تیلر، هیو استات

[hiu stat teylƏr]
Hugh stott Taylor
(ت. سنت هِلِنز، لنکاشر، انگلستان، 17 بهمن 1268/ 6 فوریه‌ی 1890؛ و. پرینستن، نیوجرزی، 28 فروردین 1353/ 17 آوریل 1974)، شیمی فیزیکی.
هیواستات تیلر سومین فرزند جیمز و اِلِن استات تیلر بود. پدرش متخصص فن شیشه گری و مادرش معلم دبستان بود. تیلر، مانند پدر و مادرش، پیرو مذهب کاتولیک رومی بود. پس از فراغ از مدرسه در سنت هلنز، به دانشگاه لیورپول راه یافت (از 1285 تا 1291)، و در آنجا درجه‌ی لیسانس علوم را در 1288، فوق لیسانس را در 1289، و، چنان که آثار پژوهشی انتشار یافته‌ی او شهادت می دهند، دکتری علوم را در 1293 گرفت. به توصیه‌ی ف. ج. دانن، استاد شیمی فیزیکی در لیورپول، تیلر به منظور مطالعه با اسوانته آرنیوس نخست به استوکهولم رفت (1291-1292) و سپس برای کار با ماکس بودنشتاین رهسپار هانور شد (1291-1293). در 1293، تا حدی به سفارش جیمز کِندال، دوست دانشجویش در استوکهولم، به عنوان مربی شیمی در دانشگاه پرینستن استخدام شد و باقیمانده‌ی عمر خود را در آنجا سپری ساخت. او در 1298 با ایلیزبث سایِر از اهالی ساوث پورت ازدواج کرد. آنان صاحب دو دختر شدند.
پیشرفت تیلر در دانشگاه سریع بود؛ در 1300 دانشیار و در 1301 استاد صاحب کرسی شد. از 1305 تا 1330 ریاست بخش شیمی، و در فاصله‌ی 1324 تا 1337 ریاست دانشکده‌ی تحصیلات تکمیلی را داشت. در سال 1332 لقب اشرافی (دارنده‌ی نشان امپراتوری بریتانیا) را یافت. سرانجام، نخستین رئیس «بنیاد ملی کمک هزینه های تحصیلی وودرو ویلسن» شد (1337-1348).
تیلر شیمیدانی دقیق، زحمتکش، و با نظم بود. به قضاوت او احترام می‌گذاشتند و از آن پیروی می‌کردند. او در حدود سیصد گزارش و مقاله‌ی علمی نوشت و به فعالیت انتشاراتی ارزشمندی دست زد. کار تحقیقی او در شیمی معدنی و تعادل فاز به راهنمایی شاگرد دانن، هنری بَسیت کهتر، در لیورپول آغاز شد و در استوکهولم به راهنمایی آرنیوس در موضوع تأثیر نمکهای خنثی بر آبکافت استرها، با واکنشیاری با اسید، ادامه یافت. فعالیت واکنشیاری اسید ئیدرو کلوریک با اضافه کردن کلورور پوتاسیوم افزایش می‌یافت. با بهره گیری از این نتیجه، تیلر رابطه‌ای بین ثابت واکنشیاری و ثابت تفکیک اسید بدست آورد که تا اندازه‌ای پیشاهنگ معادله‌ی برونستِت- پدرسون در حالت کلی واکنشیاری اسید بود.
در آزمایشگاه بودنشتاین، تیلر، که اثر ذرات آلفا بر روی مخلوطی از گازهای کلر و هیدروژن را مطالعه می‌کرد، تجربه‌ی زیادی در فن ایجاد خلأِ بالا آموخت. در این آزمایش تعداد زیادی مولکول کلورور ئیدروژن به ازای هر زوج یونِ تشکیل یافته تولید شده بود؛ و نتایجی که تیلر بدست آورد با نتایجی که در 1292 بودنشتاین و دوکس از همان واکنش و به وسیله‌ی تحریک نوراشیمیایی یافته بودند قابل مقایسه بود. بودنشتیان خود در آغاز این واکنش را رشته‌ای از زنجیره‌ی یونی تعبیر کرد. اما پس از او. هـ. و. نِرنست در 1297 چنین اظهارنظر کرد که واکنش مذکور رشته‌ای از زنجیره‌ی اتومی است، نظری که اکنون پذیرش همگانی یافته است.
در پرینستن تیلر از طرف استادش، ا. هالِت، تشویق شد تا داده‌های گرماشیمیایی را تعیین کند و قضیه‌ی گرمایی نِرنست را با استفاده از پیلهای برقی به محک آزمایش بزند. اما بخش عمده‌ی مطالعات تیلر به جذب سطحی گازها و واکنشیاری ناهمگن اختصاص یافت. شاید کار پژوهشی تیلر در زمان جنگ جهانی اول در برانگیختن این علاقه‌ی او به مطالعه‌ی واکنشیاری تأثیر داشته است. در 1296 تیلر به مدت دو سال در کالج دانشگاهی لندن به دانن پیوست و با ا. ک. ریدیل به تهیه‌ی مصنوعی گازهای co2 و H2 پرداخت تا از ئیدروژن بدست آمده برای تهیه‌ی آمونیاک استفاده کند. این کار از طریق واکنش جابه جایی آب- گاز co+H2o co2+H2 انجام گرفت، که در آن واکنشیار اوکسید آهن/ اوکسید کرومِ همرسوب شده را بکار برده بودند.
