John Lennard-Jones

Sir John Edward Lennard-Jones KBE , FRS^[1] (27 de octubre de 1894 - 1 de noviembre de 1954) fue un matemático británico y profesor de física teórica en la Universidad de Bristol , y luego de ciencia teórica en la Universidad de Cambridge . Fue un pionero importante en el desarrollo de la química computacional moderna y la química teórica . ^[3]^[4]^[5^{] [6}^{] [7]}^[8]^[9]^[10]^[11]^[12]

Vida temprana y educación

Lennard-Jones nació como John Edward Jones el 27 de octubre de 1894 en Leigh , Lancashire, el hijo mayor de Mary Ellen y Hugh Jones, un agente de seguros. Se educó en la Leigh Grammar School, y luego estudió en la Universidad de Manchester , donde se graduó en 1915 con una licenciatura con honores de primera clase en matemáticas. ^[13] Después de servir en el Royal Flying Corps durante la Primera Guerra Mundial , donde se formó como piloto, estudió para obtener un Doctorado en Ciencias (DSc) en Matemáticas en Manchester, graduándose en 1922. Siguiendo el consejo de Sydney Chapman , solicitó con éxito una Exposición Senior de 1851 en Trinity College, Cambridge , donde fue supervisado por Ralph H. Fowler y se graduó con un segundo doctorado en 1924.

Carrera

Lennard-Jones es muy conocido entre los científicos por su trabajo sobre la estructura molecular , la valencia y las fuerzas intermoleculares . Gran parte de la investigación sobre estos temas a lo largo de varias décadas surgió a partir de un artículo que publicó en 1929. ^[6] Sus teorías de los líquidos y de la catálisis de superficie también siguen siendo influyentes. Escribió pocos artículos, aunque influyentes.

Su principal interés era la estructura atómica y molecular, especialmente las fuerzas entre partículas atómicas, la naturaleza de los enlaces químicos y cuestiones tan básicas como por qué el agua se expande cuando se congela. Ocupando la primera cátedra de química teórica en el Reino Unido (en la Universidad de Cambridge ), estableció una escuela de investigación que aplicaba a los fenómenos de la física y la química orgánica nuevos conceptos de la mecánica cuántica y las interacciones de partículas subatómicas. El departamento atrajo a muchos científicos y matemáticos notables, entre ellos SF Boys , CA Coulson , GG Hall , A. Hurley y J. Pople .

Los átomos de un gas noble interactúan a través de un potencial en el que una fuerza de atracción de van der Waals equilibra una fuerza de repulsión que resulta de la superposición de las órbitas de los electrones . Una aproximación bien conocida a este potencial es el llamado potencial de Lennard-Jones , ^[14]^[15] una descripción de la energía potencial como una función de la separación de los átomos. El Laboratorio Lennard-Jones, que también lleva su nombre, alberga la Escuela de Química y Física de la Universidad de Keele . La Royal Society of Chemistry otorga una Medalla Lennard-Jones ^[16] y organiza la conferencia Lennard-Jones cada dos años.

La Universidad de Keele posee una colección de trabajos publicados de Lennard-Jones, así como un laboratorio que lleva su nombre. Las notas de clase recopiladas por el profesor CA Coulson de 1928 a 1932, que se conservan en la Biblioteca de la Universidad de Cambridge , registran las conferencias de Lennard-Jones. Coulson escribió: "Sospecho que estas son las primeras conferencias sobre química teórica (o quizás más exactamente sobre química cuántica ) que se habían dado en Gran Bretaña". Los documentos privados de Lennard-Jones se conservan en el Churchill Archives Centre , en Cambridge. ^[17]

El 26 de agosto de 1925 se casó con Kathleen Mary Lennard y añadió su apellido al suyo para convertirse en Lennard-Jones. La pareja tuvo dos hijos, John y Mary. Murió de cáncer en Stoke-on-Trent el 1 de noviembre de 1954. ^[13]

Resumen de fechas biográficas clave

1894 Nació en Leigh , Lancashire , como John Edward Jones, y estudió en la Leigh Grammar School, donde se especializó en clásicos .
1912 Estudió matemáticas como estudiante en la Universidad de Manchester.
1915–18 Servicio en la Primera Guerra Mundial en el Royal Flying Corps
1919–22 Estudios para obtener el grado de Doctor en Ciencias y conferencias sobre Matemáticas en la Universidad de Manchester.
1922 Recibe el título de Doctor en Ciencias en Manchester.
1922–4 Estudiante de investigación con una exposición de último año en Trinity College, Cambridge , supervisada por Ralph H. Fowler . Sydney Chapman, entonces profesor de matemáticas en Manchester, había sido profesor en Trinity en 1914 y le aconsejó a Jones que se postulara allí.
1924 Recibe el título de Doctor en Ciencias en Cambridge. Propone una ley de fuerza interatómica semiempírica .
1925 Se casa con Kathleen Lennard y añade el apellido de su esposa al suyo para convertirse en Lennard-Jones.
1925–32 Profesor de Física Teórica, Universidad de Bristol
El artículo de 1929 ^[6] presenta la aproximación de combinación lineal de orbitales atómicos para orbitales moleculares.
1929 Trae a Bristol a Gerhard Herzberg ( Premio Nobel de Química 1971 ) para estudiar espectros de moléculas di- y poliatómicas .
1930–2 Decano de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Bristol
En el artículo de 1931 ^[7] se introduce un método para las ecuaciones del campo autoconsistente (SCF) atómico. Se propone el potencial de Lennard-Jones .
1932–53 John Humphrey Plummer Profesor de Química Teórica , Universidad de Cambridge . Fundó la sección de química teórica del Laboratorio Químico de la Universidad de Cambridge.
El artículo de 1934 ^[8] aplica la teoría de grupos para explicar las energías y estructuras de los radicales libres de hidrocarburos.
1933 Elegido miembro de la Royal Society ^[1]
1934 El estudiante de posgrado Charles Coulson (en 1972 el primer profesor de Química Teórica de la Universidad de Oxford ) completa su doctorado.
Documento de 1937 ^[18] sobre hidrocarburos conjugados
1937 Primer Director del Laboratorio de Matemáticas de la Universidad de Cambridge (ahora Departamento de Ciencias de la Computación y Tecnología ) con Maurice Wilkes como investigador.
1939 Al estallar la guerra, fue asignado como Superintendente Jefe de Investigación de Armamento al Ministerio de Abastecimiento, que se hizo cargo del laboratorio matemático para cálculos balísticos , y formó un equipo de matemáticos para este propósito.
1942–5 Director General de Investigación Científica (Defensa), Ministerio de Abastecimiento
1942–7 Miembro del Consejo Asesor del Departamento de Investigación Científica e Industrial.
1946 Fue nombrado caballero (KBE) y regresó a Cambridge.
1947–53 Presidente del Consejo Asesor Científico del Ministerio de Abastecimiento
1948-50 Presidente de la Sociedad Faraday
El artículo de 1949 ^[9] justifica el uso de orbitales diatómicos solo para electrones de valencia al mostrar que la función de onda determinante es invariante bajo transformaciones unitarias que podrían transformar con precisión los orbitales moleculares en orbitales equivalentes localizados.
El artículo de 1950 ^[10] define completamente los orbitales moleculares como funciones propias del hamiltoniano SCF
1951 El estudiante de posgrado John Pople ( Premio Nobel de Química en 1998 ) completa su doctorado.
1953 Se le concedió la Medalla Davy de la Royal Society por su trabajo sobre la aplicación de la mecánica cuántica a la teoría de la valencia y al análisis de la estructura de los compuestos químicos.
1953 Sucede a Alexander Lindsay como director del University College of North Staffordshire (actualmente Universidad de Keele ). Mantiene correspondencia con Linus Pauling sobre la necesidad de que en Inglaterra haya más universidades e institutos de tecnología.
1954 Doctor honoris causa en ciencias por la Universidad de Oxford ; muere en Stoke-on-Trent , a los 60 años.

Premios y honores

El Centro Lennard-Jones ^[19] de la Universidad de Cambridge lleva su nombre.

La escuela de química/química médica y física de la Universidad de Keele lleva su nombre.

Referencias

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^ abc Mott, NF (1955). "John Edward Lennard-Jones 1894–1954". Memorias biográficas de miembros de la Royal Society . 1 : 174–184. doi : 10.1098/rsbm.1955.0013 .
^ Mehra, Jagdish ; Rechenberg, Helmut (2001). El desarrollo histórico de la teoría cuántica: ecuaciones fundamentales de la mecánica cuántica y la recepción de la nueva mecánica cuántica. Springer. pág. 58. ISBN 978-0-387-95178-2.
^ abc John Lennard-Jones en el Proyecto de Genealogía Matemática
^ Jones, JE (1924). "Sobre la determinación de campos moleculares. I. A partir de la variación de la viscosidad de un gas con la temperatura". Actas de la Royal Society A: Ciencias matemáticas, físicas e ingeniería . 106 (738): 441–462. Bibcode :1924RSPSA.106..441J. doi : 10.1098/rspa.1924.0081 .
^ Jones, JE (1924). "Sobre la determinación de campos moleculares. II. A partir de la ecuación de estado de un gas". Actas de la Royal Society A: Ciencias matemáticas, físicas e ingeniería . 106 (738): 463–477. Bibcode :1924RSPSA.106..463J. doi : 10.1098/rspa.1924.0082 .
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^ ab Lennard-Jones, JE (1931). "Funciones de onda de átomos de muchos electrones". Actas matemáticas de la Sociedad filosófica de Cambridge . 27 (3): 469–480. Código Bibliográfico :1931PCPS...27..469L. doi :10.1017/S0305004100010057. S2CID 123262522.
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^ Retratos de John Lennard-Jones en la National Portrait Gallery, Londres
^ ""El artículo de Lennard-Jones de 1929 y los fundamentos de la teoría de orbitales moleculares" por George G. Hall, Adv. Quant. Chem. 1991, 22, 1". www.quantum-chemistry-history.com .
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^ Fischer, Johann; Wendland, Martin (octubre de 2023). "Sobre la historia de los potenciales intermoleculares empíricos clave". Fluid Phase Equilibria . 573 : 113876. Bibcode :2023FlPEq.57313876F. doi : 10.1016/j.fluid.2023.113876 . ISSN 0378-3812.
^ Lenhard, Johannes; Stephan, Simon; Hasse, Hans (junio de 2024). "Sobre la historia del potencial de Lennard-Jones". Annalen der Physik . 536 (6). doi :10.1002/andp.202400115. ISSN 0003-3804.
^ "Grupo de Mecánica Estadística y Termodinámica".
^ "Los documentos de Sir John Edward Lennard-Jones | ArchiveSearch". archivesearch.lib.cam.ac.uk . Consultado el 18 de octubre de 2021 .
^ Lennard-Jones, JE (1937). "La estructura electrónica de algunos polienos y moléculas aromáticas. I. La naturaleza de los enlaces por el método de los orbitales moleculares". Actas de la Royal Society A: Ciencias matemáticas, físicas e ingeniería . 158 (894): 280–296. Bibcode :1937RSPSA.158..280L. doi : 10.1098/rspa.1937.0020 .
^ "El Centro Lennard-Jones – Centro Lennard-Jones". ljc.group.cam.ac.uk .