Pimentel, George Claude

Pimentel György
angol  George Claude Pimentel
Születési név	angol  George Claude Pimentel
Születési dátum	1922. május 2( 1922-05-02 )
Születési hely	Fresno , Kalifornia, Egyesült Államok
Halál dátuma	1989. június 18. (67 éves)( 1989-06-18 )
A halál helye	Kensington , Contra Costa , California , USA [1]
Ország	USA
Tudományos szféra	Fizikai kémia
Munkavégzés helye	UC Berkeley , Nemzeti Tudományos Alapítvány
alma Mater	UCLA , UC Berkeley
tudományos tanácsadója	J. B. Ramsey, W. M. Latimer , C. Pitzer
Diákok	J. L. Richmond
Díjak és díjak	Wolf-díj ( kémia , 1982), US National Medal of Science (1985), Priestley-érem (1985)

George Claude Pimentel ( eng.  George Claude Pimentel , 1922. május 2. – 1989. június 18.) amerikai kémikus, akinek kutatásai óriási hatással voltak a kémia fejlődésére [2] . A hidrogénkötések (1960), valamint a szabad gyökök és más nagy reakcióképességű részecskék szerkezetének és reakcióképességének (1950-60-as évek) tanulmányozása miatt. George Pimentel az első kémiai lézer (1964) és infravörös spektrométer megalkotója, amely lehetővé tette a Mars légkörének és felszínének összetételének tanulmányozását . Ő volt az első, aki spektroszkópiát alkalmazott szilárd inert gázok és más inert mátrixok reaktív részecskéinek tanulmányozására (1954), és nagyszámú szabad gyök spektrumot rögzített.

Pimentel 1977 és 1980 között a National Science Foundation igazgatóhelyetteseként dolgozott Richard Atkinson vezetésével. Miután visszatért Berkeley-be, a National Laboratory igazgatóhelyettese lett. Lorenz és a kémiai biodinamikai laboratórium vezetője. Az Amerikai Kémiai Társaság elnökeként 1986-ban megszervezte az Országos Kémia Napját és az Országos Kémiai Hetet [3] .

Fiatal évek

George Pimentel francia szülők gyermekeként született Fresno közelében , Kalifornia középső részén [4] . A válság idején a család Los Angeles egy szegényebb részébe költözött, ahol szülei elváltak. A gyerekek anyjukkal maradtak. George apja csak a harmadik osztályt érte el, építőként dolgozott, édesanyja pedig otthagyta a középiskolát, de támogatták a gyerekeket, hogy továbbtanuljanak. George is megkapta testvére, kiváló matematikus támogatását. Partner volt az intellektuális kommunikációban, irányította és bátorította öccsét. Az iskola befejezése után George azt tervezte, hogy mérnök lesz. Észak -Los Angeles-i iskolájából biciklivel lehetett eljutni a Kaliforniai Egyetemre, ahol az ifjú Pimentel időnként részt vett Robert Milliken népszerű tudományos előadásain. Talán ez a tapasztalat serkentette a tudomány iránti érdeklődését.

1939-ben Pimentel belépett a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetemre, érdeklődése a mérnöki tudománytól a kémiáig, majd a fizikai kémiáig és a kutatás felé terelődött J. B. Ramsey (James Blaine Ramsey) irányításával. 1943-ban szerzett diplomát (és 1979-ben megkapta a Los Angeles-i Egyetem Distinguished Alumnus Award-ját). Érettségi után csatlakozott a Berkeley-i Manhattan Projecthez, ahol Wendell M. Latimer professzorral a plutónium tisztítási kémiáján dolgozott . 1944-ben azonban önként jelentkezett, hogy egy tengeralattjárón szolgáljon, ezzel is hozzájárulva a háború befejezéséhez. A háború végén fontos szerepet játszott az Egyesült Államok Tengerészeti Kutatási Hivatalának megalapításában . 1946-ban Pimentel visszatért Berkeley-be, hogy az infravörös spektroszkópiáról értekezzen Kenneth Pitzerrel . Miután 1949-ben doktorált , csatlakozott a Berkeley-hez, és 1951-ben adjunktus lett. Életrajz Pimentel - egy szegény munkásosztály szülöttének átalakulása világhírű tudóssá - az amerikai álom megtestesülése valósággá.

