Войти
| Уильям Клемперер | |
|---|---|
 Уильям Клемперер (захвачен Стюартом Новиком, ок. 1970 г.) | |
| Родился | (1927-10-06) 6 октября 1927 г.. Нью-Йорк, США |
| Умер | 5 ноября 2017 г. (2017-11-05) (90 лет) |
| Гражданство | американец |
| Alma mater | Гарвардский университет (AB), Калифорнийский университет, Беркли (доктор философии) |
| Научная карьера | |
| Филдс | Химик |
| Учреждения | Гарвардский университет |
| Докторант | Джордж К. Пиментел |
Уильям А. Клемперер (6 октября 1927 г. - 5 ноября 2017 г.) был Американский химик, который был одним из самых влиятельных физиков-химиков и молекулярных спектроскопистов во второй половине 20 века. Клемперер наиболее широко известен тем, что ввел методы молекулярного пучка в исследования химической физики, значительно расширив понимание несвязывающих взаимодействий между атомами и молекулами благодаря развитию микроволновой спектроскопии молекул Ван-дер-Ваальса, образовавшихся в результате сверхзвукового расширения, новаторской астрохимии, включая разработку первых газофазных химических моделей холодных молекулярных облаков, которые предсказывали изобилие молекулярных Ион HCO, который позже был подтвержден радиоастрономией.
Билл Клемперер родился в Нью-Йорке в 1927 году и вырос там же и в Нью-Рошель. Его родители оба были врачами. Он окончил среднюю школу Нью-Рошель в 1944 году, а затем поступил на службу в США. Военно-морской авиакорпус, где прошел подготовку на хвостового стрелка Он получил степень A.B. окончил Гарвардский университет в 1950 году по специальности «химия», а затем направился в Калифорнийский университет в Беркли, где в начале 1954 года получил степень доктора философии. по физической химии под руководством Джорджа К. Пиментеля. Проработав один семестр инструктором в Беркли, Билл вернулся в Гарвард в июле 1954 года.
Первоначально Клемперер был назначен преподавателем аналитической химии, но быстро поднялся по служебной лестнице и был назначен профессором. в 1965 году. На протяжении всей своей долгой карьеры он оставался связанным с Гарвардской химией. Он провел 1968-69 в творческом отпуске с астрономами в Кембриджском университете и в 1979-81 в качестве помощника директора по математическим и физическим наукам в Национальном научном фонде США. Он был приглашенным ученым в Bell Laboratories в то время, когда это была ведущая промышленная лаборатория. Клемперер стал почетным профессором в 2002 году, но продолжал активно заниматься исследованиями и преподаванием.
Ранние работы Клемперера были сосредоточены на инфракрасной спектроскопии небольших молекул, которые стабильны только в газовой фазе при высоких температурах. Среди них галогениды щелочных металлов, для многих из которых он получил первые колебательные спектры. Работа предоставила основные структурные данные для многих оксидов и фторидов и дала замечательное понимание деталей связывания. Это также привело Клемперера к признанию огромного потенциала молекулярных пучков в спектроскопии и, в частности, к использованию метода электрического резонанса для решения фундаментальных проблем структурной химии. Важным результатом стало его эталонное измерение электрического дипольного момента LiH в те времена, когда это была самая большая молекула, для которой квантово-химические расчеты имели хоть какую-то надежду на получение полезных результатов за разумный промежуток времени. Клемперер всегда с энтузиазмом относился к молекулярным пучкам; он пишет: «Молекулярные лучи - это развлечение для химика. Они дают ощущение силы».
Примером этого является использование Клемперером и его учениками методов электрического отклонения для определения полярности количество высокотемпературных видов; результаты были неожиданными, и, ко всеобщему удивлению, выяснилось, что половина дигалогенидов щелочноземельных металлов полярны, то есть они не могут быть симметричными линейными молекулами, в отличие от простых и широко распространенных моделей ионной связи. Клемперер также обеспечил точные дипольные моменты возбужденных электронных состояний как с помощью эффекта Штарка в электронных спектрах, так и с помощью электрорезонансной спектроскопии метастабильных состояний молекул.
