistas decifrar o código de DNA de todos os organismos.
Em seus últimos anos, ele promoveu o desarmamento nuclear, bem como medicina ortomolecular, terapia com megavitaminas e suplementos alimentares. Nenhum dos últimos ganhou muita aceitação na comunidade científica dominante.
Primeiros anos e educação
Linus Carl Pauling nasceu em 28 de fevereiro de 1901, em Portland, Oregon, o filho primogênito de Herman Henry William Pauling 1876–1910 e Lucy Isabelle "Belle" Darling 1881–1926. Ele foi nomeado "Linus Carl", em homenagem ao pai de Lucy, Linus, e ao pai de Herman, Carl. Seu pai era alemão enquanto sua mãe era inglesa.
Em 1902, depois que sua irmã Pauline nasceu, os pais de Pauling decidiram se mudar de Portland para encontrar habitações mais acessíveis e espaçosas do que seu apartamento de um cômodo. Lucy ficou com os pais de seu marido em Lake Oswego até Herman trazer a família para Salem, onde trabalhou brevemente como viajante para a Skidmore Drug Company. Dentro de um ano do nascimento de Lucile em 1904, Herman Pauling mudou sua família para Lake Oswego, onde abriu sua própria farmácia. Ele mudou sua família para Condon, Oregon, em 1905. Em 1906, Herman Pauling sofria de dor abdominal recorrente. Ele morreu de uma úlcera perfurada em 11 de junho de 1910, deixando Lucy para cuidar de Linus, Lucile e Pauline.
Pauling atribui seu interesse em se tornar químico ao fascínio por experimentos realizados por um amigo, Lloyd A. Jeffress, que tinha um pequeno kit de laboratório de química. Ele posteriormente escreveu: "Fiquei simplesmente encantado por fenômenos químicos, pelas reações nas quais substâncias, muitas vezes com propriedades muito diferentes, aparecem; e esperava aprender cada vez mais sobre este aspecto do mundo."
No ensino médio, Pauling realizou experimentos químicos recolhendo equipamentos e materiais de uma siderúrgica abandonada. Com um amigo mais velho, Lloyd Simon, Pauling montou a Palmon Laboratories no porão de Simon. Eles abordaram laticínios locais oferecendo realizar amostragens de gordura butírica a preços baratos, mas os produtores de leite eram cautelosos em confiar a tarefa a dois garotos, e o negócio terminou em fracasso.
Aos 15 anos, o aluno do ensino médio tinha créditos suficientes para entrar na Oregon State University OSU, conhecida então como Oregon Agricultural College. Faltando-lhe dois cursos de história americana necessários para seu diploma do ensino médio, Pauling perguntou ao diretor da escola se poderia fazer os cursos simultaneamente durante o semestre de primavera. Negado, ele saiu da Washington High School em junho sem diploma. A escola lhe concedeu um diploma honorário 45 anos depois, após ser agraciado com dois Prêmios Nobel.
Pauling trabalhou em vários empregos para ganhar dinheiro para suas futuras despesas universitárias, incluindo trabalhar em tempo parcial em uma mercearia por $8 por semana equivalente a $190 em 2019. Sua mãe arranjou uma entrevista com o proprietário de vários parques fabris em Portland, Sr. Schwietzerhoff, que o contratou como aprendiz de torneiro mecânico com um salário de $40 por mês equivalente a $940 em 2019. Logo foi aumentado para $50 por mês. Pauling também montou um laboratório de fotografia com dois amigos. Em setembro de 1917, Pauling foi finalmente admitido pela Oregon State University. Ele imediatamente renunciou ao cargo de torneiro mecânico e informou sua mãe, que não via sentido em uma educação universitária, de seus planos.