Infravörös spektroszkópia, hidrogénkötések, szabad gyökök és mátrix izolálás

A Berkeley-ben töltött korai évei óta Pimentel szokatlan kémiai kötések tanulmányozásával foglalkozott. 1954-ben jelent meg első munkája a molekulák hidrogénkötéseinek infravörös spektroszkópiájáról és a mátrixizolálás technikájáról. A következő években az UV-fotolízis során keletkező szabad gyökök hidrogénkötéseinek IR-spektroszkópiájára és az általában inert gázokból vagy nitrogénből 4-20 K közötti hőmérsékleten szilárd mátrixban izolált, erősen reaktív részecskékre összpontosított. Peimentel kifejlesztett egy mátrixizolációt. módszer kifejezetten reaktív vegyületek tanulmányozására az infravörös spektroszkópia lassú módszerével. Szerencsére a mátrix enyhe eltolódásokat ad az abszorpciós sávokban, ami megkönnyíti az izolált anyagok azonosítását a gázfázishoz képest. Ezenkívül a módszer érzékenysége megnő, és a szorosan elhelyezkedő vonalak feloldódnak. Így a rezgésspektroszkópia lehetővé teszi a vegyületek azonosítását és megbízható következtetések levonását a kémiai kötésekről. A mátrixizolálási módszer alkalmazására először Whittle és Pimentel tett kísérleteket 1954 előtt, de a kísérletek csak a koncentráció, a lerakódási körülmények és a hőmérséklet izolálás hatékonyságára gyakorolt ​​hatásának szisztematikus vizsgálata után váltak sikeressé. 1958-ban rögzítették először a HNO-részecske infravörös spektrumát (Brown és Pimentel), 1960-ban pedig a HCO spektrumát. Azóta a mátrixizolálási módszer virágzásnak indult, 1961-1965 között mintegy 30 két- és háromatomos instabil részecske spektrumának meghatározására használták, majd a következő öt évben számuk 70-re emelkedett.

Ma már több száz szabad gyök és mátrixból izolált intermedier infravörös spektruma ismert, és valószínűleg ezek több mint háromnegyedét a Berkeley-labor tagjai vagy a Pimentel egykori tanítványai fedezték fel. 1960-ban Pimentel McClellannal közösen kiadta a The Hydrogen Bond című könyvet, amely hosszú évtizedekre klasszikussá vált. Jelenleg a mátrix izolálási módszert széles körben alkalmazzák a vegyészek szerte a világon.

SNEM projekt

1960-ban J. Arthur Campbell és a Nobel-díjas Glenn T. Seaborg vezetésével megszületett az SNEM projekt. Ennek része volt egy középiskolai kémiatanfolyam kidolgozása és egy tankönyv elkészítése. A 20 tehetséges munkatárs-tanár közreműködésével készült kiadvány szerkesztőjévé Pimentelt nevezték ki. A könyv háromszor jelent meg: az első kiadás 1960-ban jelent meg, majd 1961-ben és 1962-ben két, iskolai teszteken alapuló átdolgozott kiadás is megjelent. Ezekben a könyvekben gyakorlatilag minden szó Pimentel kezéből származik. 1963 januárjában keménytáblás kiadás jelent meg, amelynek megjelenése után a kémia végül bekerült az iskolai tantervbe, ahol a mai napig megmarad.

A tankönyvhöz egy 26 filmből álló sorozat is társult. David Ridgway rendezővel Pimentel ezekből a filmekből ötöt írt, és kettőben szerepelt fő demonstrátorként. Ő írta a kezdeti forgatókönyvet is, és rövid ideig szerepelt a Want to Know About Things című filmben, amelyet 1970-ben mutattak be, és becslések szerint 2 millió nézőt vonzott a közszínházakban és a televízióban [5] .

