發(fā)現(xiàn)氘的科學(xué)家尤里

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
同位素這個(gè)名詞的西文isotope是英國(guó)人索迪(F.Soddy,1877-1956)于1911年開(kāi)始使用的。后來(lái),另一位英國(guó)人阿斯頓(F.W.Aston,1877?1945),在1919年制成了質(zhì)譜儀,可以用來(lái)分離不同質(zhì)量的粒子,并且測(cè)定它們的質(zhì)量。這就把研究同位素的方法提高了一大步。

  

  阿斯頓先后利用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了很多元素的同位素,他在71種元素之中,陸續(xù)找到了202種同位素之多,這為我們認(rèn)識(shí)同位素,開(kāi)始積累了大量資料。

  

  最引人關(guān)注的是,氫有沒(méi)有同位素的問(wèn)題。為了尋找氫的同位素,人們前后用了十幾年的時(shí)間,而沒(méi)有得出肯定的結(jié)果。1931年初,有人從理論上推導(dǎo),認(rèn)為應(yīng)該有質(zhì)量數(shù)為2的氫同位素存在,并且估算出2H:1H=1:4500的比例。

  

  1931年年底,美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的尤里教授和他的助手們,把四升液態(tài)氫在三相點(diǎn)14°K下緩慢蒸發(fā),最后只剩下幾立方毫米液氫,然后用光譜分析。結(jié)果在氫原子光譜的譜線(xiàn)中,得到一些新譜線(xiàn),它們的位置正好與預(yù)期的質(zhì)

  

  量為2的氫譜線(xiàn)一致,從而發(fā)現(xiàn)了重氫。尤里對(duì)它定了一個(gè)專(zhuān)門(mén)名,稱(chēng)deuterium,中文譯氘,符號(hào)D。后來(lái)英、美的科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量為3的tritium,中文譯為氚,符號(hào)T,是具有放射性的另一重要?dú)渫凰亍?br />
  

  氖的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)界在本世紀(jì)三十年代初的一件大事。尤里因此在1934年榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)金。他的聲譽(yù)從此飛躍,可是他并未停止不前,后來(lái)還繼續(xù)完成了很多重要研憲工作。

  

  現(xiàn)在最常見(jiàn)的是氧化氘(又名重水),它的主要特性:氧化氘最大密度的溫度是11.22℃(普通水是4.08℃),熔點(diǎn)是3.82℃,沸點(diǎn)是101.42℃,這些特性與普通水都大不相同。重水易于用電解水而取得,所以電費(fèi)低廉的北歐能大量生產(chǎn)。后來(lái)重水成為制造原子彈的重要材料之一。

  

  以上簡(jiǎn)單地?cái)⑹隽艘幌码椭厮窍胗纱艘鹑藗儗?duì)這位化學(xué)家尤里的重視。他是去年一月六日才以八十六歲的高齡病故的。下面(此文發(fā)表于1982年?編者注)扼要地介紹他的生平和業(yè)績(jī),表示我們對(duì)他的敬念。

  

  哈羅德?克萊頓?尤里(HaroldClaytonUrey)于1893年4月29日生在美國(guó)西北部印第安納州的一個(gè)農(nóng)民家庭里。中學(xué)畢業(yè)之后,他先在一個(gè)農(nóng)村的小學(xué)里教了三年書(shū)。后來(lái)才進(jìn)了蒙大拿州立大學(xué),他當(dāng)時(shí)的主修課是生物學(xué),以化學(xué)作為副系?墒撬簧闹饕删,卻由副系化學(xué)提供了基礎(chǔ)。

  

  他畢業(yè)后得到了獎(jiǎng)學(xué)金,從1921年到1923年在美國(guó)加州大學(xué)進(jìn)修。成績(jī)優(yōu)異,三十歲時(shí),取得了博士學(xué)位。1923年他又得了出國(guó)進(jìn)修的獎(jiǎng)學(xué)金,去丹麥跟波爾教授專(zhuān)門(mén)研究原子結(jié)構(gòu)理論。

  

  尤里回國(guó)以后,先在約翰?霍普金斯大學(xué)擔(dān)任講師。1929年到哥倫比亞大學(xué)擔(dān)任化學(xué)系副教授,他在這里和別人合作,寫(xiě)了一本專(zhuān)著,書(shū)名是《原子、分子和量子》(Atoms、MoleculesandQuanta)。這是用英文寫(xiě)的關(guān)于量子力學(xué)的名著之一。這說(shuō)明了尤里對(duì)于量子力學(xué)和熱力學(xué),以及核結(jié)構(gòu)的成就,本來(lái)早已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平了。在這期間,他用光譜法發(fā)現(xiàn)了驚人的氫同位素之一,氘。

