Siirry sisältöön

Rudolph A. Marcus

Wikipediasta
Rudolph A. Marcus
Rudolph A. Marcus vuonna 2005.
Rudolph A. Marcus vuonna 2005.
Henkilötiedot
Syntynyt21. heinäkuuta 1923
Montreal, Quebec, Kanada
Kuollut16. heinäkuuta 2026 (102 vuotta)
Pasadena, Kalifornia, Yhdysvallat
Kansalaisuus Kanada, Yhdysvallat
Koulutus ja ura
Tutkinnot McGill-yliopisto
Väitöstyön ohjaaja Carl A. Winkler
Instituutti Caltech
Tutkimusalue Fysikaalinen kemia
Tunnetut työt Marcus-teoria, RRKM
Palkinnot Nobel-palkinto Nobelin kemianpalkinto (1992)

Rudolph Arthur Marcus (21. heinäkuuta 1923 Montreal, Quebec, Kanada – 16. heinäkuuta 2026 Pasadena, Kalifornia, Yhdysvallat[1]) oli kanadalaissyntyinen yhdysvaltalainen kemisti. Hänet palkittiin Nobelin kemianpalkinnolla vuonna 1992 kemiallisen reaktion elektroninsiirtomekanismin selvittämisestä. Tämä ilmiö on nimetty Marcus-teoriaksi.[2] Sen mukaan reaktion löyhä aktivoitunut kompleksi on heikosti sitoutunut ja muuntuu liuottimen toimesta rakenteellisesti suotuisaksi elektronin siirtymiselle.[3] Marcus on tunnettu myös reaktiokinetiikan RRKM-teorian kehittäjänä.

Akateeminen ura

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Marcus kiinnostui tieteestä jo nuorena opiskellessaan matematiikkaa englanninkielisessä Baron Byng -lukiossa Montrealissa. Sittemmin Marcus suoritti kandidaatin tutkinnon vuonna 1943 ja tohtorin tutkinnon vuonna 1946 McGill-yliopistossa.[a] Hän suoritti siellä ollessaan laajat opinnot matematiikassa ja sai vaikutteita RRK-teoriasta ja liuoskinetiikasta. Tohtoriksi väittelemisen jälkeen Marcus otti vastaan tutkijatohtorin paikan Kanadan kansallisessa tutkimusneuvostossa (NRC) ja myöhemmin Pohjois-Carolinan yliopistossa, joissa tutki vapaiden radikaalien valokemiaa. Vuonna 1951 hän sai pysyvän työpaikan Brooklynin polyteknisessä instituutissa, mikä mahdollisti tutkijan uran jatkamisen. Marcus oli reaktiodynamiikan tutkija, mutta hän myös opetti vuonna 1964 Illinoisin yliopistossa (Urbana-Champaign). Hän oli vuodesta 1975 kaksi vuotta vierailevana professorina teoreettisen kemian laitoksella Oxfordin yliopistossa ja Münchenin teknillisessä yliopistossa. Vuonna 1978 hänet kutsuttiin Kaliforniaan Caltechiin (California Institute of Technology).

Marcuselle myönnettiin vuonna 1978 kemiallisen fysiikan Irving Langmuir -palkinto, kemian Wolf-palkinto vuonna 1984, Willard Gibbs -mitali ja Peter Debye -mitali vuonna 1988, Yhdysvalloissa erityisen arvostettu National Medal of Science -palkinto vuonna 1989, ja vuonna 1991 sekä Remsen-palkinto että Linus Pauling -mitali. Marcus valittiin Yhdysvaltain kansalliseen tiedeakatemiaan vuonna 1970, ja hän oli ulkomaalaisjäsenenä Royal Societyssa vuodesta 1987.