Az SNEM projekt eredményeként több mint 1 millió példányt adtak el a tankönyvből. A könyv szövegét számos nyelvre lefordították: kínai (Tajvan), francia, német, héber, hindi, olasz, japán, koreai, portugál (Portugália és Brazília), orosz, spanyol (Spanyolország és Kolumbia), thai és török . Az ismeretterjesztő filmeket lefordították dán, francia, német, görög, olasz, spanyol (Spanyolország és Latin-Amerika) és svéd nyelvekre. Pimentel megértette, hogy szükség van egy kémiatanfolyam bevezetésére a középiskolában, amely vonzza az embereket a természettudományok és a mérnöki pályák felé. Aktívan részt vett a középiskolai tanárok átképzési programjában, és vezető Berkeley kémia, fizika, geológia és biológia tanárokat is toborzott egy olyan programba, amely az Egyesült Államok minden részéről érkezett középiskolai tanárok tudományos bázisát erősíti.

Infravörös fotokémia

Pimentel volt az első, aki megfigyelte az anyag infravörös sugárzás okozta kémiai átalakulását, és ezzel felfedezte a fotokémia új területét - az infravörös fotokémiát. 1960-ban végzett kutatásai kimutatták, hogy bizonyos rezgési átmenetek gerjesztése cisz-HONO-ban (salétromsav) cisz-transz izomerizációt okozhat. Később, 1971-ben felfedezte egy instabil N 2 O 3 molekula fény által indukált izomerizációját egy mátrixban.

Pimentel kísérletei kimutatták, hogy a mátrixizolációs módszer alacsony hőmérsékleten történő alkalmazása lehetővé teszi az egyik reagens intramolekuláris rezgésének szelektív gerjesztését lézerrel. A lézermód kvantumhozamra gyakorolt ​​hatásának nyilvánvaló bizonyítékait Pimentel és Frey fedezte fel a fluor és alkének reakcióiban: F 2 + C 2 H 4 (Frey és Pimentel), F 2 + Trans-1,2-C 2 H 2 D 2 (Frey és Pimentel), F 2 + allen (Knudsen és Pimentel) 1983-ban. Ezek voltak a mód-szelektív gerjesztés első demonstrációi bimolekuláris reakciókban.

Gyors pásztázású IR spektroszkópia

A Pimentel egy gyors germánium alapú fotovezető infravörös detektort adaptált infravörös spektrométerhez (1965.1), nagy vakulámpákat és hosszú kamerákat készített az infravörös tartományban végzett kinetikai vakuspektroszkópiához. Így az IR spektroszkópia időbeli felbontása hat nagyságrenddel javult. Az első szabad gyökök, amelyek IR spektrumát a gázfázisban találták, a CF 2 (1965) és a CF 3 (1966) voltak. 1970-ben megmérték a CF 3 gyökök rekombinációjának sebességét a C 2 F 6 képződésével , az aktiválási energia 800 kalóriának bizonyult, nem pedig nullának, ahogy korábban feltételezték.

Vegyi lézer

Polányi 1961-ben elsőként mutatott rá a vibrációs gerjesztésen alapuló vegyszeres szivattyúzás lehetőségére. Négy lehetséges reakciót javasolt, amelyek közül az egyik a H + Cl 2 reakció volt . A Kasper és Pimentel gyors letapogatású infravörös spektrométer segítségével infravörös impulzusokat észlelt a jód – az első kémiai lézer – fotodisszociációjából. 1964 szeptemberében a kémiai lézerekkel foglalkozó első konferencián számoltak be felfedezésükről, ekkorra már több mint 100 lehetséges kémiai reakciót és 60 fotodisszociációs reakciót javasoltak, amelyek képesek lézersugárzás előállítására. A San Diego-i szimpóziumon azonban csak egy működő lézerről számoltak be, amely a jód fotodisszociációján alapul. 1965-ben Kasper és Pimentel felfedezték a H 2 /Cl 2 rendszer robbanásából származó HCl lézersugárzást . Miután a Compa és a Pimentel 1967-ben felfedezte az F + H 2 lézert , a Pimentel laboratóriuma által talált kémiai lézerek száma gyorsan megnőtt. Így a Pimentel volt az első, aki a vibrációs gerjesztés eredményeként kapott kémiai energiát lézersugárzássá alakította át.