Educação superior
Em seu primeiro semestre, Pauling se matriculou em dois cursos de química, dois de matemática, desenho mecânico, introdução à mineração e uso de explosivos, prosa inglesa moderna, ginástica e treinamento militar. Ele era ativo na vida do campus e fundou o capítulo escolar da fraternidade Delta Upsilon. Depois de seu segundo ano, ele planejava assumir um emprego em Portland para ajudar a sustentar sua mãe. A faculdade lhe ofereceu uma posição ensinando análise quantitativa, um curso que ele havia acabado de completar. Ele trabalhou quarenta horas por semana no laboratório e sala de aula e ganhou $100 por mês equivalente a $1.300 em 2019, permitindo-lhe continuar seus estudos.
Nos seus dois últimos anos de escola, Pauling tomou conhecimento do trabalho de Gilbert N. Lewis e Irving Langmuir sobre a estrutura eletrônica de átomos e sua ligação para formar moléculas. Ele decidiu focar sua pesquisa em como as propriedades físicas e químicas das substâncias são relacionadas à estrutura dos átomos dos quais elas são compostas, tornando-se um dos fundadores da nova ciência da química quântica.
O professor de engenharia Samuel Graf selecionou Pauling para ser seu assistente de ensino em um curso de mecânica e materiais. Durante o inverno de seu último ano, Pauling ensinou um curso de química para os principais de economia doméstica. Foi em uma dessas aulas que Pauling conheceu sua futura esposa, Ava Helen Miller.
Em 1922, Pauling se formou na Oregon State University conhecida então como Oregon Agricultural College com um diploma em engenharia química. Ele continuou para a pós-graduação no California Institute of Technology Caltech em Pasadena, Califórnia, sob a orientação de Roscoe Dickinson e Richard Tolman. Sua pesquisa de pós-graduação envolveu o uso de difração de raios X para determinar a estrutura dos cristais. Ele publicou sete artigos sobre a estrutura cristalina de minerais enquanto estava em Caltech. Ele recebeu seu PhD em química física e física matemática, summa cum laude, em 1925.
Carreira
Em 1926, Pauling foi agraciado com uma Bolsa Guggenheim para viajar para a Europa, para estudar sob o físico alemão Arnold Sommerfeld em Munich, o físico dinamarquês Niels Bohr em Copenhagen e o físico austríaco Erwin Schrödinger em Zurique. Todos os três eram especialistas no novo campo da mecânica quântica e em outros ramos da física. Pauling se interessou em como a mecânica quântica poderia ser aplicada em seu campo de interesse escolhido, a estrutura eletrônica de átomos e moléculas. Em Zurique, Pauling também foi exposto a uma das primeiras análises mecânicas quânticas de ligação na molécula de hidrogênio, feita por Walter Heitler e Fritz London. Pauling dedicou os dois anos de sua viagem europeia a este trabalho e decidiu torná-lo o foco de sua pesquisa futura. Ele se tornou um dos primeiros cientistas no campo da química quântica e um pioneiro na aplicação da teoria quântica à estrutura de moléculas.
Em 1927, Pauling assumiu uma nova posição como professor assistente em Caltech em química teórica. Ele lançou sua carreira acadêmica com cinco anos muito produtivos, continuando com seus estudos de cristal de raios X e também realizando cálculos mecânicos quânticos em átomos e moléculas. Ele publicou aproximadamente cinquenta artigos nesses cinco anos e criou as cinco regras agora conhecidas como as regras de Pauling. Em 1929, foi promovido a professor associado, e em 1930, a professor titular. Em 1931, a American Chemical Society concedeu a Pauling o Prêmio Langmuir pelo trabalho mais significativo em ciência pura por uma pessoa de 30 anos de idade ou menos. No ano seguinte, Pauling publicou o que considerava seu artigo mais importante, no qual expôs pela primeira vez o conceito de hibridização de orbitais atômicos e analisou a tetravalência do átomo de carbono.
