西奧多·威廉·理查茲 - 生平簡介

理查慈是美國著名化學(xué)家，是美國第一個獲諾貝爾化學(xué)獎的人。他被譽(yù)為“測定原子量專家”。

1868年1月31日，理查慈出生在費(fèi)城一個美術(shù)家庭，從小愛畫畫，但更迷戀天文和化學(xué)。

1885年去哈佛大學(xué)深造，在庫克（D?P?Cooke）指導(dǎo)下學(xué)習(xí)工作，去德國進(jìn)修期間，受邁耶爾（V?Meyer）測有機(jī)物分子量的啟發(fā)，回哈佛后繼續(xù)進(jìn)行原子量測定工作。

1888年，獲博士學(xué)位，是哈佛創(chuàng)立以來最年輕的博士。他不迷信權(quán)威，對以前的原子量提出質(zhì)疑，他改進(jìn)了測試方法，重新精確核定了60多種元素的原子量，并對鉛的同位素進(jìn)行了研究。他除了在哈佛任教外，還兼任吉布斯（WalcottGibbs）研究所所長，曾兩次被選為美國化學(xué)會會長。他又是一個以善教著稱的教授，培養(yǎng)了許多有名物理化學(xué)家，如L?J?享德森，G?N?路易斯等。

1911年獲法拉第獎?wù)隆?/p>

1912年獲吉布斯獎?wù)隆?/p>

1913年證實(shí)了同位素的存在，并進(jìn)一步證實(shí)了放射性衰變理論。

1914年因精確測定大量化學(xué)元素的原子量，而獲得諾貝爾化學(xué)獎。

1910年獲戴維獎?wù)隆?/p>

1916年獲富蘭克林獎?wù)隆?/p>

1928年的4月2日，美國物理化學(xué)家西奧多?威廉?理查茲在馬薩諸塞州劍橋與世長辭，享年60歲。

西奧多·威廉·理查茲 - 精確測定原子量

在庫克教授指導(dǎo)下，理查茲在1888年完成了對氫氧原子量比的研究。所得氧原子量為15.869±0.0017（氫原子量為１）的精確數(shù)值，對前人的工作有所推進(jìn)。在這項(xiàng)研究中，他要先精確稱量球形玻璃容器中的純凈氫氣，然后使之通過熱的氧化銅定量完成反應(yīng)，而后再稱量生成的水。整個實(shí)驗(yàn)要求非常嚴(yán)格，對于一位研究生而言是比較困難的任務(wù)。這項(xiàng)研究的成功，是對理查茲超常的實(shí)驗(yàn)技巧的最初證明，他因這項(xiàng)成就受到大學(xué)的獎勵赴歐洲留學(xué)一年。于1888年獲博士學(xué)位，并在同年秋赴德國哥廷根大學(xué)師從維?邁耶（V．Meyer，1848-1897）及若納什（P．Jannasch，1841-1912）等學(xué)習(xí)測定氣體密度和定量分析。1889年上半年，他遍訪德國、瑞士、法國和英國的重點(diǎn)研究中心，接觸了化學(xué)前沿動態(tài)。

1889年秋回國后被哈佛大學(xué)任命為定量分析助教，開始了他的教學(xué)生涯。1895年奉派赴萊比錫及哥廷根大學(xué)奧斯特瓦爾德及能斯特實(shí)驗(yàn)室考察物理化學(xué)的新進(jìn)展，回國后即在哈佛主講物理化學(xué)，1901年晉升為教授。此后他曾擔(dān)任化學(xué)系主任，主持吉布斯（Gibbs)實(shí)驗(yàn)室，擔(dān)任榮譽(yù)職務(wù)等多年。

