Interested Article - Брюэр, Лео

Лео Брюэр ( англ. Leo Brewer ; 13 июня 1919 — 22 февраля 2005 ) — американский физико-химик , известный своими исследованиями в области высокотемпературной термодинамики , материаловедения , металлических фаз, а также за развитие теории металлической связи . Брюэр стал основателем современной высокотемпературной химии .

Биография

Ранние годы и образование

Лео Брюэр родился в Сент-Луисе ( штат Миссури ), где его отец работал сапожником. Несмотря на такое скромное положение Брюэр смог стать одним из ведущих ученых мира в области высокотемпературной химии. С 1919 по 1929 год семья Брюэров жила в Янгстауне ( штат Огайо ), затем, во время Великой Депрессии , они переехали в Лос-Анджелес .

В 1940 году он закончил Калифорнийский технологический институт , где начал свои первые исследования, посвященные изучению равновесий и кинетики гидратации олефинов под руководством Д. Прессмана и Г. Лукаса. После получения диплома продолжил обучение в Калифорнийском университете в Беркли , где продолжил свои исследования по кинетике под руководством А. Олсена. Защитил степень доктора философии в 1942 году.

Научная карьера

С 1942 по 1945 Лео участвовал в Манхэттенском проекте , где занимался изучением высокотемпературных свойств нового элемента плутония .
С 1943 по 1994 работал в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли .
В 1959 году был избран в состав Национальной Академии Наук .

Административная служба

1961—1975 директор отдела неорганических материалов в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли .
В 1966 году он был выбран Академическим сенатом Калифорнийского университета в Беркли , чтобы вести ежегодные научные лекции.
С 1988 года ушел на пенсию.

Научные исследования

Манхэттенский проект

В рамках Манхэттенского проекта Лео Брюэр исследовал фундаментальные химические свойства нового элемента плутония , доступного в следовых количествах. Он возглавил группу с Л. Бромли, П. Жилем и Н. Лофгреном, перед которой стояли следующие задачи. Проведение серии работ, описывающих поведение металлов, оксидов, галогенидов, и многих других соединений при высоких температурах . Вторая задача включала разработку тугоплавких сульфидов церия (Се), тория (Th) и урана (U). В результате этих исследований был получен новый материал, сульфид церия (CeS), который они назвали «impervium», и из которого изготовили несколько сотен тиглей для использования в Лос-Аламосской Национальной Лаборатории .

Основные области исследований

Исследования Брюэра охватили широкий круг предметов. Его интересы касались высокотемпературной термодинамики , наук о материалах, металлических фаз и теории металлической связи . Несмотря на фундаментальный характер исследований, они имели практическое приложение.

Брюэр выявил, что при высоких температурах равновесие пара над CuCl состоит в основном из молекул Cu ₃ Cl ₃ при нормальном давлении. Это простое наблюдение стало известно, как . Он показал, что, когда пар и твердая фаза находятся в равновесии, при повышении температуры состав газовой фазы становится более сложным. Правило гласит:

Эндотермическое взаимодействие газа с твердой фазой возможно только, если число образующихся газовых молей больше или равно числу молей газа, вступающего в реакцию.

Много исследований Брюэра посвящено сравнению экспериментальных данных с значениями, предсказанными моделями химической связи . Примерами могут служить его демонстрации, что энтальпии образования C(г) и N(г) были гораздо больше, чем принятые значения. Подборка Брюэра по термодинамическим свойствам и фазовым диаграммам 101 бинарной системы молибдена дает множество примеров использования предсказывающих моделей, когда отсутствуют надежные экспериментальные данные .

Много трудов Брюэр посвятил характеристике термодинамических свойств при высоких температурах. Один из его сборников посвящен твердым, жидким, газообразным состояниям элементов и их оксидов от комнатной температуры до 3000 К. Термодинамические приложения этих данных были хорошо иллюстрированы во 2-ом издании «Термодинамики» Г.Льюиса и М.Рэндалла , которое Л.Брюэр и К.Питцер дополнили в 1961 году .

Лео Брюэр провел широкий диапазон спектроскопических исследований при высокой температуре, и в матрице для фиксации термодинамических свойств высокотемпературных паров. С 1950 по 1970 он опубликовал многочисленные работы по анализу спектров, полученных для газообразных молекул при высокой температуре . После того, как Дж. Пайментел в университете Беркли разработал матрицу низкотемпературной изоляции, Брюэр произвел много работ, включающих спектры молекул в замороженной инертной матрице при высокой температуре. Он также интересовался электронным состоянием I ₂ , и опубликовал несколько работ о его отличительных особенностях.

В дальнейших исследованиях Брюэр охарактеризовал сильные обобщенные взаимодействия между металлами платиновой группы , лантанидами , актинидами и переходными металлами .

