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Robert Mulliken

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Robert Mulliken
Robert Mulliken, Chicago 1929
Biographie
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Robert Sanderson Mulliken Voir et modifier les données sur Wikidata
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Samuel Parsons Mulliken ( en ) Voir et modifier les données sur Wikidata
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Robert Sanderson Mulliken ( - ) est un physicien et chimiste americain . Il est principalement connu pour ses travaux sur le concept d' orbitale moleculaire , qui permet d'expliquer la structure des molecules , pour lesquels il a obtenu le prix Nobel de chimie en 1966 [ 1 ] .

Enfance [ modifier | modifier le code ]

Mulliken est ne a Newburyport dans le Massachusetts . Son pere, Samuel Parsons Mulliken, est professeur de chimie organique au Massachusetts Institute of Technology (MIT). Au cours de son enfance, Robert Mulliken apprend le nom et la classification botanique des plantes. Il possede une tres bonne memoire, mais celle-ci est selective. Par exemple, il apprend suffisamment bien l' allemand pour suivre des cours en allemand scientifique a l'ecole, mais oublie le nom de son professeur d'allemand. Durant son enfance, il a l'occasion de faire la connaissance du physico-chimiste et futur president du MIT Arthur Amos Noyes . En effectuant des travaux d'edition pour son pere qui ecrit un traite d'identification des composes organiques en quatre volumes, Mulliken devient un expert en nomenclature des molecules organiques .

Etudes [ modifier | modifier le code ]

Mulliken suit un cursus scientifique au lycee de Newburyport. Apres l'obtention de son diplome en 1913, il obtient la possibilite de poursuivre ses etudes au MIT, ou il choisit d'etudier la chimie en matiere principale. Au cours de ses etudes, il a l'occasion de publier ses premiers travaux de recherche, qui concernent la synthese de chlorures organiques . N'etant pas sur de sa vocation, il suit egalement des cours de genie chimique et passe un ete a visiter des usines chimiques dans le Massachusetts et le Maine . Il recoit son Bachelor of Science du MIT en 1917.

Debuts de la carriere [ modifier | modifier le code ]

A cette epoque, les Etats-Unis viennent de prendre part a la Premiere Guerre mondiale , et Mulliken obtient un poste a l' American University de Washington ou il travaille sur les gaz de combat avec James Bryant Conant . Apres 9 mois, il est mute au Service des armes chimiques de l'armee ou il poursuit les memes travaux. Ses competences techniques en laboratoire laissant a desirer, il ne peut pas travailler durant plusieurs mois du fait de brulures. Plus tard il contracte une mauvaise grippe, si bien qu'il est toujours hospitalise a la fin de la guerre.

Apres la guerre, il obtient un poste ou il etudie des effets de l' oxyde de zinc et du noir de carbone sur le caoutchouc , mais il prend rapidement conscience que cette chimie ne l'interesse pas vraiment. En 1919, il s'inscrit donc en Ph. D. a l' Universite de Chicago .

Premiers travaux post-doctoraux [ modifier | modifier le code ]

Mulliken obtient son doctorat en 1921 sur la base de ses travaux sur la separation par evaporation des isotopes du mercure , et poursuit ses travaux sur la separation des isotopes par cette methode. Durant cette periode a Chicago , il suit un cours dirige par le laureat du prix Nobel de physique Robert Andrews Millikan qui lui enseigne le modele de Bohr . A la suite d'un expose des travaux sur le diborane de Hermann I. Schlesinger , il commence egalement a s'interesser aux molecules ≪ exotiques ≫.

Robert Mulliken, Chicago 1929

A Chicago, il est finance pour ses travaux sur la separation des isotopes par une bourse du National Research Council . En 1923, ce financement est renouvele pour deux ans pour qu'il puisse travailler sur l'effet des isotopes sur le spectre de bande de molecules diatomiques comme le nitrure de bore (avec une comparaison des effets du B 10 et du B 11 ). Il se rend alors a Harvard pour se former sur les techniques de spectroscopie avec Frederick A. Saunders et a la theorie quantique avec E. C. Kemble   (en) . A cette epoque, il a l'occasion de cotoyer beaucoup de futurs grands noms de la science, dont notamment Robert Oppenheimer , John Hasbrouck van Vleck et Harold Clayton Urey . Il rencontre egalement John Clark Slater qui a travaille avec Niels Bohr .