در 1299 تیلر و همکارانش در پرینستن به پژوهش درباره‌ی جذب سطحی گازها بر روی فلزات مشغول شدند تا نحوه‌ی عمل واکنشیار را روشن سازند. ویژگی جذب سطحی از راه اندازه گیری گرمای جذب ئیدروژن بر سطح در فلز نیکل و مس آشکار گردید. دیده شد که این نوع جذب هم به نوع گاز و هم به فلز مورد استفاده در آزمایش بستگی دارد، و یک فرآیند مایع شدن ساده نیست. همچنین معلوم شد که موادّ واکنشیار در عمل خود کاملاً ویژه‌اند، و نسبت به گرما دیدن، کلوخه سازی، و مسمومیتها (آلودگی با مواد دیگر) بسیار حسّاسند. در یک گزارش جالب توجه که در 1304 منتشر شد، تیلر بر این نکته تأکید گذاشت که سطح واکنشیار ناهمگن است و تنها جزئی از آن سطح که در معرض جذب قرار می‌گیرد می‌تواند فعال باشد؛ او عمل واکنشیاری را به اتومهای واقع در گوشه ها، کناره ها، یا رویه‌های بلورهای فلزی ارتباط داد، و این جایگاه ها را «مراکز فعال» نامید. تیلر عقاید اروینگ ( )لنگمیور درباره‌ی جذب سطحی را بسط داد و این عقیده را پیش نهاد که چندین مولکول گازی ممکن است بر یک جایگاه جذب شوند و ممکن است در آنجا بر همکنش داشته باشند.
در 1309 و 1310 درک بیشتری در مورد سازوکار واکنشیاری ناهمگن حاصل شد؛ تیلر اظهار داشت که ممکن است جذب سطحی گازها به وسیله‌ی جامدات عمل بسیار کُندی باشد. او بین دو نوع جذب سطحی و مولکولهای گازی دو اتومی فرق گذاشت. اول، جذب سطحی مولکولی ضعیف اما سریع که منشأ آن نیروهای وان در والس است، و جذب سطحی فیزیکی است. دوم، جذب سطحی تفکیک کننده‌ی قویتر که باعث پدید آمدن اتومهای گازی بر روی سطح واکنشیار می‌شود. این جذب سطحی شیمیایی است، و نوعی کارمایه‌ی فعالسازی را ایجاب می‌کند که با کارمایه‌ی برهمکنشهای شیمیایی قابل قیاس باشد. او تأکید داشت که جذب سطحی فعال شده در فهم سازوکار واکنشیاریِ ناهمگن نقش بنیادینی دارد. در 1310 تیلر و ا. ت. ویلیامسن شواهدی برای انواع گوناگون جذب سطحی فعال شده‌ی ئیدروژن بر روی سطوح اوکسید منگنز/ اوکسید کروم بدست آوردند. تیلر در دهه‌ی 1310 از طریق واکنشهای تعویض ایزوتوپی با ئیدروژن و دوتریوم دلایل بیشتری در تأیید جذب سطحی فعال شده بدست آورد.
طی همان دوره تیلر به پژوهش درباره‌ی واکنشهای گازی همگن و نوراشیمی ادامه داد. تیلر و ا. ل. مارشال با استفاده از حساس کردن نوری برای برانگیختن اتومهای جیوه مولکولهای ئیدروژن را به اتوم تجزیه کردند و واکنشهای آنها را مورد بررسی قرار دادند. در 1304 تیلر نشان داد که اتیلن بسرعت با یک اتوم ئیدروژن واکنش نشان می‌دهد و یک بنیان اتیل پدید می‌آید: c2H4+H c2+ H5. سپس این بنیان اتیل با یک مولکول ئیدروژن ترکیب می‌شود و هم اتان پدید می‌آید و هم یک اتوم ئیدروژن تا کل فرآیند تکرار گردد: c2H5+H2 c2H6+H. این یکی از اولین نمونه‌های بنیانهای آزاد آلی که در واکنشهای شیمیایی به صورت حاملهای زنجیری عمل می‌کنند بود. تیلر و مارشال همچنین نشان دادند که واکنشهای زنجیره‌ای بنیان آزاد بین ئیدروژن و مونوکسید کربون موجب تولید فورمالدیئد می‌شوند. در 1305 تیلر و ر. بیتس اتیلن را به پولی اتیلن مایع برگرداندند، و این طلیعه‌ی تولید پولی اتیلن صنعتی بود. واکنشی که از لحاظ تجارتی سودمند بود و در 1214 در مطالعه‌ی تیلر و تورکویچ قرار گرفت ئیدروژن زدایی و تشکیل حلقه‌ای (ring closure) هپتان برای ساختن تولوئن با استفاده از واکنشیار ژِلی اوکسید کروم بود.
در دهه‌ی 1310 تیلر یکی از نخستین شیمیدانانی بود که آب سنگین را در مقیاسی معقول تولید کردند. این تجربه در 1320 و 1321، زمانی که وی در زمینه‌ی تولید زیاد آب برای طرح منهتن کار می‌کرد، تجربه‌ای ارزشمند بود. از 1322 تا 1324 دوباره با آزمودن آماریِ موادّ حائل نیکلی جدید برای جداسازی اورانیوم 235 از اورانیوم 238 از طریق پخش تدریجی هگزافلورنور اورانیوم، با طرح منهتن همکاری کرد.

