НОБЕЛОВИ ЛАУРЕАТИ / 1983 г. / ХИМИЯ / ХЕНРИ ТАУБЕ

Хенри Таубе (Henry Taube)

30 ноември 1915 г. – 16 ноември 2005 г.

Нобелова награда за химия

(За работата му по механизмите на реакциите на електронен пренос, особено в металните комплекси.)

Канадско-американският химик Хенри Таубе е роден в Нойдорф (провинция Саскачеван, Канада) в семейството на Албертина (Тайдетски) Таубе и Самуел Таубе. Като завършва местното училище той постъпва в Саскачеванския университет, където през 1935 г. получава степента бакалавър по природни науки, а две години по-късно става магистър. След това Таубе продължава заниманията си в Калифорнийския университет в Бъркли и през 1940 г. му е присъдена докторска степен по химия. Оставайки в Бъркри като преподавател, той води в продължение на две години курс по химия на студентите от последната година. През 1941 г. Таубе заема длъжността асистент-професор в Корнелския университет и през същата година получава американско гражданство. От 1946 до 1961 г. преподава в Чикагския университет, където по-късно, като става професор, ръководи от 1956 до 1959 г. химическия факултет. От 1962 г. Таубе е професор по химия в Станфордския университет, а през 1978 г. оглавява там химическия факултет.

Още през периода, когато започва да води висш курс по химия в Чикагския университет, го привличат възможностите, които предоставя изследователската работа. Подобно на много други химици в годините, предшестващи Втората световна война, Таубе проявява интерес към откритите радиоактивни изотопи, наречени радиоизотопи. Радиоизотопите излъчват радиоактивни частици – алфа-, бета- или гама-лъчи, които могат да се открият с помощта на сцинтилационни броячи. Използването на радиоизотопите опростява провеждането на експериментални изследвания в областта на естествените науки и разширява техните възможности. Например въглерод-14 (радиоизотоп на въглерод-12) съдържа в ядрото на атома си 2 излишни протона и излъчва бета-частици (електрони). Ако се въведе въглерод-14 в съдържаща въглерод молекула, може лесно да се открие и да се определи количеството му в експерименталните системи.

В Корнелския и Чикагския университет Таубе разработва нови експериментални методи, при които радиоизотопите се използват за количествено измерване и по-нататъшно описание на механизмите на окислително-възстановителните и заместителните реакции. При заместителните реакции се пренася атом от една молекула към друга, а при окислително-възстановителните реакции се пренасят електрони. Загубата на електрони се нарича окисляване, придобиването на електрон – възстановяване. Към 1940 г. качествените аспекти на окислително-възстановителните реакции са добре известни. Наличието на изкуствено получени радиоизотопи означава, че скоростта на окислително-възстановителните реакции може да се измери с помощта на изотопни индикатори.

Таубе се интересува особено от координационните съединения (описани за първи път от Алфред Вернер), в които централният атом или йон е заобиколен от група атоми, наречени лиганди. В химията на координационните съединения голямо внимание се обръща на изучаването на химичните връзки и реакциите на металите. Металите се различават от неметалите по това, че в техните атоми един или повече електрони са свързани слабо с ядрото и се откъсват лесно, в резултат от което атомът на метала се превръща в положително зареден йон. През 40-те години Таубе доказва, че металните йони в разтвор образуват химични връзки с молекулите вода – с други думи, молекулите вода действат като лиганди. Подобно предположение е предлагано и по-рано, но не е доказано. Таубе описва също така взаимната връзка, съществуваща между скоростите на окислително-възстановителните реакции, скоростите на реакциите на заместване на лигандите и електронните конфигурации на металите и комплексите от метали.

Таубе доказва, че съществува значителна корелация между електронната структура на определени преходни метали (метали, притежаващи както метални, така и неметални свойства) и скоростите на реакциите на заместване на лигандите. В публикувана през 1952 г. статия той предлага концепцията за преноса на вътрешния трисферен атом и външносферния електрон. Днес е известно, че двата механизма участват в процеса на пренос на енергията в най-различни биологични системи.

Заедно със своя колега Хауърд Майерс ученият публикува през 1954 г. в „Списание на Американското химическо дружество“ („Journal of the American Chemical Society“) статия за окислително-възстановителните реакции на координираните съединения. В нея Таубе описва механизма на възстановяване от хром във воден разтвор на йонен комплекс от метал, съдържащ кобалт, и също така съобщава, че преминаването на електрон от хрома към кобалта се извършва от междинно съединение, в което хлоридът временно образува така наречения мост. До работата на Таубе за възстановяване на един метален йон от друг е известно само това, че електроните се пренасят от хрома към кобалта и че хлоридните йони се пренасят от кобалта към хрома. Концепцията на Таубе за междинния мост обяснява по какъв начин протича тази реакция.

През 1969 г. Таубе заедно с друг свой колега, Карол Кройц, получава и описва нов вид положително зареден йон. Наречен катион със смесена валенция, той се състои от два атома рутений (метален елемент, съдържащ се в платиновата руда), всеки от който е свързан с пет молекули молекули амоняк чрез пиразинов пръстен, образуващ мост между йонните комплекси. Този катион със смесена валенция, известен днес като йон на Кройц-Таубе, е използван от Таубе и неговите колеги през 70-те години за проучване на скоростите и механизмите на вътрешномолекулярния пренос на електрона при окислително-възстановителните реакции. Проведеното от тях изследване на връзката между скоростите на реакциите на заместване на атомите кислород и електронната структура на преходните метали внася определен принос в разбирането (от гледна точка на квантовата механика) на хидроксилирането и цитохромферментните системи.

През 1976 г. Таубе и неговите колеги получават комплекс технеций, който днес се използва като белязана молекула в клиничната радиоактивна медицина. Те проучват също така химията на осмия и други комплекси на рутения и представят първия комплекс с базисен мост за по-нататъшно изясняване на структурните детайли на химичната връзка между металите и техните лиганди.

През 1952 г. Таубе се жени за Мери Елис Уесч. Семейството има двама синове е две дъщери. Свободното си време ученият прекарва в колекциониране на записи и в работа в градината.

Освен с Нобелова награда Таубе е удостоен с медала Чарлз Фредерик Чандлър на Колумбийския университет (1964 г.), с медала Уилърд Гибс на Американскота химическо дружество (1971 г.), с националния медал „За научни постижения“ на Националния научен фонд (1977 г.), с медала Байлър на Илинойския университет (1983 г.), с наградата за химия на американската Национална академия на науките (1983 г.) и с медала Пристли на Американското химично дружество (1984 г.). Ученият е член на американската Национална академия на науките, на Американската академия на науките и изкуствата, на Американското философско дружество и на Кралското физиографско дружество „Лунд“ Има почетни степени отг Саскачеванския университет, от Еврейския университет в Ерусалим и от Чикагския университет.

Превод от руски: Павел Б. Николов