格哈德·赫茨貝格

格哈德·赫茨貝格（德語：Gerhard Herzberg，1904年12月25日—1999年3月3日），出生於德國漢堡，德國-加拿大物理學家、物理化學家，1971年獲諾貝爾化學獎。

Gerhard Herzberg (1952)

生平

1927年，達姆施塔特工業大學畢業，不久又獲得碩士學位。1928年，完成博士學業後到格丁根大學做博士後。1929年，到布里斯托大學學習一年。

1930年－1935年，回達姆施塔特工業大學任物理學講師、副教授。

1935年，被加拿大薩斯喀徹溫大學聘任為物理學教授。

1945年－1948年，來到美國芝加哥大學葉凱士天文台從事光譜學的研究。

1948年，在加拿大國立科研所工作。1949年－1969年，出任加拿大國立科研所物理學部主任。1956年－1957年，被選為加拿大物理學家聯合會主席。

1957年－1963年，被選為國際應用物理聯合會主席。

1966年－1967年，出任加拿大皇家學會主席。

獲得諾貝爾化學獎

瑞典科學院宣佈授予赫茨貝格1971年諾貝爾化學獎時指出：25年來，赫茨貝格在研究分子，特別是自由基的電子結構和幾何結構上做出了重大的貢獻，他所領導的加拿大國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。其實赫茨貝格對光譜學的研究從他攻讀學位時就已開始。1928年他的博士學位論文就是研究各種形態的氣體氮的光譜。到1929年，這位年輕的學者已發表論文20多篇。他在發表的論文中，不僅通過光譜研究證實氮原子的電子結構，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，他全力以赴的應用光譜技術投入分子結構的研究。1933年，他闡述了一種分子的對稱關係對它的光譜的影響，精確地導出了許多雙原子分子的離解能。由此可見，他當時在分子光譜學的研究上已達到較高的水平。正是由于欣賞他的傑出才幹，遠在萬里的加拿大大學主動的聘請他到加拿大任教。這可以算是機遇，也應算是一種幸運。由此赫茨貝格直接躲過了第二次世界大戰赫希特拉的暴政對他科研生涯的干擾。加拿大基本上是個移民的國度，也有較好的科研環境，為赫茨貝格進一步展示才幹創造了條件。

赫茨貝格有創新意義的研究是從1945年開始的。1945年，他建立起分子光譜研究室，開始研究宇宙的分子光譜。他發現一些星球的大氣中含有氫氣，證實彗星上存在有水。他還在實驗室安裝了可進行吸收光程實驗的特長吸收管路，用於吸收光譜的研究。1948年他首次觀察到氫分子的吸收帶，成功的研究了氫、氮等穩定分子的結構。他最突出的成就則是在50年代到60年代初取得的。

赫茨貝格在運用光譜學闡明分子的電子結構和運動時，不可避免的遇到了自由基的問題。自由基又稱游離基，是一類具有不成對電子的化學物質，它可以是原子、分子，也可以是基團。有機自由基一般是作為活性中間體而短暫存在，可通過加熱或光照，使分子中的共價鍵的一對電子發生均裂反應而產生。自由基可根據它的穩定性而分為活潑自由基和穩定自由基。前者表現為很活潑，在反應過程中僅能瞬時存在，但它可誘發加成反應、取代反應、氧化還原反應。後者由於分子結構的特點而表現很穩定。自由基在研究分子結構和化學反應中都是十分重要的。

由於活潑的自由基在基態條件下壽命極短，很容易與其他分子發生迅速而猛烈地反應，所以很難搜集到足夠數量的自由基，對其進行光譜分析。1947年，英國劍橋大學伊曼紐爾學院化學教授諾里什（R.G.W.Norrish）和他的學生波特（G.Porter）將脈衝技術應用於光化學現象的研究，創立了閃光光解技術。用這種技術，他們可以準確的測定極短時間內發生的化學反應，從而在光化學和反應動力學研究上取得重要突破，為此他們榮獲了1967年諾貝爾化學獎。1950年，赫茨貝格也是應用閃光光解技術收集到他要研究的自由基的。他的第一個研究對象是NH₂自由基，他和他的同事通過閃光光解技術取得了NH₂自由基的吸收光譜，然後通過對吸收光譜的詳細研究，掌握NH₂分別處在基態和激發態時的鍵長、鍵角等結構要素。這一成果和方法為自由基的研究開闢了新的途徑。1956－1958年，赫茨貝格進一步開展對CH₃、CH₂這兩種最基本類型自由基的研究。在他之前，化學家斯特西（Steacie）曾以丙酮光分解進行CH₃自由基反應的研究，洛辛（Lossing）也對CH₃自由基離子化進行電壓測定工作。這兩項研究都是利用閃光光解技術生成CH₃，對於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定CH₃的吸收，結果實驗最終都失敗了。借鑑於上述兩人的經驗和教訓，赫茨貝格利用真空紫外分光儀，花了3年時間，終於獲得了成功。他不僅獲得了CH₃的吸收光譜，並證明CH₃的基態結構諸原子大體上是共面的，分子具有一定的對稱性。隨後，赫茨貝格從獲得的CH₂吸收光譜分析得知，自由基CH₂的基態在三線態時構型是直線的，而在外加電壓小於1電子伏時，則存在着構型為三角形的激發態，這一研究成果對於理解CH₂的反應有很大的幫助。

1960年，赫茨貝格發表了關於自由基的CH₃、CH₂的研究報告，立即贏得了化學界的高度評價，從而開創了自由基研究的新時代。此後，赫茨貝格和他的同事們採用光學、微波光譜、自旋共振和激光等方法，研究和測定了HCO、HNO、NCO等20多種多原子自由基的電子結構，極大的促進和豐富了有關自由基的結構資料和理論。自由基化學的建立和發展，不僅推動了化學動力學的發展，同時也是化學結構研究中不容忽視的一個組成部分。

外部連結

• 諾貝爾官方網站關于格哈德·赫茨貝格介紹 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）