کتابشناسی

یکم. کارهای اصلی.

Catalysis in Theory and practice (لندن، 1919؛ چاپ دوم، لندن و نیویورک، 1926)، با همکاری ا. ک. ریدیل؛ Fuel production and utilization (لندن و نیویورک، 1920)؛ Industrial Hydrogen (نیویورک، 1921؛ چاپ دوم، نیویورک، 1931)؛ A Treatise physical chemistry (ویراستار و مقاله نویس)، 2 جلد (نیویورک، 1924؛ چاپ سوم، با ویراستاری س. گلاستون، 1942-1951)؛ «photosensitization and the Mechanism of chemical Reactions»، در TFS، 21 (1925)، 560-568؛ Elementary physical chemistry (نیویورک، 1927؛ چاپ سوم، با همکاری هـ. ا. تیلر، نیویورک، 1942)؛ «Fundamental science from phlogiston to cyslotron»، در کتاب Molecular Films, cyclotron and the New Biology (نیوبرانزویک، نیوجرزی، 1942؛ تجدید چاپ، 1946)، با همکاری اروینگ لنگمیور و ارنست ا. لارنس؛ physical Measurments in Gas Dynamics and combustion، ویراسته‌ی ب. لوئیس و ر. ن. پیز (پرینستن، 1954)؛ Science in progress، ویراستار دوره‌های دهم و یازدهم (نیو هیون، 1957-1960).

دوم. خواندینهای فرعی.

«Hugh stott Taylor»، از م. کمبال، در BMFRS، 21 (1975)، 517-547، شامل یک کتابشناسی کامل. سوگنامه ها مندرجند در Nat، 251 (1947)، 266؛ و CBr، 11 (1975)، 370-371.
منبع مقاله :
گیلیپسی، چارلز کولستون؛ (1387)، زندگینامه علمی دانشوران، ترجمه: احمد آرام... [و دیگران]، تهران: انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ نخست