格哈德·赫茨貝格 - 簡(jiǎn)介

格哈德·赫茨貝格（英文：Gerhard Herzberg），（1904年12月25日－1999年3月3日），出生于德國(guó)漢堡，德國(guó)-加拿大物理學(xué)家、物理化學(xué)家，1971年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

格哈德·赫茨貝格 - 人生經(jīng)歷

1927年，達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，不久又獲得碩士學(xué)位。
1928年，完成博士學(xué)業(yè)后到格丁根大學(xué)做博士后。
1929年，到布里斯托大學(xué)學(xué)習(xí)一年。
1930年－1935年，回達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)任物理學(xué)講師、副教授。
1935年，被加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)聘任為物理學(xué)教授。
1945年－1948年，來(lái)到美國(guó)加哥大學(xué)葉凱士天文臺(tái)從事光譜學(xué)的研究。
1948年，在加拿大國(guó)立科研所工作。
1949年－1969年，出任加拿大國(guó)立科研所物理學(xué)部主任。
1956年－1957年，被選為加拿大物理學(xué)家聯(lián)合會(huì)主席。
1957年－1963年，被選為國(guó)際應(yīng)用物理聯(lián)合會(huì)主席。
1966年－1967年，出任加拿大皇家學(xué)會(huì)主席。

格哈德·赫茨貝格 - 研究領(lǐng)域

赫茨貝格有創(chuàng)新意義的研究是從1945年開(kāi)始的。1945年，他建立起分子光譜研究室，開(kāi)始研究宇宙的分子光譜。他發(fā)現(xiàn)一些星球的大氣中含有氫氣，證實(shí)彗星上存在有水。他還在實(shí)驗(yàn)室安裝了可進(jìn)行吸收光程實(shí)驗(yàn)的特長(zhǎng)吸收管路，用于吸收光譜的研究。1948年他首次觀(guān)察到氫分子的吸收帶，成功的研究了氫、氮等穩(wěn)定分子的結(jié)構(gòu)。他最突出的成就則是在50年代到60年代初取得的。赫茨貝格在運(yùn)用光譜學(xué)闡明分子的電子結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)時(shí)，不可避免的遇到了自由基的問(wèn)題。自由基又稱(chēng)游離基，是一類(lèi)具有不成對(duì)電子的化學(xué)物質(zhì)，它可以是原子、分子，也可以是基團(tuán)。有機(jī)自由基一般是作為活性中間體而短暫存在，可通過(guò)加熱或光照，使分子中的共價(jià)鍵的一對(duì)電子發(fā)生均裂反應(yīng)而產(chǎn)生。自由基可根據(jù)它的穩(wěn)定性而分為活潑自由基和穩(wěn)定自由基。前者表現(xiàn)為很活潑，在反應(yīng)過(guò)程中僅能瞬時(shí)存在，但它可誘發(fā)加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)。后者由于分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而表現(xiàn)很穩(wěn)定。自由基在研究分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)中都是十分重要的。