理查茲的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，首先應(yīng)提及的是他和他的學(xué)生們在精確測定原子量方面的巨大成就。原子量是物理學(xué)和化學(xué)重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從1803年道爾頓發(fā)表第一張?jiān)�子量表起（以氫原子量�?），近兩個世紀(jì)以來，一代又一代的化學(xué)家為了更精確地測定原子量值進(jìn)行了不懈的努力，其中以貝采里烏斯（1811-1826，以氧原子量為100）和斯塔（1860-1865，以氧原子量的1/16為基準(zhǔn)）的工作最具代表性。他們以化學(xué)方法分析多種純鹽類的化學(xué)組成，測得某一元素的化合量，從而計(jì)算得出該元素的原子量。他們的工作分別代表了各自時代的精確水平。

在理查茲開始學(xué)術(shù)活動的時代，人們普遍認(rèn)為原子量是元素的重要性質(zhì)，既不能隨意改變其數(shù)值，也不依從時間與空間，它是宇宙原始開端的無聲證明，連元素周期律也是循原子量值的遞增而編排的。理查茲認(rèn)為“某一元素所具有的許多性質(zhì)中，原子量是最確切、最精密的。所以人們在試圖滿足發(fā)現(xiàn)有關(guān)事物的基本性質(zhì)的更多知識的愿望時，很自然要將原子量置于重要地位�！睘榇�，他采用比前人更純凈的試劑和樣品，以盡可能減少實(shí)驗(yàn)誤差；并以更精確的方法進(jìn)行元素的原子量研究，把測試的精確度提高到新水平。

1913年，英國化學(xué)家索迪（Soddy，1877-1956）提出同位素假說。雷查茲系統(tǒng)研究了普通鉛及由鈾蛻變生成的鈾、鉛（206Pb）及其化合物的許多理化性質(zhì)，又收集了來自鈾、釷等不同放射源蛻變生成的鉛（206Pb，208Pb），分別測定其原子量，得出這兩種化學(xué)性質(zhì)相同的放射產(chǎn)物的原子量分別是206.02和207.94。這是Aston質(zhì)譜儀發(fā)明（1919）前對同位素學(xué)說的最好的實(shí)驗(yàn)證明。

在這項(xiàng)屬于純物質(zhì)的精確化學(xué)分析的工作中，理查茲較多采用了以銀鹽沉淀待測元素的鹵化物求測其化合量的方法。如果將他的學(xué)生巴克斯特（G.P.Baxter,1876-1953）和霍尼希施米特（O.Hoenigschmid,1878-1945）后來的工作也包括在內(nèi)，理查茲及哈佛學(xué)派共精確測定了55種元素的原子量。

他還對來自地球不同地區(qū)的銅、鋇、鈉和氯等元素的原子量進(jìn)行了精確的研究，并比較了地球上及不同隕石中鐵、鎳、鈷的原子量，以啟示人們進(jìn)一步認(rèn)識宇宙物質(zhì)的統(tǒng)一性。由于在精確測定原子量方面的重大成就，雷查茲獲1914年諾貝爾化學(xué)獎，成為獲此殊榮的第一位美國化學(xué)家。關(guān)于原子量研究這一課題，雷查茲在獲諾貝爾獎時的講演中說：“離完成并結(jié)束還很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，其未來展現(xiàn)出進(jìn)一步探索的無盡前景……我們寄希望于更完善的研究手段和更深厚的化學(xué)知識，以使進(jìn)一步的改進(jìn)成為可能�！�

西奧多·威廉·理查茲 - 精密量熱學(xué)

他是精密量熱學(xué)的先行學(xué)者，一生發(fā)表熱化學(xué)論文約60篇。他先后研究過的課題有：不同濃度的鹽酸，氫溴酸，氫碘酸，硝酸和鋰、鈉、鉀、銫的硝酸鹽、氯化物、氫氧化物等多種電解質(zhì)溶液的稀釋熱和比熱；鋰、鈉、鉀的氫氧化物被上述強(qiáng)酸在不同稀釋條件下中和時的中和熱（1907-1922）；鋅、鋁、鎂、鈣、鐵等金屬在酸中的溶解熱（1922）；以及水的汽化熱，汞齊的稀釋熱，金屬在汞中的溶解熱等等。經(jīng)30年奮斗，為熱化學(xué)提供了大量精確的數(shù)據(jù)。