  

  尤里從此以后,成為同位素化學(xué)方面公認(rèn)的權(quán)威。經(jīng)過(guò)他的研究,使同位素的分離開(kāi)始有了化學(xué)方法。由于這種方法的成功,很多同位素才成為化學(xué)的、生物學(xué)的、地質(zhì)學(xué)等方面的示蹤物。

  

  在二次世界大戰(zhàn)時(shí),他利用同位素化學(xué)的豐富知識(shí)對(duì)最后戰(zhàn)勝日本起了重大的作用。過(guò)去同位素的分離,只是在極小的范圍內(nèi),用實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模進(jìn)行的。二次大戰(zhàn)期間,尤里領(lǐng)導(dǎo)了一批助手,使重水分離和鈾同位素的大規(guī)模分離,得以實(shí)現(xiàn),這一技術(shù)方面的成功,便第一批原子彈的生產(chǎn),成為可能。

  

  戰(zhàn)后,尤里接受了芝加哥大學(xué)的聘請(qǐng),擔(dān)任教授。在這里,他發(fā)表了一篇極重要的論文,這篇論文的題目是《同位素物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)》。此后,尤里利用了高度精確的質(zhì)譜儀,來(lái)檢驗(yàn)地質(zhì)和海洋中的氧同位素的百分比。由于這項(xiàng)技術(shù)的成功,他能相當(dāng)準(zhǔn)確地計(jì)算出七千萬(wàn)年前海洋的溫度。

  

  他在1952年發(fā)表了宇宙間元素豐度的數(shù)據(jù),發(fā)展了元素起源和宇宙學(xué)理論。地的專(zhuān)著行星:其起源和發(fā)展》(ThePlanets:TheirOriginandDevelopment)一書(shū)中,從化學(xué)過(guò)程來(lái)討論太陽(yáng)系演化的學(xué)說(shuō),指出行星是由圍繞在原始太陽(yáng)周?chē)膲m埃聚集成的。地球的原始大氣應(yīng)當(dāng)和現(xiàn)在的木星大氣相似,主要由甲烷、氨和氫所組成。地球現(xiàn)在的大氣是經(jīng)幾個(gè)長(zhǎng)期階段的變化形成的。

  

  1953年尤里和學(xué)生米勒(StanleyL.Miller)設(shè)計(jì)了一套儀器,模擬原始地球大氣的成份和條件,在甲烷、氨、氫和水蒸氣混合物中,連續(xù)進(jìn)行了一星期的火花放電后,形成了十多種氨基酸。這說(shuō)明了原始大氣產(chǎn)生蛋白質(zhì)的可能。這為研究生命起源問(wèn)題開(kāi)展了重要途徑。

  

  1968年他六十五歲時(shí),被加州大學(xué)聘為海洋研究所的高級(jí)研究員,他又提出了太陽(yáng)系由隕石形成的理論,并認(rèn)為在別的行星上也可能產(chǎn)生生命。

  

  尤里還是研究月球表面的專(zhuān)家。阿波羅登月取回月巖的樣品,就是由尤里主持參加研究的。在海盜號(hào)火箭探索火星計(jì)劃中,尤里又擔(dān)任重要顧問(wèn)。

  

  尤里在四十一歲時(shí)榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)外,他還先后得到各國(guó)政府、學(xué)術(shù)團(tuán)體和科學(xué)組織授予的三十多種獎(jiǎng)?wù)潞酮?jiǎng)品,美國(guó)一些大學(xué)授給他十六個(gè)榮譽(yù)博士學(xué)位,其他國(guó)家的大學(xué)也曾授予他九個(gè)榮譽(yù)學(xué)位。這說(shuō)明了世界上學(xué)術(shù)界對(duì)他的科學(xué)成就之重視。

  

  在尤里一生的最后十年中,他把很我精力放在反對(duì)原子武器的破壞作用上。他早就認(rèn)為美國(guó)不可能獨(dú)占核武器,他主張美國(guó)和蘇聯(lián)都應(yīng)當(dāng)減少原子武器,使世界長(zhǎng)期和平可能達(dá)到。他在臨終之前,還一再?gòu)?qiáng)調(diào),原子能只能用于和平目的。他多年來(lái)所做的大量公開(kāi)講演講和文字呼吁,曾經(jīng)得到美國(guó)好此知識(shí)分子的同情,盡管有人不同意尤里的一些觀(guān)點(diǎn),但沒(méi)有人懷疑,他的主張是真誠(chéng)的和發(fā)自?xún)?nèi)心的。

  

  哈羅德.尤里的業(yè)績(jī)將永垂于化學(xué)史上。

  

本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/658173.html

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