1966-ban, miközben a kémiai lézeren dolgoztak, Pimentelt a Nemzeti Tudományos Akadémiára, 1968-ban pedig az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémiára választották. 1985-ben, 1987-ben és 1989-ben az American Philosophical Society, a Royal Society of Chemistry (Egyesült Királyság) és a Royal Institute of Great Britain tiszteletbeli tagjává választották.

Verseny az űrhajós címért

1967-ben Pimentel kísérletet tett arra, hogy tagja legyen a tudományos űrhajósok első csoportjának, amelyet az Egyesült Államok kormánya állított össze. Miután a Nemzeti Tudományos Akadémia több ezer jelöltet értékelt, George Pimentel végzett az első helyen. Annak ellenére, hogy Pimentel az egyik legrégebbi űrhajósjelölt, minden bizonnyal bekerült volna a programba. Az egyik retinájában azonban nagyon enyhe hibája volt, ami megakadályozta, hogy a tudós továbbra is részt vegyen a kiválasztásban. Mivel a korai űrhajós tudósoknak nagyon kevés tevékenységet kellett elvégezniük, és Pimentel Berkeley-ben végzett munkáját nagyra becsülték, a barátok és a család örült, hogy nem kvalifikálta magát.

A Mars felfedezése

Az infravörös spektroszkópia a legpontosabb analitikai módszernek bizonyult a marsi légkör összetételének távoli meghatározására. Pimentel és munkatársai továbbfejlesztették a spektrométert azáltal, hogy teljes mértékben kihasználták a félvezető detektorok és az IR szűrőtechnológiák legújabb felfedezéseit, hogy elérjék a kívánt érzékenységi szintet. Az eszközöket közvetlenül a Berkeley laboratóriumban gyártották és telepítették. Az infravörös spektrométerek bizonyultak az egyik legtermékenyebb tudományos műszernek, amelyet a Mariner 6 és Mariner 7 küldetések során használtak, és a fő cél a légkör összetételének meghatározása volt. A spektrumok elemzése lehetővé tette a légkör három összetevőjének mennyiségi becslését: szén-dioxid, szén-monoxid és vízgőz. Megállapították a nitrogén-oxidok, az ammónia és a szénhidrogén vegyületek hiányát, ami az élet létezésének lehetőségére utalhat a Marson. Vulkáni tevékenységre utaló hidrogén-szulfidot és kén-oxidokat szintén nem találtak.

Az infravörös spektrométer második feladata a Mars felszínének összetételének tanulmányozása volt. A szilárd CO 2 jellegzetes spektrumvonalai a poláris sapkák összetételét mutatták (1969), a sarki gallér - a sarki sapka széléhez közeli jég szintén szilárd szén-dioxid volt, de szerkezete eltérő. A Föld cirrus jégfelhőihez hasonló szilárd CO 2 felhőket a felső légkörben még a Marsi Egyenlítő közelében is észleltek. Ezenkívül a spektrométer adott néhány topográfiai információt. Segítségével például a Hellas nevű régiót tanulmányozták, amely egy 1700 kilométer széles és 5,5 kilométer mély mélyedésben található. Sokan kételkedtek a spektrométer indításának célszerűségében, de munkájának eredménye igazán lenyűgöző volt.

Közszolgálati

Pimentel 1977 és 1980 között a National Science Foundation igazgatóhelyetteseként dolgozott Richard Atkinson alatt [6] . A Nemzeti Tudományos Akadémia bizottságaiban dolgozott, köztük a Légkörkémiai Bizottságban (1975–1977), a Tudományos és Közpolitikai Bizottságban (1975–1977), a jelölőbizottságban (1983), a Kémiai és Kémiai Mérnöki Hivatalban (1982). –1988), valamint a Kémiatudomány Fejlesztési Bizottsága (elnöke, 1982-1986). A NASA Lunar and Planetary Mission Division részlegében dolgozott (1967-1970). Az American Chemical Society tagja volt a Chemical and Engineering News Editorialban (1982-1984), valamint a Chemistry and Public Affairs Bizottságban (1982-1984).

