Nowoczesna chemia: Na granicy z Fizyką i Biologią

Przełom XIX i XX wieku 1900 był również punktem zwrotnym w historii chemii. W związku z tym, badanie Nagród Nobla w dziedzinie chemii w tym wieku będzie przedstawiać analizę najważniejszych trendów w rozwoju tej gałęzi nauk przyrodniczych, a to jest celem niniejszego eseju.

Nowoczesna chemia ma miejsce w centrum nauk, graniczący na fizyki, która zapewnia jej podstawy teoretyczne, z jednej strony, a na biologii na inne, żywe organizmy są najbardziej skomplikowane ze wszystkich systemów chemicznych. Tak więc fakt, że chemia rozkwitła podczas początku 20 wieku jest ściśle związana z podstawowych zmian w fizyce.

W 1897 roku Sir Joseph John Thomson Cambridge ogłosił swoje odkrycie elektronu, za który otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1906 roku okazało się, że te ujemnie naładowane „ciałka”, jak je nazwał, ma masę mniejszą niż 1000 razyatom wodoru. Odkrycie Thomsona miał, oczywiście, ważne implikacje dla nowoczesnej chemii, jak okazało się, że atom nie jest niepodzielny budulcem związków chemicznych, ale zajęło kilka lat, zanim to doprowadziło do sytuacji bezpośredniego znaczenia dla chemii. W 1911 Ernest Rutherford, który pracował w laboratorium Thomsona w 1890 sformułowana modelu atomowej, według którego naładowane dodatnio jądro atomowe przenosi większość masy atomu ale zajmuje bardzo niewielką część jego objętości.

Zamiast tego jest tworzona przez chmurę elektronów krążących wokół jądra. Rutherford otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1908 roku, już za prace nad radioaktywnością.

Został on szybko zorientował się, że w modelu atomu Rutherforda stabilność atomów było sprzeczne z prawami fizyki klasycznej, gdyż elektrony tracą energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego i ostatecznie spaść do jądra. Niels Bohr z Kopenhagi rozumieć, że ważnym kluczem do rozwiązania tego problemu można znaleźć w różnych liniach obserwowane w widmach atomów, z których prawidłowości zostały odkryte w 1890 roku przez profesora fizyki Johannes (Janne) Uniwersytetu w Lund Rydberga , W związku z tym, w 1913 roku Bohr sformułował modelu alternatywnego atomowej, w którym tylko niektóre kołowe orbity elektronów są dozwolone. W tym modelu światła jest emitowana (lub absorbowana), w przypadku elektronów powoduje przejście od jednego do drugiego orbicie. Bohr otrzymał nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1922 roku za prace nad strukturą atomów.

Kolejnym krokiem w stosowaniu struktury elektronowej atomów do nowoczesnej chemii została podjęta w 1916 roku, kiedy Gilbert Newton Lewis zaproponował, że silne (kowalencyjne) wiązania pomiędzy atomami obejmować wymianę dwóch elektronów pomiędzy tymi atomami (obligacji parę elektronów). Lewis przyczyniły się także fundamentalne prace w termodynamiki chemicznej, a jego wspaniały podręcznik, termodynamiki (1923), napisany wspólnie z Merle Randall, liczony jest jako jeden z arcydzieł w literaturze chemicznej. Ku zaskoczeniu społeczności chemicznej, Lewis nigdy nie otrzymał Nagrody Nobla.

Nawet jeśli składki tylko opisane zostały wykonane dziesięć lat lub więcej, po odkryciu Thomsona, bardzo ważna praca na pograniczu fizyki i chemii została opublikowana w 1890 roku, a to był naturalny podane silne rozpatrzenia przez pierwszego Komitetu Nobla w dziedzinie chemii (patrz punkt 2). W rzeczywistości, trzech laureatów w pierwszej dekadzie, Jacobus Henricus van’t Hoff, Svante Arrheniusa i Wilhelm Ostwald, są uważane za założycieli nowej gałęzi chemii, chemii fizycznej. Fundamentalna praca była jednak również odbywa się w tradycyjnych dziedzinach, chemicznych, szczególnie w chemii organicznej i chemii produktów naturalnych, które jest wyraźnie odzwierciedlone w pierwszych nagród.Komitet Noblowski dodatkowo pokazał wielką otwartość i zdolność przewidywania, uznając inne granicę, że w kierunku biologii, już w 1907 roku nagrodą dla Eduard Buchner „za biochemicznych badań i odkrycie fermentacji bez komórek„.