Роберт Сандерсон Міллікен не просто вивчав хімію. Він переписав правила з’єднання атомів.
Народився в Ньюбері-Порт, штат Массачусетс, у 1896 році, він став однією з найвпливовіших фігур у фізичній хімії 20-го століття. Він помер в Арлінгтоні, штат Вірджинія, в 1986 році. Але його спадщини немає на кладовищі. У кожному підручнику пояснюється, чому вода мокра або чому залізо іржавіє.
У 1966 році Нобелівський комітет присудив йому Нобелівську премію з хімії. Цитата була сухою: «Фундаментальна робота про хімічний зв’язок та електронну структуру молекул». Сухий текст. Величезний вплив.
Від MIT до атомної бомби
Шлях Міллікена не був прямим. Закінчив Массачусетський технологічний інститут (MIT). Потім почалася Перша світова війна. Протягом цих років він працював у державних хімічних дослідницьких установах — і ще кілька років після цього. Практичні завдання. Конкретні результати.
Зрештою він переключився на академічну кар’єру. Він навчався у фізика Роберта А. Міллікена в Чиказькому університеті. У 1921 році він отримав ступінь доктора філософії. Кілька років викладав у Нью-Йоркському університеті. Потім у 1928 році він повернувся до Чикаго. Там він залишався до 1985 року. Майже шістдесят років на одному місці. Така довговічність змінює вигляд всієї території.
Але справжня робота почалася в 1920-х роках.
Молекулярний орбітальний прорив
До Міллікана у хіміків була проблема. Вони розуміли атоми. Вони зрозуміли, як електрони обертаються навколо ядер. Але як щодо молекул? Це було хаотично. Панувала статична думка. Атоми були як будівельні блоки. Ви просто з’єднали їх разом. Електрони залишилися на своїх колишніх місцях. Це була спрощена модель. Це спрацювало в простих поясненнях, але зазнало невдачі, коли реальність стала складнішою.
Міллікен побачив недолік. Він стверджував, що атоми, з яких складається молекула, не просто сидять поруч один з одним. Вони зливаються. Їх електронні конфігурації змінюються. Вони стають чимось новим.
Він ввів поняття молекулярних орбіталей.
Замість того, щоб електрони належали конкретним атомам, вони належать молекулі в цілому. Електрони делокалізовані. Вони роздані. Це була квантово-механічна зміна. На той час це було радикально. Це вимагало нової математики. Це вимагало нового способу мислення.
У цій системі він систематизував електронні стани. У 1952 році він розширив теорію далі. Він розробив детальний квантово-механічний опис поведінки орбіт електронів під час синтезу різних атомів.
«Початкова електронна конфігурація атомів перетворюється на загальну молекулярну конфігурацію».
Це була не просто теорія. Він пояснював хімічний зв’язок з точністю, яка ніколи не була б можлива за допомогою статичних моделей. Вона відповіла на питання «як» забезпечується стабільність молекул. Було пояснено, чому одні молекули реагують, а інші ні. Електронна структура була описана з ясністю, якої раніше бракувало.
Війна і дипломатія
Наука Міллікена не залишилася в лабораторії. Друга світова війна залучила його до проекту виробництва плутонію. Це було частиною розробки атомної бомби в Чиказькому університеті. Високі ставки. Цілком таємно. Він застосував свої знання ядерної та молекулярної фізики до проекту, який змінив глобальну геополітику.
Світ після війни