格哈德·赫茨貝格 - 研究成果

由于活潑的自由基在基態(tài)條件下壽命極短，很容易與其他分子發(fā)生迅速而猛烈地反應(yīng)，所以很難搜集到足夠數(shù)量的自由基，對(duì)其進(jìn)行光譜分析。1947年，英國(guó)劍橋大學(xué)伊曼紐爾學(xué)院化學(xué)教授諾里什（R.G.W.Norrish）和他的學(xué)生波特（G.Porter）將脈沖技術(shù)應(yīng)用于光化學(xué)現(xiàn)象的研究，創(chuàng)立了閃光光解技術(shù)。用這種技術(shù)，他們可以準(zhǔn)確的測(cè)定極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，從而在光化學(xué)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究上取得重要突破，為此他們榮獲了1967年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1950年，赫茨貝格也是應(yīng)用閃光光解技術(shù)收集到他要研究的自由基的。他的第一個(gè)研究對(duì)象是NH2自由基，他和他的同事通過(guò)閃光光解技術(shù)取得了NH2自由基的吸收光譜，然后通過(guò)對(duì)吸收光譜的詳細(xì)研究，掌握NH2分別處在基態(tài)和激發(fā)態(tài)時(shí)的鍵長(zhǎng)、鍵角等結(jié)構(gòu)要素。這一成果和方法為自由基的研究開(kāi)辟了新的途徑。1956－1958年，赫茨貝格進(jìn)一步開(kāi)展對(duì)CH3、CH2這兩種最基本類(lèi)型自由基的研究。在他之前，化學(xué)家斯特西（Steacie）曾以丙酮光分解進(jìn)行CH3自由基反應(yīng)的研究，洛辛（Lossing）也對(duì)CH3自由基離子化進(jìn)行電壓測(cè)定工作。這兩項(xiàng)研究都是利用閃光光解技術(shù)生成CH3，對(duì)于生成自由基的條件和試樣的取得都獲得成功，但是他們普通的分光儀測(cè)定CH3的吸收，結(jié)果實(shí)驗(yàn)最終都失敗了。借鑒于上述兩人的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，赫茨貝格利用真空紫外分光儀，花了3年時(shí)間，終于獲得了成功。他不僅獲得了CH3的吸收光譜，并證明CH3的基態(tài)結(jié)構(gòu)諸原子大體上是共面的，分子具有一定的對(duì)稱(chēng)性。隨后，赫茨貝格從獲得的CH2吸收光譜分析得知，自由基CH2的基態(tài)在三線(xiàn)態(tài)時(shí)構(gòu)型是直線(xiàn)的，而在外加電壓小于1電子伏時(shí)，則存在著構(gòu)型為三角形的激發(fā)態(tài)，這一研究成果對(duì)于理解CH2的反應(yīng)有很大的幫助。1960年，赫茨貝格發(fā)表了關(guān)于自由基的CH3、CH2的研究報(bào)告，立即贏(yíng)得了化學(xué)界的高度評(píng)價(jià)，從而開(kāi)創(chuàng)了自由基研究的新時(shí)代。此后，赫茨貝格和他的同事們采用光學(xué)、微波光譜、自旋共振和激光等方法，研究和測(cè)定了HCO、HNO、NCO等20多種多原子自由基的電子結(jié)構(gòu)，極大的促進(jìn)和豐富了有關(guān)自由基的結(jié)構(gòu)資料和理論。自由基化學(xué)的建立和發(fā)展，不僅推動(dòng)了化學(xué)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，同時(shí)也是化學(xué)結(jié)構(gòu)研究中不容忽視的一個(gè)組成部分。

格哈德·赫茨貝格 - 獲得諾貝爾獎(jiǎng)

瑞典科學(xué)院宣布授予赫茨貝格1971年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)時(shí)指出：25年來(lái)，赫茨貝格在研究分子，特別是自由基的電子結(jié)構(gòu)赫集合結(jié)構(gòu)做出了重大的貢獻(xiàn)，他所領(lǐng)導(dǎo)的加拿大國(guó)立科研所的分子光譜研究室已成為世界上著名的分子光譜分析中心。其實(shí)赫茨貝格對(duì)光譜學(xué)的研究從他攻讀學(xué)位時(shí)就已開(kāi)始。1928年他的博士學(xué)位論文就是研究各種形態(tài)的氣體氮的光譜。到1929年，這位年輕的學(xué)者已發(fā)表論文20多篇。他在發(fā)表的論文中，不僅通過(guò)光譜研究證實(shí)氮原子的電子結(jié)構(gòu)，還從氧分子的光譜中精確地推算出氧分子的離解能。從1930年起，他全力以赴的應(yīng)用光譜技術(shù)投入分子結(jié)構(gòu)的研究。1933年，他闡述了一種分子的對(duì)稱(chēng)關(guān)系對(duì)它的光譜的影響，精確地導(dǎo)出了許多雙原子分子的離解能。由此可見(jiàn)，他當(dāng)時(shí)在分子光譜學(xué)的研究上已達(dá)到較高的水平。正是由于欣賞他的杰出才干，遠(yuǎn)在萬(wàn)里的加拿大大學(xué)主動(dòng)的聘請(qǐng)他到加拿大任教。這可以算是機(jī)遇，也應(yīng)算是一種幸運(yùn)。由此赫茨貝格直接躲過(guò)了第二次世界大戰(zhàn)赫希特勒的暴政對(duì)他科研生涯的干擾。加拿大基本上是個(gè)移民的國(guó)度，也有較好的科研環(huán)境，為赫茨貝格進(jìn)一步展示才干創(chuàng)造了條件。