Meglio conosciuto al pubblico per aver sostenuto l’uso della vitamina C per scopi sanitari e per aver vinto il premio Nobel per la pace, Linus Carl Pauling (1901-1994) è stato venerato dai suoi colleghi scienziati come un ricercatore prolifico che ha dato contributi significativi alla nostra comprensione del legame chimico e della struttura chimica. Il suo lavoro innovativo gli valse il Premio Nobel per la Chimica nel 1954.
Dopo l’introduzione della teoria atomica della materia di John Dalton nella prima parte del 19 ° secolo, sono emerse due importanti questioni: qual è la natura del legame tra questi atomi che si uniscono per formare sostanze, e come sono questi atomi disposti geometricamente quando si legano per formare molecole? Cento anni dopo, seguendo le orme di giganti scientifici come August Kekulé, Jacobus Henricus van’t Hoff e Gilbert Newton Lewis, Pauling diede contributi ai campi del legame chimico e della struttura chimica che gettarono una luce significativa su entrambe queste domande.
Primi anni di vita e istruzione
Nato a Portland, Oregon, Pauling dimostrò un precoce interesse per la scienza raccogliendo attrezzature di laboratorio e conducendo esperimenti di chimica nella sua casa d’infanzia. Per guadagnare soldi al liceo, ha trascorso le sue ore dopo la scuola di lavoro nel laboratorio di chimica della scuola. Nonostante le difficoltà economiche Pauling applicato alla Oregon Agricultural College (ora Oregon State University), guadagnando la sua laurea in ingegneria chimica nel 1922. Ha poi accettato un appuntamento di laurea presso il California Institute of Technology (Caltech), guadagnando il suo dottorato in chimica fisica e fisica matematica nel 1925.
Dopo un anno di borsa di studio in Europa, durante il quale ha studiato le implicazioni della “nuova fisica” della meccanica quantistica per la chimica—in particolare per la struttura chimica—Pauling tornò negli Stati Uniti e nel 1927 si unì alla facoltà di chimica al Caltech.
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Linus Pauling durante un’intervista di storia orale condotta dalla Chemical Heritage Foundation, ora Science History Institute, nel 1987.
Science History Institute
Risultati scientifici
Durante i suoi primi anni al Caltech, Pauling ha continuato sulla sua traiettoria di studiare le strutture molecolari. Usando la tecnica relativamente nuova della cristallografia a raggi X (chiamata anche diffrazione a raggi X), che aveva imparato nella scuola di specializzazione, era in grado di determinare le strutture di un certo numero di cristalli. Informato dalla teoria quantistica, Pauling ha unito le sue osservazioni fatte dalla cristallografia a raggi X con complessi calcoli matematici per sviluppare generalizzazioni sulle strutture cristalline, formulando le “regole di Pauling” per le disposizioni atomiche nei cristalli con legame ionico. Queste regole hanno permesso a lui e ad altri di prevedere e determinare con maggiore precisione le strutture cristalline. Pauling ha anche decifrato le strutture di un certo numero di molecole di gas usando la tecnica ancora più recente della diffrazione degli elettroni.
A metà degli anni 1930 Pauling si interessò alle molecole biologiche, in particolare alle proteine. Le sue indagini sull’emoglobina proteica lo hanno aiutato ad accertare la causa molecolare dell’anemia falciforme e a definire una nuova classe di malattie: la malattia molecolare. Alla fine del 1940 Pauling dedusse, dalle conoscenze teoriche e dai dati di diffrazione dei raggi X, una struttura fondamentale delle proteine, che chiamò alfa elica. Per queste e altre scoperte è talvolta considerato un padre della biologia molecolare.
Pauling ha condotto studi pionieristici sulle proprietà magnetiche di atomi e molecole e sulla relazione dell’elettronegatività—la tendenza di un atomo ad attrarre elettroni in un legame—ai tipi di legami che gli atomi formano (ionici, covalenti o da qualche parte nel mezzo). Ha sviluppato la prima scala di elettronegatività per assegnare valori agli atomi coinvolti nei legami “intermedi”.
Per spiegare meglio la natura del legame covalente, in cui gli elettroni sono condivisi tra atomi legati, Pauling ha formulato i concetti innovativi di risonanza e ibridazione, che a loro volta hanno fornito ai chimici una base teorica più solida per prevedere nuovi composti e reazioni chimiche. In seguito ha esteso la teoria dei legami covalenti per includere metalli e composti intermetallici.
Oltre a centinaia di articoli scientifici Pauling ha pubblicato due lavori seminali in chimica. Nel 1939 il suo libro di riferimento, La natura del legame chimico e la struttura delle molecole e dei cristalli, ha esposto tutte le sue scoperte fino ad oggi. E dopo anni di insegnamento in erba giovani chimici al Caltech, ha prodotto il suo influente libro di testo Chimica generale (1947), che ha cambiato il modo in cui la chimica è stata insegnata su scala globale.
Pauling ha ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1954 “per la sua ricerca sulla natura del legame chimico e la sua applicazione alla delucidazione della struttura di sostanze complesse.”
Sforzi per la salute e la pace
Oltre ai suoi contributi alla nostra comprensione della malattia molecolare, Pauling ha anche chiarito il ruolo degli antigeni e degli anticorpi nel sistema immunitario. Ma è forse più noto al pubblico per aver sostenuto l’uso della vitamina C per mantenere e ripristinare la salute (per ulteriori informazioni sulla vitamina C, vedi Albert Szent-Györgyi).
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Una delle molte attività di mantenimento della pace di Linus Pauling: lanciare pancake alla colazione di pancake del 1963 della filiale di Pasadena della Lega Internazionale femminile per la Pace e la Libertà. A destra, sua moglie, Ava Helen Pauling.
WILPF
Nel 1950 e in seguito Pauling fece una campagna instancabilmente—e di fronte a una significativa opposizione professionale e governativa—per porre fine ai test delle bombe nucleari nell’atmosfera e alla corsa agli armamenti. Nel 1963, l’anno in cui il Trattato di messa al bando degli esperimenti nucleari entrò in vigore, Pauling ricevette il Premio Nobel per la pace (anche se dato nel 1963, il premio era per l’anno 1962). Pauling è stata la seconda persona, dopo Marie Curie, a vincere due premi Nobel.
Pauling soggiornò al Caltech dal 1927 al 1963. Dopo aver ricevuto il Premio per la pace, ha trascorso quattro anni come professore di ricerca presso il Centro per lo studio delle istituzioni democratiche a Santa Barbara, in California. Ha ripreso la sua ricerca scientifica presso l’Università della California, San Diego, nel 1967, e da lì si è trasferito alla Stanford University e infine al Linus Pauling Institute of Science and Medicine di Palo Alto.
Le informazioni contenute in questa biografia sono state aggiornate l’ultima volta il 14 dicembre 2017.