Льюис, Гилберт Ньютон

(1875-1946) американский физикохимик

Гилберт Ньютон Льюис родился в небольшом американском городке Уэймут, близ Бостона, где жили родители отца, коммивояжера. Но детство его прошло в штате Небраска, куда родители переехали вскоре после рождения сына. Еще в школе мальчик заинтересовался химией. Закончив учебу с золотой медалью, он поступил в Гарвардский университет и уже со второго курса начал заниматься научными исследованиями. Досрочно пройдя учебный курс, в 1899 году он защитил докторскую диссертацию.

Получив стипендию, Гилберт Льюис отправился в Европу. В 1900 году он приехал в Германию и стал ассистентом в лаборатории Вильгеля Оствальда в Лейпцигском университете. Под руководством ученого, Льюис начал исследовать слабые химические связи. Однако вскоре понял, что необходимо приобрести прочные знания по физике.

Поэтому, завершив учебный год, он переехал в Геттинген, где находилась лаборатория создателя физической химии В. Нернста. Под руководством ученого Гилберт Льюис получил прекрасную подготовку физика-исследователя.

Вернувшись на родину в 1903 году, он стал профессором химии в Гарвардском университете. Там он завершил начатую в Европе программу работ. Льюис занимался изучением так называемых благородных газов. Он установил, что молекулы этих элементов ведут себя совершенно не так, как следует из атомной модели Бора-Резерфорда.

Ученый пришел к выводу, что молекула благородного газа содержит восемь электронных оболочек. Они и определяют специфическое поведение газа во время химических реакций. Вместе с химиком И. Ленгмюром, Гилберт Льюис разработал теорию химических реакций данных веществ и ввел в науку особый способ их графической записи.

Предложенная им модель позволила преодолеть принятое в химии разделение всех соединений на гетерополярные и гомеополярные. Ученый также смог ответить на вопрос о природе сил, которые обуславливают образование химических связей.

После завершения исследований Гилберт Льюис в 1912 г. был приглашен в университет Беркли в Калифорнию, где вскоре стал руководителем научно-исследовательского центра по химии и физике. Там он занимался исследованиями растворов электролитов. Ученый установил, что реакцию между растворенными в воде веществами следует рассматривать в зависимости от использования того или иного растворителя.

В 1933 году ему удалось доказать, что с помощью электролиза можно получить тяжелую воду. Ее формула оказалась идентичной формуле обычной воды. Но вместо водорода в ней содержался дейтерий — изотоп водорода.

Поскольку тяжелая вода являлась активным замедлителем нейтронов, она использовалась в ядерных реакторах.

В результате исследований Льюиса была создана теория валентности. Ученый доказал, что химические связи подчиняются определенным законам. После его работ появилась возможность для создания так называемой квантовой химии — теории химических связей, интерпретированных с позиций квантовой механики. Исследователь показал, что только используя методику двух наук — физики и химии, можно описать образование большинства элементов.

Итоги исследований Гилберта Льюиса были подведены в небольшой работе «Валентность и строение атомов и молекул». Любопытно, что после выхода книга подверглась жесткой критике. Многие упрекали ученого в том, что он уделяет чрезмерное внимание физическим проблемам.

Но уже через несколько лет положения, выдвинутые им, были подтверждены П. Дебаем, который и получил Нобелевскую премию. Лишь после смерти Гилберта Льюиса было до конца осознано значение его исследований. В настоящее время химики пользуются электронной теорией химических связей, названной именем ученого.