Em Caltech, Pauling estabeleceu uma amizade próxima com o físico teórico Robert Oppenheimer, que passou parte de seu cronograma de pesquisa e ensino longe da U.C. Berkeley em Caltech todos os anos. Pauling também foi afiliado à UC Berkeley como Lecturer Visitante em Física e Química de 1929 a 1934. Oppenheimer até mesmo deu a Pauling uma coleção pessoal impressionante de minerais. Os dois homens planejavam montar um ataque conjunto sobre a natureza da ligação química: aparentemente Oppenheimer forneceria a matemática e Pauling interpretaria os resultados. Seu relacionamento piorou quando Oppenheimer tentou perseguir a esposa de Pauling, Ava Helen. Quando Pauling estava no trabalho, Oppenheimer veio à sua casa e deixou escapar um convite para Ava Helen se juntar a ele em um encontro no México. Ela recusou categoricamente e informou o incidente a Pauling. Ele imediatamente cortou seu relacionamento com Oppenheimer.
No verão de 1930, Pauling fez outra viagem europeia, durante a qual aprendeu sobre difração de elétrons em fase gasosa com Herman Francis Mark. Depois de retornar, ele construiu um instrumento de difração de elétrons em Caltech com um de seus alunos, Lawrence Olin Brockway, e o usou para estudar a estrutura molecular de um grande número de substâncias químicas.
Pauling introduziu o conceito de eletronegatividade em 1932. Usando as várias propriedades das moléculas, como a energia necessária para quebrar ligações e os momentos dipolares das moléculas, ele estabeleceu uma escala e um valor numérico associado para a maioria dos elementos – a Escala de Eletronegatividade de Pauling – que é útil na previsão da natureza das ligações entre átomos em moléculas.
Em 1936, Pauling foi promovido a Presidente da Divisão de Química e Engenharia Química em Caltech, e para a posição de Diretor dos laboratórios de Química Gates e Crellin. Ele manteria ambas as posições até 1958. Pauling também passou um ano em 1948 na University of Oxford como George Eastman Visiting Professor e Fellow de Balliol.
Natureza da ligação química
No final dos anos 1920, Pauling começou a publicar artigos sobre a natureza da ligação química. Entre 1937 e 1938, ele ocupou uma posição como George Fischer Baker Non-Resident Lecturer em Química na Cornell University. Enquanto estava em Cornell, ele apresentou uma série de dezenove palestras e completou a maior parte de seu famoso livro The Nature of the Chemical Bond. Preface. É baseado principalmente em seu trabalho nesta área que recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1954 "por sua pesquisa sobre a natureza da ligação química e sua aplicação à elucidação da estrutura de substâncias complexas". O livro de Pauling foi considerado "o livro mais influente de química deste século e sua bíblia efetiva". Nos 30 anos após a publicação de sua primeira edição em 1939, o livro foi citado mais de 16.000 vezes. Ainda hoje, muitos artigos científicos modernos e artigos em revistas importantes citam este trabalho, mais de setenta anos após a primeira publicação.
Parte do trabalho de Pauling sobre a natureza da ligação química levou à sua introdução do conceito de hibridização orbital. Embora seja normal pensar nos elétrons em um átomo como sendo descritos por orbitais de tipos como s e p, acontece que ao descrever a ligação em moléculas, é melhor construir funções que participem de algumas propriedades de cada uma. Assim, o único orbital 2s e os três orbitais 2p em um átomo de carbono podem ser matematicamente "misturados" ou combinados para fazer quatro orbitais equivalentes chamados orbitais híbridos sp3, que seriam os orbitais apropriados para descrever compostos de carbono como metano, ou o orbital 2s pode ser combinado com dois dos orbitais 2p para fazer três orbitais equivalentes chamados orbitais híbridos sp2, com o orbital 2p restante não hibridizado, que seria os orbitais apropriados para descrever certos compostos de carbono insaturados como etileno. Outros esquemas de hibridização também são encontrados em outros tipos de moléculas. Outra área que ele explorou foi a relação entre ligação iônica, onde os elétrons são transferidos entre átomos, e ligação covalente, onde os elétrons são compartilhados entre átomos de forma igualitária
