Linus Carl Pauling (1901-1994), der in der Öffentlichkeit vor allem für die Verwendung von Vitamin C für gesundheitliche Zwecke und für den Gewinn des Friedensnobelpreises bekannt war, wurde von seinen Wissenschaftskollegen als produktiver Forscher verehrt, der bedeutende Beiträge zum Verständnis der chemischen Bindung und chemischen Struktur leistete. Für seine bahnbrechenden Arbeiten erhielt er 1954 den Nobelpreis für Chemie.
Nach der Einführung von John Daltons Atomtheorie der Materie in der ersten Hälfte des 19.Jahrhunderts tauchten zwei wichtige Fragen auf: was ist die Art der Bindung zwischen diesen Atomen, die zusammenkommen, um Substanzen zu bilden, und wie sind diese Atome geometrisch angeordnet, wenn sie sich zu Molekülen verbinden? Hundert Jahre später, auf den Spuren von wissenschaftlichen Größen wie August Kekulé, Jacobus Henricus van’t Hoff und Gilbert Newton Lewis, leistete Pauling Beiträge zu den Bereichen chemische Bindung und chemische Struktur, die beide Fragen maßgeblich beleuchteten.
Frühes Leben und Bildung
Pauling wurde in Portland, Oregon, geboren und zeigte schon früh Interesse an Naturwissenschaften, indem er Laborgeräte sammelte und in seinem Elternhaus chemische Experimente durchführte. Um in der High School Geld zu verdienen, arbeitete er nach der Schule im Chemielabor der Schule. Trotz wirtschaftlicher Herausforderungen bewarb sich Pauling am Oregon Agricultural College (heute Oregon State University) und erwarb 1922 seinen BS in Chemieingenieurwesen. Anschließend nahm er eine Graduiertenstelle am California Institute of Technology (Caltech) an und promovierte 1925 in physikalischer Chemie und mathematischer Physik.Nach einem Stipendienjahr in Europa, in dem er die Auswirkungen der „neuen Physik“ der Quantenmechanik auf die Chemie — insbesondere auf die chemische Struktur — untersuchte, kehrte Pauling in die USA zurück und trat 1927 der chemischen Fakultät am Caltech bei.
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Linus Pauling während eines mündlichen Geschichtsinterviews, das 1987 von der Chemical Heritage Foundation, dem heutigen Science History Institute, durchgeführt wurde.
Science History Institute
Wissenschaftliche Erfolge
Während seiner frühen Jahre am Caltech setzte Pauling seine Erforschung molekularer Strukturen fort. Mit der relativ neuen Technik der Röntgenkristallographie (auch Röntgenbeugung genannt), die er in der Graduiertenschule gelernt hatte, konnte er die Strukturen einer Reihe von Kristallen bestimmen. Informiert durch die Quantentheorie kombinierte Pauling seine Beobachtungen durch Röntgenkristallographie mit komplexen mathematischen Berechnungen, um Verallgemeinerungen über Kristallstrukturen zu entwickeln und formulierte „Paulings Regeln“ für atomare Anordnungen in Kristallen mit Ionenbindung. Diese Regeln ermöglichten es ihm und anderen, Kristallstrukturen genauer vorherzusagen und zu bestimmen. Pauling entschlüsselte auch die Strukturen einer Reihe von Gasmolekülen mit der noch neueren Technik der Elektronenbeugung.
Mitte der 1930er Jahre interessierte sich Pauling für biologische Moleküle, insbesondere Proteine. Seine Untersuchungen des Proteins Hämoglobin halfen ihm, die molekulare Ursache der Sichelzellenanämie zu ermitteln und eine neue Klasse von Krankheiten zu definieren — molekulare Krankheiten. In den späten 1940er Jahren leitete Pauling aus theoretischem Wissen und Röntgenbeugungsdaten eine grundlegende Struktur von Proteinen ab, die er Alpha-Helix nannte. Für diese und andere Entdeckungen gilt er manchmal als Vater der Molekularbiologie.Pauling führte bahnbrechende Studien über die magnetischen Eigenschaften von Atomen und Molekülen und die Beziehung der Elektronegativität — der Tendenz eines Atoms, Elektronen in einer Bindung anzuziehen — zu den Arten von Bindungen durch, die Atome bilden (ionisch, kovalent oder irgendwo dazwischen). Er entwickelte die erste Elektronegativitätsskala, um Atomen, die an „intermediären“ Bindungen beteiligt sind, Werte zuzuweisen.Um die Natur der kovalenten Bindung, bei der Elektronen zwischen gebundenen Atomen geteilt werden, besser zu erklären, formulierte Pauling die bahnbrechenden Konzepte von Resonanz und Hybridisierung, die den Chemikern wiederum eine robustere theoretische Grundlage für die Vorhersage neuer Verbindungen und chemischer Reaktionen lieferten. Später erweiterte er die Theorie der kovalenten Bindungen auf Metalle und intermetallische Verbindungen.
Zusätzlich zu Hunderten von wissenschaftlichen Artikeln veröffentlichte Pauling zwei wegweisende Arbeiten in der Chemie. 1939 legte sein wegweisendes Buch The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals alle seine bisherigen Entdeckungen fest. Und nachdem er jahrelang angehende junge Chemiker am Caltech unterrichtet hatte, produzierte er sein einflussreiches Lehrbuch Allgemeine Chemie (1947), das die Art und Weise veränderte, wie Chemie auf globaler Ebene unterrichtet wurde.
Pauling erhielt 1954 den Nobelpreis für Chemie „für seine Forschungen zur Natur der chemischen Bindung und ihrer Anwendung zur Aufklärung der Struktur komplexer Substanzen.“
Bemühungen für Gesundheit und Frieden
Zusätzlich zu seinen Beiträgen zu unserem Verständnis molekularer Krankheiten hat Pauling auch die Rolle von Antigenen und Antikörpern im Immunsystem aufgeklärt. Aber er ist vielleicht am besten bekannt in der Öffentlichkeit für die Verfechter der Verwendung von Vitamin C zur Erhaltung und Wiederherstellung der Gesundheit (für mehr über Vitamin C, siehe Albert Szent-Györgyi).
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Eine von Linus Paulings vielen Friedenssicherungsaktivitäten — Pfannkuchen beim Pfannkuchenfrühstück 1963 der Pasadena-Niederlassung der Internationalen Frauenliga für Frieden und Freiheit. Rechts, seine Frau, Ava Helen Pauling.
WILPF
In den 1950er Jahren und danach setzte sich Pauling unermüdlich dafür ein, Atombombentests in der Atmosphäre und das Wettrüsten zu beenden. Im Jahr 1963, dem Jahr, in dem der Atomteststoppvertrag in Kraft trat, erhielt Pauling den Friedensnobelpreis (obwohl er 1963 vergeben wurde, war der Preis für das Jahr 1962). Pauling war nach Marie Curie die zweite Person, die zwei Nobelpreise gewann.Pauling blieb von 1927 bis 1963 am Caltech. Nach Erhalt des Friedenspreises verbrachte er vier Jahre als Forschungsprofessor am Center for the Study of Democratic Institutions in Santa Barbara, Kalifornien. 1967 nahm er seine wissenschaftliche Forschung an der University of California in San Diego wieder auf und wechselte von dort an die Stanford University und schließlich an das Linus Pauling Institute of Science and Medicine in Palo Alto.
Die in dieser Biografie enthaltenen Informationen wurden zuletzt am 14.Dezember 2017 aktualisiert.