Tieteellinen työ

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Marcus sovelsi teoreettista lähestymistapaa kokeellisiin tutkimuksiinsa. Ollessaan Oscar Ricen kutsumana tutkijana Pohjois-Carolinan yliopistossa Marcus keskittyi kemiallisen reaktion kineettisiin teorioihin ja aloitti kvanttimekaniikan opiskelun. Hän sovelsi myöhemmin kvanttimekaniikkaa kehittämiinsä kemiallisen reaktion teorioihin. Muutamassa kuukaudessa hän loi pohjan RRKM-teorialle tutkimalla RRK-teoriaa tilastolliselta kannalta ja siirtymätilateoriaa.[4][5][6] Marcus jatkoi RRKM-teoriaa käsittelevien tutkimustensa julkaisemista vuonna 1952, ja tämän jälkeen hän siirtyi tutkimaan polyelektrolyyttejä ja elektrostatistiikkaa. Nämä edesauttoivat häntä perehtymisessä elektroninsiirtoreaktioihin 1950-luvun lopussa ja myöhemmin 1960-luvun alussa New Yorkin yliopiston matematiikan laitoksella. Marcus kehitti ns. Marcuksen teorian,[7] jonka mukaan elektroninsiirtoreaktiossa elektroni voi ”hypätä” elektronin luovuttajalta elektronin vastaanottajalle ilman, että tapahtumaan liittyy kemiallisen sidoksen katkeamista tai muodostumista. Reaktion aikana lähtöaineesta ja lopputuotteesta muodostuu löyhä aktivoitu kompleksi, jossa ei ole tapahtunut rakenteellisia muutoksia. Tältä osin Marcuksen teoria eroa siirtymätilateoriasta. Molemmista teorioista on johdettavissa reaktion kinetiikkaa kuvaava nopeuslaki, jossa on samankaltainen muuttujan eksponentiaalinen muoto. Marcuksen teoria mahdollistaa liuotinmolekyylin ja ligandin vaikutuksen.[8] Käytännön esimerkki elektronisiirtoreaktiosta on ravintomolekyylin, kuten glukoosi, hapettuminen, jolloin muodostuu vettä ja vapautuu lämpöä: .[b][9]

Huomautukset

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ Studies on the conversion of PHX to AcAn. (PHX on pentametyleenitetra-amiini ja AcAn on etikkahapon anhydridi)
  2. ↑ katso Sytokromi c-oksidaasi

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ McClain, Dylan Loeb: Rudolph Marcus, Who Illuminated Electrochemical Processes, Dies at 102 (Maksullinen artikkeli.) The New York Times. 17.7.2026. Viitattu 18.7.2026. (englanniksi)
  2. ↑ Steinfeld, Jeffrey I.; Francisco, Joseph S.; Hase, William L.: Chemical Kinetics and Dynamics, s. 399 - 402. New Jersey: Prentice Hall, 1989. ISBN 0-13-129479-2 Teoksen verkkoversio.
  3. ↑ Marcus, Rudolph A.: ”Electron Transfer Reactions in Chemistry: Theory and Experiment”, Nobel Lectures in Chemistry, 1991–1995, s. 57 - 104. (kirjan toimittanut Bo G. Malmström) Singapore: World Scientific Publishing Co., 1997. ISBN 978-9810226787
  4. ↑ Marcus, R. A.: Time Delay in Tabular Collisions and Molecular Dissociation. The Journal of Chemical Physics, maaliskuu 1952, 20. vsk, nro 3, s. 352 – 354. American Institute of Physics. (englanniksi)
  5. ↑ Marcus, R. A.: Unimolecular Dissociations and Free Radical Recombination Reactions. The Journal of Chemical Physics, maaliskuu 1952, 20. vsk, nro 3, s. 359 – 364. American Institute of Physics. (englanniksi)
  6. ↑ Steinfeld, Jeffrey I.; Francisco, Joseph S.; Hase, William L.: Chemical Kinetics and Dynamics, s. 343 - 348. New Jersey: Prentice Hall, 1989. ISBN 0-13-129479-2 Teoksen verkkoversio.
  7. ↑ Marcus, R. A.: On the Theory of Oxidation-Reduction Reactions Involving Electron Transfer. I. The Journal of Chemical Physics, toukokuu 1956, 24. vsk, nro 5, s. 966 – 978. American Institute of Physics. (englanniksi)
  8. ↑ Marcus, R. A.: Chemical and Electrochemical Electron-Transfer Theory. Annual Review of Physical Chemistry, 1964, 15. vsk, s. 155 - 196. Annual Reviews. (englanniksi)
  9. ↑ Marcus, R. A.: Electron transfer reactions in chemistry. Theory and experiment. Reviews of Modern Physics, 1993, 65. vsk, nro 3, s. 599 - 610. American Physical Society. (englanniksi)

Aiheesta muualla

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Rudolph_A._Marcus&oldid=24173000”