1902-1904年間，通過在低溫下對10組電池反應(yīng)的焓變（ΔH）和吉布斯自由能變化（ΔG）與溫度關(guān)系的研究，發(fā)現(xiàn)隨著溫度降低ΔG和ΔH之值越接近。他又從反應(yīng)物與生成物間熱容量的差異著手解決這個問題，在溫度為18℃條件下對這些電池進(jìn)行了研究，得出下式：dA／dT＝－MdU／dT式中：A為亥姆霍茲自由能；U為內(nèi)能；T為絕對溫度；M平均值為2。

在研究中，還得出這樣的推論：隨著溫度的降低，dA與dU的值相互接近，趨近絕對零度時，二者隨溫度的變化率也趨近于零。G.N.Lewis說：“做出的曲線非常接近后來被具體化為熱力學(xué)第三定律所概括的內(nèi)容。”

西奧多·威廉·理查茲 - 電化學(xué)領(lǐng)域

理查茲在電化學(xué)領(lǐng)域所做的最值得稱道的工作是對法拉第電解定律（1833年提出）的精確驗(yàn)證。他分別在不同溶液（硝酸銀水溶液，硝酸銀的硝酸鉀與硝酸鈉混合熔鹽溶液）中，在很大的溫差范圍區(qū)間（25℃-250℃）電解硝酸銀，精確地測定了銀的沉積量和電量。結(jié)果表明：法拉第電解定律確實(shí)是最精確、最普遍的自然規(guī)律之一。

理查茲從1895年在萊比錫考察時起就很重視對汞齊的研究。他認(rèn)為從不發(fā)生電解質(zhì)解離的汞溶液的研究中，可以得到無法從其他途徑取得的有關(guān)溶液的新知識。他對汞齊濃差電池電動勢的測量精確到10－6伏，并先后研究了鋅、鎘、鉈、銦、錫、銅、鈉汞齊電池的電動勢。

精益求精的科學(xué)精神。理查茲是一位心靈手巧、實(shí)驗(yàn)技術(shù)高超的實(shí)驗(yàn)化學(xué)家。他的整個學(xué)術(shù)生涯都在努力更精確地測試如原子量、表面張力、能量變化、熱化學(xué)及電化學(xué)數(shù)據(jù)等基本自然常數(shù)及驗(yàn)證某些自然規(guī)律，以求對自然奧秘的更深入了解。他認(rèn)為自然界表現(xiàn)的某些不均勻、不規(guī)律的異�，F(xiàn)象，就像一個裂縫，由這里出發(fā)進(jìn)行研究突破，就容易接近事物本質(zhì)。

他對待課題精益求精，在他發(fā)表的約300篇論文中，往往一而再，再而三地重新校驗(yàn)前人（也包括自己）的結(jié)果，充分表現(xiàn)出他對科學(xué)事業(yè)不懈追求的精神。雷查茲在工作中總是持十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，每進(jìn)行一項(xiàng)研究，他都要周密計(jì)劃，通盤考慮。對試劑樣品力求其純，對反應(yīng)則力求完全，對測試的每一細(xì)節(jié)都給予細(xì)心的審視。所以他的研究活動通常都能進(jìn)行得比較順利。

他在工作中做出了許多有針對性的發(fā)明，如：為確保灼燒過的待稱重物的干燥而設(shè)計(jì)的裝瓶器和為測定少量鹵化銀含量而設(shè)計(jì)的濁度計(jì)（1895）；測定液體壓縮率的壓縮計(jì)（1904）；設(shè)計(jì)出簡便精確的銀電量計(jì)、校準(zhǔn)砝碼的方法、重結(jié)晶時離心分離母液的方法等。他所設(shè)計(jì)的方法通常既精確又簡便，能方便地解決實(shí)用問題。