Клемперер представил технику сверхзвукового охлаждения как спектроскопический инструмент, который резко увеличил интенсивность молекулярных пучков, а также значительно упростил спектры. Это нововведение было вторым после изобретения лазера по своему влиянию на спектроскопию высокого разрешения.
Клемперер помог основать область межзвездной химии. В межзвездном пространстве плотности и температуры чрезвычайно низки, и все химические реакции должны быть экзотермическими, без активационных барьеров. В основе химии лежат ионно-молекулярные реакции, и моделирование Клемперером тех, которые происходят в молекулярных облаках, привело к удивительно подробному пониманию их богатой, сильно неравновесной химии. Клемперер назначил HCO носителем таинственной, но универсальной радиоастрономической линии "X-ogen" на частоте 89,6 ГГц, о которой сообщили Д. Буль и Л. Снайдер.
Клемперер пришел к этому прогнозу, всерьез восприняв данные. Данные радиотелескопа показали изолированный переход без сверхтонкого расщепления; таким образом, в носителе сигнала не было ядер со спином, равным единице или больше, и не было свободных радикалов с магнитным моментом. HCN - чрезвычайно стабильная молекула, и, следовательно, его изоэлектронный аналог, HCO, структура и спектры которого можно хорошо предсказать по аналогии, также будет стабильным, линейным и иметь сильный, но разреженный спектр. Кроме того, химические модели, которые он разрабатывал, предсказывали, что HCO будет одним из самых распространенных молекулярных видов. Лабораторные спектры HCO (полученные позже Клодом Вудсом и др.) Подтвердили его правоту и тем самым продемонстрировали, что модели Хербста и Клемперера обеспечивают прогностическую основу для нашего понимания межзвездной химии.
Наибольшее влияние работы Клемперера оказали исследования межмолекулярных сил, области фундаментальной важности для всей молекулярной и нано-науки. До того, как Клемперер ввел спектроскопию со сверхзвуковыми лучами, спектры слабосвязанных частиц были почти неизвестны, поскольку ограничивались димерами нескольких очень легких систем. Измерения рассеяния позволили получить точные межмолекулярные потенциалы для систем атом – атом, но в лучшем случае предоставили лишь ограниченную информацию об анизотропии потенциалов атом – молекула.
Он предвидел, что сможет синтезировать димеры практически любой пары молекул, которые он может разбавить в своем пучке, и изучить их минимальную энергетическую структуру в мельчайших деталях с помощью вращательной спектроскопии. Позже Клемперер и многие другие распространили это на другие спектральные области и качественно изменили вопросы, которые можно было задавать. В настоящее время для микроволновых и инфракрасных спектроскопов стало обычным делом следовать его «двухэтапному синтезу» для получения спектра слабосвязанного комплекса: «Купите компоненты и расширьте». Клемперер в буквальном смысле изменил изучение межмолекулярных сил между молекулами с качественной науки на количественную.
Димер фтороводорода был первым комплексом с водородными связями, изученным этими новыми методами, и это было загадкой. Вместо простого спектра жесткого ротора, который давал бы переход 1 - 0 на частоте 12 ГГц, наиболее низкочастотный переход наблюдался на частоте 19 ГГц. Рассуждая по аналогии с хорошо известным туннельно-инверсионным спектром аммиака, Клемперер признал, что ключом к пониманию спектра является признание того, что HF - HF подвергается квантовому туннелированию в FH - FH, меняя роли протонов. донор и акцептор.
Каждый уровень вращения был разделен на два состояния туннелирования с разделением энергии, равным скорости туннелирования, деленной на постоянную Планка. Все наблюдаемые микроволновые переходы связаны с одновременным изменением вращательной и туннельной энергии. Частота туннелирования чрезвычайно чувствительна к высоте и форме барьера между преобразованиями и, таким образом, измеряет потенциал в классически запрещенных областях. Разрешенные туннельные расщепления оказались обычным явлением в спектрах слабосвязанных молекулярных димеров.
Билл Клемперер получил множество наград и наград, в том числе:
