高中化学第一章原子结构与性质原子结构与元素性质鲍林与电负性素材新.pdfVIP

鲍林

美国著名化学家，量子化学和结构生物学的先驱者之一。1954年因在化学键方面的工

作取得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖，成为获得

不同诺贝尔奖项的两人之一（另一人为居里夫人）；也是唯一的一位每次都是独立地获得诺

贝尔奖的获奖人。鲍林被认为是20世纪对化学科学影响最大的人之一，他所撰写的《化学

键的本质》被认为是化学史上最重要的著作之一。他以量子力学入手分析化学问题，结论却

以直观、浅白的概念重新阐述，即便未受量子力学训练的化学家亦可利用准确的直观图像研

究化学问题，影响至为深远，比如他所提出的许多概念：电负度、共振理论、价键理论、混

成轨域、蛋白质二级结构等概念和理论，如今已成为化学领域最基础和最广泛使用的观念。

1914年鲍林进入波特兰的华盛顿高中，高中的求学过程对鲍林影响深远，受到好友的

启发，鲍林开始对化学产生浓厚的兴趣。1917年家境贫寒的鲍林进入俄勒冈农学院攻读化

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学工程专业，1922年他获得学士学位。大学毕业后鲍林申请了加州理工学院的研究生，洽

逢美国物理化学学派的宗师诺伊斯刚刚从麻省理工学院来到加州理工学院，鲍林加入了诺伊

斯的研究团队，从事X-射线衍射法晶体结构的研究。在加州理工学院，鲍林接触到了热力

学、统计力学、动力学、量子力学等物理化学和物理学的基础理论。1925年鲍林以最优等

成绩获得物理化学和数学物理博士学位，毕业后的鲍林前往欧洲留学，当时的欧洲是量子理

论发展的中心，鲍林在那里接触到了当时物理学界和物理化学界的顶尖人物。1927年，鲍

林返回美国，哈佛大学和加州理工学院争相聘请他担任教职，哈佛大学甚至同意依照鲍林的

意思建立一个量子化学系，而在那个时代，量子化学还是世人闻所未闻的概念。但是鲍林最

终选择了加州理工学院，他在加州理工开设的第一门课程是“波动力学及其在化学上的应用”

后来他将这门课的讲义整理成文，于1935年出版了《量子力学导论——及其在化学中的应

用》这是历史上第一本以化学家为读者的量子力学教科书。鲍林在加州理工学院一直工作到

1963年，其间获得了1954年诺贝尔化学奖。1963年－1967年鲍林供职于加州圣巴巴拉民

主学院研究中心1967年－1969年任职于加州大学圣迭戈分校化学系，1969年－1973年任

职于斯坦福大学，1973年后，在以他名字命名的鲍林科学和医学研究所从事研究工作直到

1994年逝世。

（鲍林的大学毕业照）

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生物大分子结构和功能

1930年代中期，随着加州理工学院加强其再在生物学领域的发展，鲍林得以接触一批

生物学大师，期间鲍林对他原本没有兴趣的生物大分子结构研究产生了兴趣。鲍林在生物大

分子领域最初的工作是对血红蛋白结构的确定，并且通过实验首先证实，在得氧和失氧状态

下，血红蛋白的结构是不同的，为了进一步精确测定蛋白质结构，鲍林首先想到他早期从事

的X-射线衍射晶体结构测试的方法，他将这种方法引入到蛋白质结构测定中来，并且推导

了经衍射图谱计算蛋白质中重原子坐标的公式。至今通过蛋白质结晶，进行X-射线衍射实

验仍然是测定蛋白质三级结构的主要方法，人类已知结构的蛋白质大部分是经由这种方法测

定获得的。

结合血红蛋白的晶体衍射图谱，鲍林提出蛋白质中的肽链在空间中是呈螺旋形排列的，

这就是最早的α螺旋结构模型，有科学史学者认为沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模

型就是受到了鲍林的影响，而鲍林之所以没有提出双螺旋，是因为他在1950年代受到美国

麦卡锡主义的影响，错过了一次在英国举行的学术会议，没有能够看到一副重要的DNA晶体

衍射图谱。

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1951年鲍林结合他在血红蛋白进行的实验研究，以及对肽链和肽平面化学结构的理论

研究，提出了α螺旋和β折叠是蛋白质二级结构的基本构建单元的理论。这一