雷查茲把自己從事精密化學(xué)研究的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)在《精密化學(xué)研究方法》一書中（1910）。他在書中簡明地指出從事精密研究的人應(yīng)遵循的方法和應(yīng)注意的事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)尊重實(shí)際的極端重要性，認(rèn)為人們不應(yīng)滿足于現(xiàn)有的試驗(yàn)方法和科學(xué)理論；對實(shí)驗(yàn)的每一步驟都應(yīng)有問號，盡量避免每一種造成誤差的可能性；并且要耐心再耐心，只有經(jīng)過堅(jiān)持不懈的努力才能取得最終的成果。

西奧多·威廉·理查茲 - 哈佛學(xué)派

從助教到教授到化學(xué)系主任，從定量分析到物理化學(xué)，雷查茲一生都任教于哈佛大學(xué)，是一位嚴(yán)格認(rèn)真的教師。他要求自己的學(xué)生無論是實(shí)驗(yàn)工作還是思維活動都必須盡量準(zhǔn)確。他以清晰悅耳、簡潔而富有邏輯性的講演吸引聽課的學(xué)生，他們從他這里弄通化學(xué)的原理而進(jìn)入化學(xué)殿堂，他關(guān)懷并充分了解每個學(xué)生學(xué)習(xí)和研究的進(jìn)度，通常在實(shí)驗(yàn)室里巡視一遍就能一目了然，學(xué)生的缺點(diǎn)很難逃過他的慧眼，他那關(guān)切而又失望的眼神勝過了嚴(yán)厲的批評。當(dāng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性不佳時，他總要不吝精力地幫助查明原因。

在他的領(lǐng)導(dǎo)下，他的實(shí)驗(yàn)室是美國當(dāng)時最活躍的研究中心之一，科研成果不斷涌現(xiàn)。理查茲認(rèn)為一個教師可以在向有才華的大學(xué)生們講授重大化學(xué)課題時，從中得到激勵。他善于抓住化學(xué)的主要原理及相關(guān)發(fā)現(xiàn)的發(fā)展史，使學(xué)生既得到了知識又掌握了思維方法。他對學(xué)生總是和藹關(guān)懷，嚴(yán)格要求，指導(dǎo)鼓勵，受到了學(xué)生的敬重與信賴。他身邊聚集了一大批來自各地的有志青年，許多人后來成為卓有成就的化學(xué)家。

除前已提到的巴克斯特和霍尼希施米特外，亞當(dāng)斯（R.Adams,1889～1971，伊利諾伊大學(xué)有機(jī)化學(xué)教授）、科南特（J.B.Conant,1893-1978）、丹尼爾斯（F.Daniels,1889-1972，威斯康辛大學(xué)教授，化學(xué)動力學(xué)）、漢德爾松（L.J.Henderson,1878-1942，哈佛大學(xué)教授，生物化學(xué)）、路易斯（G.N.Lewis,1875-1946）、維拉德（H.H.Willard,1881-1974，密西根大學(xué)分析化學(xué)教授）等人也出自他的門下，這些人都是美國在化學(xué)研究領(lǐng)域的骨干力量。他們中有的人指導(dǎo)培養(yǎng)過錢思亮、袁翰青、邢其毅、梁樹權(quán)等不少中國化學(xué)家，也有些人的著述被中國大學(xué)用為教材，推動了中國現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展。

雷查茲對化學(xué)界的影響既深且遠(yuǎn)，不少學(xué)術(shù)團(tuán)體吸收他為榮譽(yù)成員；牛津、劍橋、曼徹斯特、布拉格等不少大學(xué)授予他名譽(yù)學(xué)位；除諾貝爾獎外，他還獲得過戴維獎?wù)拢ㄓⅲ?910）、法拉第獎?wù)拢ㄓⅲ?911）、吉布斯獎?wù)拢�美�?912）、弗蘭克林獎?wù)拢�美�?916）、勒布蘭克?拉瓦錫獎?wù)拢ǚǎ?922）等多項(xiàng)表彰。

