МАЛЛИКЕН, РОБЕРТ САНДЕРСОН

МАЛЛИКЕН, РОБЕРТ САНДЕРСОН (Mulliken, Robert Sanderson), (1896–1986) (США). Нобелевская премия по химии 1966 года.

Родился 7 июня 1896 года в Ньюберипорте (штат Массачусетс) в семье Сэмюэля Парсонса Малликен и Кэтрин Малликен.

Малликену с детства везло с наставниками и профессиональной подготовкой. Отец был профессором органической химии Массачусетского технологического института. Он помогал отцу в редакторской работе над четырехтомным руководством по номенклатуре органических соединений. У него была отличная, хотя и весьма избирательная память, он знал множество названий растений и свободно владел немецким языком. В детстве познакомился с известным физико-химиком Артуром Амосом Нойесом (1866–1936) учеником В.Оствальда. Еще школьником интересовался строением молекул: его доклад по поводу окончания школы назывался Электрон: что это такое и как он себя ведет.

Получив в 1917 в Массачусетском технологическом институте степень бакалавра по химии, Малликен в течение двух лет знакомился с прозой жизни – работал в Горном бюро США, в войсках химической защиты и в «Нью-Джерси цинк компани».

В 1919 он поступил в аспирантуру по химии в Чикагском университете, а в 1921 защитил диссертацию по физической химии о разделении изотопов ртути методом диффузии. В Чикаго Малликен познакомился с началами квантовой теории, прослушав лекции Нобелевского лауреата по физике 1923 Роберта Эндрюса Милликена (1868–1953).

Стипендия Государственного научно-исследовательского совета позволила Малликену продолжать изучение поведения изотопов в Гарвардском университете. Здесь он занимался влиянием изотопии на линейчатые спектры двухатомных молекул.

В 1925 Малликен поехал в Европу учиться у ведущих специалистов по спектроскопии и квантовой механике. Это были будущие Нобелевские лауреаты по физике Луи де Бройль, Вернер Карл Гейзенберг, Эрвин Шрёдингер, Поль Адриен Морис Дирак, Макс Борн и Ханс Альбрехт Бете.

В 1927 Малликен, работая в Гёттингенском университете с Фридрихом Хундом (1896–1997), который одно время был ассистентом Борнa, предположил, что атомы соединяются в молекулы в процессе образования химических связей таким образом, что их внешние электроны ассоциируются с молекулой в целом. Следовательно, внешние электроны молекулы, которые определяют многие из ее важных свойств, находятся на молекулярных орбиталях, а не на орбиталях отдельных атомов, как это было принято в методе валентных связей. Тогда-то они и заложили основы теории молекулярных орбиталей, известной так же как теория Хунда – Малликена.

Термин «молекулярная орбиталь» был введен Малликеном в 1932. Он же писал: «…любая орбиталь простирается, по крайней мере в малой степени, на всю область атома и молекулы». Малликен и Хунд доказали, что молекулярные орбитали могут быть описаны с помощью точных математических формул, благодаря чему можно до значительных деталей предсказать физические и химические свойства вещества. Так возник метод описания связи в молекулах – метод молекулярных орбиталей (МО). В его создании кроме этих двух ученых принимал заметное участие и английский химик Джон Эдвард Леннард-Джонс (1894–1954).

Малликену, а также немецкому ученому Эриxу Арманду Артуру Йозефу Хюккелю (1896–1980) удалось доказать преимущество метода МО по сравнению с методом валентных связей на примере анализе ряда сложных молекул, а также установить форму и относительные энергии орбиталей для многих соединений. Американский физик, Нобелевский лауреат 1977 Джон Хесбрук Ван-Флек (1899–1980) обратил внимание Малликена на возможность использования теории симметрии (теории групп) для классификации МО. Эта работа была проделана Малликеном.

В дальнейшем Малликен продолжал исследования основных особенностей молекулярной структуры, сочетая спектроскопический анализ со сложными теоретическими расчетами. В результате вместе с учеником и сотрудником Клеменсом Рутаном он создал метод расчета молекул.

Теория MO рассматривает взаимодействие между атомными ядрами и электронами в составе молекулы в терминах квантовой механики. Малликен показал, что сочетание расчетов MO с экспериментальными (спектроскопическими) данными служит мощным инструментом описания связи в сложных молекулах.

С 1926 он был ассистент-профессором физики Вашингтон-Скуэар-колледжа Нью-Йоркского университета, в 1928, уже получив международное признание благодаря своей работе, стал адъюнкт-профессором физики в Чикагском университете, в 1931 – полным профессором. С 1957 – заслуженный профессор Чикагского университета.

Во время Второй мировой войны Малликен был директором по учебной информационной работе над плутониевым проектом в Чикагском университете, в 1955 – атташе по науке в посольстве США в Лондоне.

Помимо работы в Чикагском университете, Малликен много выступал с лекциями: в 1960 в Корнелльском, а в 1965 – в Йельском университетах. Тогда же, в 1965, Малликен был приглашенным профессором Амстердамского университета. После официального ухода в отставку в 1961 он как заслуженный профессор физики и химии продолжал работать в Чикагском университете. С 1965 по 1972 Малликен в течение зимних месяцев был заслуженным профессором химической физики университета штата Флорида.

В 1966 Малликену была присуждена Нобелевская премия «за фундаментальные работы по химической связи и по электронной структуре молекул методом молекулярных орбиталей».

Он обладал широкими познаниями в ботанике, увлекался искусством, любил восточные ковры.

Умер 31 октября 1986 года в Арлингтоне (штат Виргиния).

Работы: The assignment of quantum numbers for electrons in molecules / Phys. Rev. 1928. V. 32; The assignment of quantum numbers for electrons in molecules. II. Correlation of molecular and atomic electron states / Phys. Rev. 1928. V. 32; Quantum-mechanical methods and the electronic spectra and structure of molecules / Chem. Rev. 1947. V. 41.

Кирилл Зеленин