После 1940-х годов, когда датский химик Н. Энгель предложил корреляцию между числом электронов проводимости и кристаллической структурой металлов, Брюэр подметил, что эта концепция включает природу d- и f-электронов и понятие кислотно-основного взаимодействия. Он попытался проверить эти идеи на практике: нагревая хлорид циркония (ZrCl) с благородным металлом платиной, он обнаружил, что при образовании ZrPt ₃ выделяется большое количество энергии, несмотря на стабильность, свойственную ZrCl. В течение нескольких лет Брюэр разработал теорию Брюэра-Энгеля для таких связей, и опубликовал много статей.

Педагогическая деятельность

С 1946 года преподавал в Калифорнийском университете в Беркли курсы по неорганической и химии твердого тела , химии гетерогенного равновесия, лабораторные курсы по количественному и инструментальному анализу, неорганическому и органическому синтезу . Также вел курсы по химической термодинамике для студентов и преподавателей.

С 1955 года и на протяжении 60 лет был профессором Калифорнийского университета в Беркли , за это время он подготовил 41 кандидата и около 20 постдокторских научных сотрудников.

Основные труды

Брюэр опубликовал около 200 статей в области термодинамики. В 1984 году его студенты и коллеги подготовили и опубликовали специальный сборник его статей, под названием «Современная высокотемпературная наука».

Общественная и политическая деятельность

В дополнение к своей учебной работе Брюэр работал во многих комитетах. В конце Второй Мировой Войны он помог сформировать Ассоциацию атомщиков Северной Калифорнии. Он сыграл важную роль в создании комитета Национального исследовательского совета по высокотемпературной химии и организовал первую Научную конференцию в Гордоне по высокотемпературной химии. Лео Брюэр служил в Совете по материаловедению и в Отборочном комитете премии имени Ферми в Департаменте энергии. Он поддерживал тесные связи с Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) , Международным агентством по атомной энергии .

Почести и награды

Стипендия Гуггенхайма (1950)
за "инициативы, творчество, лидерство и настойчивость." . (1953)
Избран членом Национальной академии наук США (1959)
Комиссии по атомной энергии (1961)
(1971)
Избран членом Американской академии искусств и наук (1979)
Металлургического общества (1983)
Электрохимического общества, за выдающееся преподавание (1988)

Семья

В 1945 году Брюэр женился на Роуз Стурго. В 1989 году, когда Брюэр вышел на пенсию, она умерла. У них было трое детей: Бэт, Роджер и Гейл и шесть внуков.

Увлечения, хобби

В дополнение к своей научной работе, Брюэр проявлял острый интерес к калифорнийской флоре, уходу за садом и посещал природные заповедники на всей территории государства.

В 1965 году он стал одним из основателей Калифорнийского общества натуралистов, а позже разновидность Толокнянки обыкновенной Manzanita была названа в его честь "Manzanita Leo Breweri" за изучение и сохранение флоры Калифорнии.

Примечания

↑ Leo Brewer // Музей Соломона Гуггенхайма — 1937.
↑
Myers, J.Rollie. Obituory: Leo Brewer (англ.) // Physics Today . — 2006. — Т. 59 . — С. 85 . — doi : .
L.Brewer, L.Bromley, P.Gilles, N.Lofgren. The thermodynamic properties and equilibria at high temperatures of the compounds of plutonium (англ.) // National Nuclear Energy Series. — С. 861–886 . — doi : .
L.Brewer. Thermodynamics and physical properties of nitrides, carbides, sulfides, silicides, and phosphides (англ.) // National Nuclear Energy Series. — С. 40–59 .
L.Brewer, J.Winn. Models for calculation of dissociation energies of homonuclear diatomic molecules (англ.) // Faraday Symp. Chem. Soc.. — 1980. — Т. 14 . — С. 126-135 . — doi : .
G.Lewis, M.Randall. Thermodynamics and the Free Energies of Chemical Substances (англ.) // McGraw-Hill . — 1923.
G.Lewis, M.Randall, Revised by Pitzer, Kenneth, Brewer. Thermodynamics (2nd ed) (англ.) // New York, McGraw-Hill. — 1961. — ISBN 0-07-113809-9 .
L.Brewer, L.Bromley, P.Gilles, N.Lofgren. The thermodynamic properties and equilibria at high temperatures of uranium halides, oxides, nitrides, and carbides at high temperatures (англ.) // J. Chem. of Uranium. — Т. 33 . — С. 219–268 .
L.Brewer. (англ.) // J. Chem. Educ. — 1984. — Т. 61 . — С. 101–104 . — doi : .
L.Brewer. (англ.) // J. Nucl. Mater. — 1989. — Т. 167 . — С. 3–6 . — doi : .
"Baekeland award to Brewer for leadership in thermodynamics" (англ.) // Chemical and Engineering News. — 1953. — Т. 31 . — С. 1974 .
на сайте Национальной академии наук США (англ.)
P.Gilles. L.Brewer - Palladium medalist (англ.) // J. Electrochemical Soc. — 1971. — Т. 119 . — С. 5-7 .