雷查茲教授曾多次訪問歐洲，與瑞利（J.W.Rayleigh,1842-1919）、奧斯特瓦爾德等許多同時代的著名化學(xué)家保持著深厚友誼與學(xué)術(shù)來往。1907年他作為費(fèi)歇爾教授（E.Fischer,1852-1919）的客人在柏林大學(xué)做訪問學(xué)者工作半年，講授“精確理化測試的理論與實(shí)踐”，給人以視野廣闊、知識淵博、極具啟發(fā)性的良好印象。作為杰出的科學(xué)事業(yè)的組織者和領(lǐng)導(dǎo)者，他被推選為法國科學(xué)院及美國科學(xué)院院士，國際原子量委員會委員，美國科學(xué)促進(jìn)會主席（1917），并兩度當(dāng)選為美國化學(xué)會會長。1925年哈佛大學(xué)設(shè)立了以他的名字命名的教授職位。

西奧多·威廉·理查茲 - 幸福的家庭

理查茲有一個幸福的家庭，1896年他和一位哈佛大學(xué)教授的女兒結(jié)婚。他的夫人充分理解并全力支持他的事業(yè)，使他的家庭生活平靜而溫馨。他的三個子女中，長女是科南特教授的夫人，一個兒子繼續(xù)他的事業(yè)在大學(xué)任教職，最小的一個學(xué)習(xí)建筑。

理查茲年幼時喜愛美術(shù)和音樂。在戶外運(yùn)動中他喜歡游艇活動，還有一段時間熱心打網(wǎng)球，并且是高爾夫球的愛好者，終生樂此不疲。

理查茲具有謙虛樸實(shí)、彬彬有禮、慷慨無私、幽默隨和等受人歡迎的品格，這些使他有巨大的人格力量并深受人們的愛戴，他的多方面興趣使他交游廣泛，他以朋友的成就為最大快樂，朋友們時常憶及他的熱心幫助及他所具有的能在人們遇到困難的嚴(yán)峻時刻給人們以勇氣的特殊能力。

西奧多·威廉·理查茲 - 成果榮譽(yù)

理查茲從1883年開始研究原子量的測定。他大大改進(jìn)了重量法測定原子量的技術(shù)，發(fā)明了濁度計(jì)，引用了石英儀器等。他的試驗(yàn)極為精細(xì)，首先測定了氧的原子量，他仔細(xì)測定了不同來源的放射性礦物中鉛的原子量，測得由鈾衰變生成的鉛的原子量是206.08，從釷衰變而來的鉛的原子量是208，普通的鉛的原子量是207.2。他除原子量之外，理查茲還研究了很多低溫下的反應(yīng)。然后重新測定了銅、鋇、鍶、鈣、鋅、鎂、鎳、鈷、鐵、銀及碳和氮的原子量。他還最先發(fā)現(xiàn)同一個元素的原子量隨來源不同而可能出現(xiàn)差異。他仔細(xì)測定了不同來源的放射性礦物中鉛的原子量，測得由鈾衰變生成的鉛的原子量是206.08，從釷衰變而來的鉛的原子量是208，普通的鉛的原子量是207.2。由此于1913年證實(shí)了同位素的存在，并進(jìn)一步證實(shí)了放射性衰變理論。1902-1904年間，通過在低溫下對10組電池反應(yīng)的焓變（ΔH）和吉布斯自由能變化（ΔG）與溫度關(guān)系的研究，發(fā)現(xiàn)隨著溫度降低ΔG和ΔH之值越接近。他又從反應(yīng)物與生成物間熱容量的差異著手解決這個問題，在溫度為18℃條件下對這些電池進(jìn)行了研究，得出下式：dA／dT＝－MdU／dT式中：A為亥姆霍茲自由能；U為內(nèi)能；T為絕對溫度；M平均值為2。