En 1925 et 1927, Mulliken voyage a travers l' Europe , et travaille avec des spectroscopistes et des theoriciens de la physique quantique tels que Erwin Schrodinger , Paul Dirac , Werner Heisenberg , Louis de Broglie , Max Born et Walther Bothe (qui recevront tous un prix Nobel ) ainsi que Friedrich Hund qui est alors l'assistant de Max Born. Tous ces scientifiques sont alors en plein developpement de la mecanique quantique qui viendra prendre la releve du modele de Bohr . Il est particulierement influence par les travaux de Hund sur l'interpretation par la mecanique quantique des spectres de bande des molecules diatomiques, ce sur quoi lui-meme travaille a Harvard. En 1927, Mulliken et Hund travaillent ensemble au developpement de la theorie des orbitales moleculaires , dans laquelle les electrons occupent des etats quantiques qui s'etendent dans l'espace sur toute la molecule. Cette theorie est egalement appelee ≪ theorie Hund-Mulliken ≫.

Suite de la carriere scientifique [ modifier | modifier le code ]

De 1926 a 1928, il enseigne dans le departement de physique de l' Universite de New York . Cette nomination indique qu'il commence a etre reconnu en tant que physicien, bien qu'il ait ete jusque-la considere comme un chimiste de premier plan. A partir de ce moment, il sera reconnu dans les deux disciplines. Il retourne ensuite a l'universite de Chicago comme professeur associe de physique, puis est promu professeur en 1931. Il occupe ensuite un poste a la fois dans le departement de physique et celui de chimie. Durant toute cette periode a New York puis Chicago, il continue d'ameliorer sa theorie des orbitales moleculaires. Le , il epouse Mary Helen von Noe (decedee en 1975), la fille d'un professeur de geologie de l'universite de Chicago, avec qui il aura deux filles.

Jusqu'a cette epoque, la principale methode pour calculer la structure electronique des molecules etait basee sur les calculs de Walter Heitler et Fritz London de 1927 sur la molecule de dihydrogene (H 2 ). Avec les ameliorations apportees par John Clark Slater et Linus Pauling , cette methode suppose que les liaisons dans les molecules peuvent etre decrites d'une maniere similaire a la liaison de la molecule de dihydrogene. Cette methode appelee Valence-Bond (VB) ou Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP), qui correspond a l'idee de paires d'electrons localisees entre les atomes , est alors tres populaire. Cependant, cette methode ne fonctionne pas toujours tres bien, notamment pour calculer les etats excites des molecules. La methode des orbitales moleculaires de Mulliken, construite sur la base des travaux de John Lennard-Jones , se montre plus flexible et applicable a une grande variete de molecules et de fragments de molecules, et remplace la methode de Pauling. Mulliken obtiendra le prix Nobel de chimie de 1966 ≪ pour son travail fondamental sur les liaisons chimiques et la structure electronique des molecules par la methode des orbitales moleculaires [ 1 ]  ≫ .

En 1936, Mulliken devient membre de la National Academy of Sciences , dont il devient le plus jeune membre de l'histoire a cette epoque.

Fin de la carriere scientifique [ modifier | modifier le code ]

En 1934, Mulliken propose une nouvelle echelle de mesure de l' electronegativite des elements . Les resultats de cette echelle different en partie de celle de Linus Pauling mais en sont assez proches en general.

Au cours de la Seconde Guerre mondiale de 1942 a 1945, il dirige le bureau d'information du projet plutonium de l' universite de Chicago . Apres la guerre, il travaille sur les aspects mathematiques de la theorie des orbitales moleculaires.

En 1952, il travaille sur l'application de la mecanique quantique aux reactions entre acides et bases de Lewis . Il devient professeur emerite de physique et de chimie en 1961 et continue de travailler sur la structure des molecules et la spectroscopie, depuis les molecules diatomiques jusqu'aux grands agregats, jusqu'a sa retraite en 1985. En 1965, il obtient le Willard Gibbs Award et en 1983, l' American Chemical Society lui decerne la medaille Priestley .

Mulliken decede en 1986 d'un arret cardiaque chez sa fille a Arlington en Virginie . Il est enterre a Chicago .

Publications [ modifier | modifier le code ]

Sur la vie de Mulliken [ modifier | modifier le code ]

  • (en) Robert S. Mulliken et Bernard J. Ransil (editeur), Life of a scientist : an autobiographical account of the development of molecular orbital theory with an introductory memoir by Friedrich Hund , Berlin New York, Springer-Verlag , , 256  p. ( ISBN   978-0-387-50375-2 , OCLC   18909412 )

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

  1. ↑ a et b (en) ≪  for his fundamental work concerning chemical bonds and the electronic structure of molecules by the molecular orbital method  ≫ in Personnel de redaction, ≪  The Nobel Prize in Chemistry 1966  ≫, Fondation Nobel , 2010. Consulte le 20 aout 2010

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

Liens externes [ modifier | modifier le code ]

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