Chapter 8_G.N. Lewis

 20세기의 위대한 화학자 중의 한 명인 G.N. Lewis의 대해 알아보자. Lewis구조로 잘 알려진 화학자로 20세기 초반을 대표하는 미국의 물리화학자로 현대 화학의 여러 핵심 개념을 정립한 버클리 대학의 교수였다. 이 Lewis의 대해 간략하게 알아보자. 

G.N. Lewis (Gilbert Newton Lewis, 1875–1946)

♠ 간략한 생애

• 출생: 1875년 10월 23일, 미국 매사추세츠주
• 사망: 1946년 3월 23일, 미국 캘리포니아주 (자연사 or 사고사 여부는 논란 있음)
• 소속: 캘리포니아 대학교 버클리 (UC Berkeley)에서 오랫동안 교수로 재직

출처: ACS Symposium SeriesVol. 1262, Chapter 6pp 107-120

♠ 주요 업적 :

  1) 루이스 점 구조 (Lewis Dot Structure)

• 화학 결합을 전자쌍으로 설명한 방식
• 오늘날 유기화학, 무기화학에서 광범위하게 사용
• 결합 전자쌍(공유 결합)과 비공유 전자쌍 개념을 시각적으로 제시

  2) 전자쌍 공유 이론

• 1916년에 발표한 논문에서, 원자들이 전자쌍을 공유해 결합한다는 이론 제안
• 이 이론은 나중에 양자화학과 오비탈 이론의 기초로 이어짐

  3) 산-염기 이론 (루이스 산-염기 이론)

• 브뢴스테드-로우리 이론보다 더 일반적인 개념
• 루이스 산: 전자쌍을 받는 물질
• 루이스 염기: 전자쌍을 주는 물질
• 이 이론은 금속 촉매 반응, 무기화학 등 광범위한 분야에서 매우 중요

 4) 열역학과 활동도(activity) 개념 도입

• 화학 평형을 설명할 때 사용되는 활동도 개념을 도입
• 열역학적 접근으로 용액의 거동을 해석하는 데 큰 기여

 5) 광화학 및 양자화학 초기 연구

• 형광, 인광, 그리고 광화학 반응에 대한 실험적 연구
• 아인슈타인의 광양자 이론의 실험적 뒷받침을 제공하기도 함

♠ 제자 및 영향

• 그의 제자 중 한 명인 Glenn T. Seaborg는 플루토늄을 발견하고 노벨상을 수상함.
• Lewis는 본인은 노벨상을 수상하지 못했지만, 많은 화학자들에게 지대한 영향을 줌.

출처: ACS Symposium SeriesVol. 1262, Chapter 6pp 107-120

그런데, Lewis의 생애를 보면, 위의 언급한 것처럼 자연사인지 사고사 관련해서는 논란이 있는데, 어떠한 이유로 그런지 알아보자.

 

♠ 사망 당시 상황

• 사망일: 1946년 3월 23일
• 장소: 그의 연구실, UC Berkeley
• 발견: 연구실 바닥에서 청산가스(cyanide gas) 흡입 흔적과 함께 발견됨
• 공식 보고: "심장마비에 의한 사망"으로 발표

♠ 의심과 논란의 배경 

  1. 실험 중 사고 가능성

• 루이스는 생전에 청산가스를 다루는 실험을 종종 했기 때문에, 사고로 노출되었을 가능성 있음.

  2. 자살설

• 그의 죽음 직전에 다소 우울해 보였다는 동료들의 증언
• 몇 년 전부터 노벨상을 수차례 놓친 것에 대해 좌절감을 느꼈다는 설이 있음
• 평소 관계가 껄끄러웠던 Irving Langmuir(노벨 화학상 수상자)와의 경쟁도 심리적으로 영향을 줬다는 해석도 존재 함.

출처: ACS Symposium SeriesVol. 1262, Chapter 6pp 107-120

 

3. 자연사 vs. 돌연사?

• 공식적으로는 심장마비로 정리되었지만, 많은 동료 화학자들은 “심장마비라고 보기엔 상황이 이상했다”고 느꼈다는 증언이 있음.
• 특히 실험실에서 청산가스를 사용하는 날이었다는 점이 미심쩍게 받아들여지기도 함.

  물론, 여러가지 일 들이 발생 될 수 있는 것이 실험실 생활이겠지만, 그냥 하나의 이슈 정도로만 알았음 한다. 이 글을 만드는 것 역시, 세부적인 것보다는 이 인물이 이렇다라고 하기 위한 것이니, 너무 깊이 생각 안하고 재미있게 읽었으면 된다. 이유는 Chapter 8의 이 물리화학자의 대해 언급하기 때문이다. 물론, 위와 같은 논란은 나오지 않지만, 그래도 알고 있으면 좋지 않겠는가? 다음 사진은 Chat GPT에 요청해 봤다. 위대한 물리화학자를 현대 사진으로 재조명 표현해 달라고 했는데, 더 멋있는 것 같다. 

G.N. Lewis by ChatGPT