對法拉第電解定律（1833年提出）的精確驗(yàn)證。他分別在不同溶液（硝酸銀水溶液，硝酸銀的硝酸鉀與硝酸鈉混合熔鹽溶液）中，在很大的溫差范圍區(qū)間（25℃-250℃）電解硝酸銀，精確地測定了銀的沉積量和電量。結(jié)果表明：法拉第電解定律確實(shí)是最精確、最普遍的自然規(guī)律之一。理查茲從1895年在萊比錫考察時起就很重視對汞齊的研究。他認(rèn)為從不發(fā)生電解質(zhì)解離的汞溶液的研究中，可以得到無法從其他途徑取得的有關(guān)溶液的新知識。他對汞齊濃差電池電動勢的測量精確到10－6伏，并先后研究了鋅、鎘、鉈、銦、錫、銅、鈉汞齊電池的電動勢。他發(fā)表的約300篇論文中，往往一而再，再而三地重新校驗(yàn)前人（也包括自己）的結(jié)果，充分表現(xiàn)出他對科學(xué)事業(yè)不懈追求的精神。

雷查茲在工作中總是持十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，每進(jìn)行一項(xiàng)研究，他都要周密計(jì)劃，通盤考慮。對試劑樣品力求其純，對反應(yīng)則力求完全，對測試的每一細(xì)節(jié)都給予細(xì)心的審視。所以他的研究活動通常都能進(jìn)行得比較順利。他在工作中做出了許多有針對性的發(fā)明，如：為確保灼燒過的待稱重物的干燥而設(shè)計(jì)的裝瓶器和為測定少量鹵化銀含量而設(shè)計(jì)的濁度計(jì)（1895）；測定液體壓縮率的壓縮計(jì)（1904）；設(shè)計(jì)出簡便精確的銀電量計(jì)、校準(zhǔn)砝碼的方法、重結(jié)晶時離心分離母液的方法等。他所設(shè)計(jì)的方法通常既精確又簡便，能方便地解決實(shí)用問題。雷查茲把自己從事精密化學(xué)研究的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)在《精密化學(xué)研究方法》一書中（1910）。他在書中簡明地指出從事精密研究的人應(yīng)遵循的方法和應(yīng)注意的事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)尊重實(shí)際的極端重要性，認(rèn)為人們不應(yīng)滿足于現(xiàn)有的試驗(yàn)方法和科學(xué)理論；對實(shí)驗(yàn)的每一步驟都應(yīng)有問號，盡量避免每一種造成誤差的可能性；并且要耐心再耐心，只有經(jīng)過堅(jiān)持不懈的努力才能取得最終的成果。

先后研究過的課題有：不同濃度的鹽酸，氫溴酸，氫碘酸，硝酸和鋰、鈉、鉀、銫的硝酸鹽、氯化物、氫氧化物等多種電解質(zhì)溶液的稀釋熱和比熱；鋰、鈉、鉀的氫氧化物被上述強(qiáng)酸在不同稀釋條件下中和時的中和熱（1907-1922）；鋅、鋁、鎂、鈣、鐵等金屬在酸中的溶解熱（1922）；以及水的汽化熱，汞齊的稀釋熱，金屬在汞中的溶解熱等等。經(jīng)30年奮斗，為熱化學(xué)提供了大量精確的數(shù)據(jù)。理查茲還研究了很多低溫下的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)溫度逐漸降低時，自由能（即吉布斯函數(shù)）變化ΔG和焓變ΔH趨于相等。

對化學(xué)界的影響既深且遠(yuǎn)，不少學(xué)術(shù)團(tuán)體吸收他為榮譽(yù)成員；牛津、劍橋、曼徹斯特、布拉格等不少大學(xué)授予他名譽(yù)學(xué)位；除諾貝爾獎外，理查茲因精確測定大量化學(xué)元素的原子量而獲1914年諾貝爾化學(xué)獎。1910年獲戴維獎?wù)拢?911年獲法拉第獎?wù)拢?912年獲吉布斯獎?wù)拢?916年獲富蘭克林獎?wù)隆?922年獲勒布蘭克?拉瓦錫獎?wù)碌榷囗?xiàng)表彰。