1934年诺贝尔化学奖得主尤里简介(1)高品质版
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辉煌的历程
当时在美国哥伦比亚大学 工作的尤里教授对这一假说非 常感兴趣。因为他对这个问题 已经思考过很长时间了,他认 为,如果让液态氢在低温下蒸 发,很可能使原子量为2的氢得 到富集。
第二天他就开始设计寻找 氢同位素的实验,他设计了用 分馏的方法来发地找重氢。
辉煌的历程
1931年秋天,美国标准计量
氘广泛用作示踪原子。 氘常用作离子源:用经加 速器加速的氘核轰击其他原子 核,可进行核反应的研究。 氘还是重要的核燃料。
氘的故事
液氢精馏是现代分离氘的有 效方法之一。但在低温蒸馏时首 先浓集的是HD,必须经催化剂转 化为D2、HD、H2的平衡混合物后 才能继续精馏浓集。
氘的故事
氘可以生成各种含氘化合物, 最重要的氘化合物是重水。
局的布里克维吉把蒸发了大量液
态氢之后剩下的最后几滴氢装在
容器里,送给尤里做实验。通过
光谱分析,发现了一些新的谱线,
它的位置正好与预期原子量为2的
氢谱线一致,从而发现了重氢。
根据尤里的建议,重氢被命名为
Deuterium(中文译为氘),在希腊
语中是“第二”的意思。
氘的故事
天然氢中含有质量数为1的 氕(H)99.985%,质量数为2的氘 (D)约0.015%,还含有痕量的质 量数为3的氢的放射性同位素氚 (T)。
专著《 行星的起源和演化》一书
中,提出从太阳系化学组成和化学
过程研究太阳系演化的学说,定量
辉煌的历程
1923年他得到美国斯堪的 那维亚基金学会奖学金的资助, 去丹麦哥本哈根大学理论物理 研究所跟波尔教授专门研究原 子结构理论。
辉煌的历程
1931年,物理学家伯奇和天 体物理学家门泽尔根据他们的实 验结果,首先提出了“氢除含有 原子量大约为1的一些原子外, 还含有原子量大约为2的一些原 子,前后两者约为1/4500”的假 说。
专家的视角 尤里是怎样看待这件事呢?
专家的视角
在获得诺贝尔奖时,尤里的 一段话正好表明他的态度:“当 我的讲演稿已经写好以后,阿斯 顿用新的测量证明,伯奇和门泽 尔在1931年的预言是错误的。但 我不想因此而修改我的讲演稿了。 因为,伯奇和门泽尔的预言是在 发现前就作出的。因此这个预言 十分重要,没有这个预言,我就 不会去寻氘了。”
大约5千个氢原子中有一个 重氢。普通氢原子含有一个质子 和一个电子,原子量为1。重氢 则多了一个中子,原子量为2。
氘的故事
氕和氘的质量比为1:2,是 所有稳定同位素中质量相差最 大的一对同位素,因此表现在 物理性质上的差异也最大。
氘具有较低的零点能和较 小的碰撞频率,导致其化学反 应性比氢低。
Baidu Nhomakorabea的故事
辉煌的历程 但是,正当尤里因发现了氘而
获得诺贝尔化学奖的时候,英国杰 出的实验物理学家和化学家阿斯顿 发表文章指出,伯奇和门泽尔的测 量是有错误的,阿斯顿用质谱法测 得的氢原子量是1.00881代替了原 来的1.00778 。
这就等于宣告伯奇和门泽尔原 来对氢原子量的争论和作出的判断 是不正确的。
重水的熔点是3.8℃,人们把 它叫做“热冰”,沸点是 101.42℃。
一些动物,如蝌蚪不能在重 水中生存。一些植物种子浇了重 水之后也不能生长发芽。
但重水在原子核反应堆里能 降低中子速度,又几乎不吸收中 子,因而在原子核反应堆里是最 好的中子减速剂。
辉煌的历程
1934年,在尤里发现氘 之后的第3年,他被授予诺 贝尔化学奖。这一年他仅41 岁。一个发现在短短的3年 内就为科学所接受并授予诺 贝尔奖,这种情况在历史上 是不多见的。
艰难的求学
之路
碰巧,乡下的一所学校缺少
一名教师,尤里觉得去当一名教
师既可以解决目前的生活问题又
可以筹集上大学的费用。于是他
成了乡村学校的教师,一干就是
3年。
1914年,尤里进了蒙大拿大
学,开始他的专业是动物学,后
来改读化学。
艰难的求学 之路
上大学之后,困扰尤里 的仍然是经济问题,为此, 尤里的确伤透了脑筋。为了 节约开支,他没有租公寓住, 而是在学校的一处空地上自 己搭了一个帐篷,在里面学 习、生活。他还尽可能的利 用假期到外面去做工以解决 学费不足。
思索
我们的生活与尤里
我们做得如何?
辉煌的历程
尤里毕业的时候,正值第一
次世界大战期间,他先在费城一
家化工厂找到了工作,当化学分
析员。工作两年后,他又回到母
校当起化学讲师。1921年,他进
入加利福尼亚大学攻读博士学位,
他的指导教师是路易斯。他的博
士论文是研究双原子气体性质的。
他以优异的成绩取得了博士学位。
可见,假设、猜想、大胆的
思索
预言对科学探究的意义是多么
的重大,即使它是暂时错误的。
21世纪,是科技的世纪,
我们当中的绝大多数要么是搞
科研,要么是从事教育事业。
我们应该怎样做?
我们又该引导我们的学生
怎样做?
战争与和 平
第二次世界大战期间,尤里 当初是怀着对德意日法西斯强烈 的愤恨参加到美国政府研制原子 弹的“曼哈顿计划”中。
1934年诺贝尔化学奖
哈罗德·克莱顿·尤里 Harold Clayton
Urey
艰难的求学 之路
哈罗德·克莱顿·尤里 (Harold Clayton Urey) 1893年 4月29日生于美国印第安纳州的 沃克顿。
在他6岁的时候,在乡间当 牧师的父亲去世了。后来,母亲 改嫁,继父也是一位牧师,他帮 助尤里完成了幼年的教育,1911 年,他中学毕业,没有足够的学 费,无法继续上大学,只好自己 想办法。
辉煌的历程
战后,尤里相当一部分精力从
事宇宙化学方面的研究。他研究了
地球、陨石、太阳及其他恒星的元
素丰度及同位素丰度。
1947-1948年 ,他提出水和方
解石之间氧同位素交换的分离系数
与温度的关系,发展了测量地质时
代中海相碳酸盐形成温度的氧同位
素方法。
辉煌的历程
尤里对宇宙化学的许多问题也
进行了广泛的研究, 1952年,他在
尤里利用他掌握的同位素化 学方面丰富的知识,和其他科学 家一道努力,对于生产第一颗原 子弹起了很大作用。
战争与和 平
但是原子弹的巨大破坏力给 和平的居民带来了可怕的灾难。
因此,尤里坚决反对使用原 子武器。特别是他一生最后十多 年里,通过公开讲演和发表文章 呼吁禁止核武器,他在临终之前 还一再强调,原子能只能用于和 平目的。