1985-ben a Nemzeti Tudományos Akadémia és a Nemzeti Kutatási Tanács közzétette a Perspectives on Chemistry Report-ot, ismertebb nevén a Pimentel-jelentést a bizottság elnökének[9]. Ennek eredményeként a Pimentel azt az utasítást kapta, hogy válassza ki a társadalom számára legfontosabb és további finanszírozást érdemlő tudományterületeket. A tudós három területet azonosított: (1) új technológiai eljárások, új termékek és új anyagok; (2) élelmiszer, egészségügy és biotechnológia; (3) a nemzeti jólét, a gazdasági versenyképesség fenntartása és a nemzetbiztonság fokozása. Bár Pimentel javaslatait soha nem valósították meg, ő befolyásolta a kémia pénzügyi döntéseit. A következő években Pimentel jelentésének mondatait gyakran idézték különböző kutatóintézetek tisztviselői.

A széleskörű közszolgálati felelősség ellenére Pimentel aktívan folytatta a mátrixizolációval kapcsolatos kísérleteket, a kémiai lézerrel kapcsolatos kutatásokat, valamint a fémorganikus vegyületek kémiájával és a fémfelületek fotokémiájával is foglalkozott.

Személyes élet

George Pimentel Chrissának, Jennek és Tessnek, első feleségétől, Betty-től, Vincent és Tensy szerető mostohaapjától, második feleségének, Jeanne gyermekeinek, valamint öt unoka büszke nagyapjának odaadó apja volt. Pimentel büszke volt arra, hogy mindig jó fizikai formában tartja magát. Kedvenc sportja a squash és a softball volt. Tanulócsoportja tagjaival és sok fiatalabb kollégájával játszott. A vacsora közben vagy a Strada kávézóban folytatott beszélgetésekből ítélve George szintjét elérni a squashpályán ugyanolyan nehéznek tűnt, mint a tudományban. A végsőkig aktív életmódot folytatott, energiáját és lelkesedését megosztotta a körülötte lévőkkel. Pimentel saját sírfeliratát választotta: "Minden nap elment a labdaparkba, és tudatta velük, hogy játszani jött."

Kitüntetések és kitüntetések

• Guggenheim-ösztöndíj (1954) [7]
• Wolf-díj kémiai tudományban (1982)
• Peter Debye-díj (1983)
• US National Medal of Science (1985)
• William Procter-díj tudományos teljesítményért (1985)
• Franklin-érem a Franklin Intézettől (1985)
• Welch-díj kémiai tudományban (1986)
• Joseph Priestley-érem az Amerikai Kémiai Társaságtól (1989)
• Tiszteletbeli diploma az Arizonai Egyetemen és a Rochesteri Egyetemen.

Bibliográfia

• W. Klempererrel. Hidrogénkötés nátrium-trifluor-acetát-trifluor-ecetsav-vegyületekben // J. Chem. Phys., 1954, v. 22. o. 1399-1402.
• D.E. Milligannel és H.W. Brownnal. Infravörös abszorpció az N3 gyök által // J. Chem. Phys., 1956, v. 25. o. 1080.
• M. Van Thiellel és ED Beckerrel. Víz hidrogénkötésének infravörös vizsgálata mátrix-izolációs technikával // J. Chem. Phys., 1957, v. 27. o. 486-490.
• GE Ewinggel és WE Thompsonnal. A formilgyök HCO infravörös detektálása // J. Chem. Phys., 1960, v. 32. o. 927-932.
• AL McClellannal. A hidrogénkötés. San Francisco: W.H. Freeman, 1960.
• Kémia – kísérleti tudomány. San Francisco: W.H. Freeman, 1960.
• JD Baldeschwielerrel. Hidrazoesav és oxigén szilárd nitrogénben történő fotolízisével létrejött salétromsav fényindukált cisz-transz izomerizációja // J. Chem. Phys., 1960, v. 33. o. 1008.

1963 JJ Turnerrel. Kripton-fluorid: Előállítás mátrixizolációs technikával. Science 140:974-975. 1964 [1] JVV Kasperrel. Atom jód fotodisszociációs lézer. Appl. Phys. Lett. 5:231-233. [2] C. B. Moore-ral. A metilén és a nitrogén mátrix reakciója diazometánná. J. Chem. Phys. 41:3504-3509. 1965 [1] K. C. Herr. Gyors letapogatású infravörös spektrométer; klorohangyasav és CF2 flash fotolitikus detektálása. Appl. Dönt. 4:25-30. [2] JVV Kasperrel. HCl kémiai lézer. Phys. Fordulat. Lett. 14:352-354. 1967 A KL Kompával. Hidrofluorsav kémiai lézer. J. Chem. Phys. 47:857-858. 1969 KC Herr. A Mars sarki sapkája felett közel három mikronnyi infravörös abszorpciót regisztráltak. Science 166:496-499. 1970 [1] K. C. Herr. Bizonyíték a szilárd szén-dioxidra a Mars felső légkörében. Science 167:46-49. [2] KC Herrrel, D. Hornnal és JM McAfee-vel. Marsi topográfia a Mariner 6 és 7 infravörös spektrumából. Astron. J. 75:883-894. [3] MJ Berryvel. A rezgési energia eloszlása ​​a diklór-etilén fotoeliminációs kémiai lézerekben. J. Chem. Phys. 53:34 53-34 60. 1972 MJ Molinával. Tandem kémiai lézeres rezgési energiaeloszlás mérések diklór-etilén fotoeliminációs reakciókban. J. Chem. Phys. 56:3988-3993. 1973 R. D. Coombe-val. A forgás hatása a rezgési energiaeloszlásokra az F + H2 reakcióban. J. Chem. Phys. 59:1535-1536. 1974 P. Forney és KC Herr. Bizonyíték a Mars felszínén lévő hidrátról és szilárd vízről az 1969-es Mariner infravörös spektrométerből. J. Geophys. Res. 79:1623-1634. 1978 JP Reillyvel, JH Clarkkal és C. B. Moore-ral. HCO termelés, vibrációs relaxáció, kémiai kinetika és spektroszkópia formaldehid lézeres fotolízisét követően. J. Chem. Phys. 69:43 81-43 94. 1984 GL Richmonddal. HF rotációs lézer emisszió a CIF/H2 reakcióból: Az erősítés időbeli alakulása. J. Chem. Phys. 80:1162-1170. 1985 [1] Lehetőségek a kémiában. A Nemzeti Kutatási Tanács kémiai tudományok lehetőségeinek felmérésével foglalkozó bizottságának jelentése, George C. Pimentel, elnök. Washington, DC: National Academy Press. [2] H. Freivel. Infravörös indukált fotokémiai folyamatok mátrixokban. Ann. Fordulat. Phys. Chem. 36:491-524. 1988 VM Grassiannal. A Pd(111)-re és Pt(111)-re adszorbeált cisz- és transz-1,2-diklór-etén fotokémiai reakciói. J. Chem. Phys. 88:44 84-44 91.

Jegyzetek

1. ↑ Fowler G. George C. Pimentel; A Mars-tanulmányt vezető kémikus 67 éves volt – The New York Times , 1989.
2. ↑ Pimentel munkáinak teljes bibliográfiája és tanítványai névsora megjelent a J. Phys. Chem. 95 (1991): 2610-2615. Iratait a Kaliforniai Egyetem Bancroft Könyvtárában archiválják.
3. ↑ GC Pimentel. Az ACS teljes napirendje 1986-ban. Chem. Eng. Hírek, jan. 6, 1986, p. 2.
4. ↑ GC Pimentel és D. Ridgway. Interjú George Pimentellel. J. Chem. Educ. 51:224, 1974.
5. ↑ Privát kommunikáció Jeanne Pimentel.
6. ↑ J. Goldhaber. A kerítés másik oldala. LBL Newsmagazine, tél 1980-1981, p. 12.
7. ↑ George C.  Pimentel . John Simon Guggenheim Alapítvány . gf.org. Letöltve: 2019. április 10. Az eredetiből archiválva : 2019. április 10.

Linkek

• C. Bradley Moore. George Claude Pimentel. Nemzeti Tudományos Akadémia, Washington, DC