Linus Pauling
Kindheit und Jugend
LINUS CARL PAULING (1901-1994) war der Sohn einer deutschen Einwandererfamilie. Der Vater, HERMANN PAULING, war Apotheker und starb schon früh im Alter von 33 Jahren, als LINUS gerade 9 war. Seine Mutter, LUCY ISABELLE DARLING, hatte mit 29 Jahren die schwere Aufgabe LINUS und seine beiden jüngeren Schwestern zu versorgen. Mit 13 Jahren wurde sein Interesse für Chemie geweckt, als ein Schulfreund ihm vorführte, wie mit Schwefelsäure übergossener Zucker zu rauchender schwarzer Kohle verwandelt wurde. Er besuchte die Washington High School und war ein herausragender Schüler trotz verschiedener Gelegenheitsjobs, darunter das Ausliefern von Milchflaschen und das Vorführen von Filmen. LINUS PAULING hatte so viele Kurse in Mathematik und Naturwissenschaften belegt, dass er in seinem letzten Schulsemester noch zwei Kurse in Geschichte belegen musste. Es wurde ihn nicht erlaubt beide Kurse parallel zu belegen, was dazu führte, dass er mit 16 Jahren die Schule verließ - ohne Abschlusszeugnis.
PAULING arbeitete dann als Maschinistenlehrling mit einem Gehalt von 50 Dollar pro Monat, träumte aber von einer Hochschulausbildung zum Chemieingenieur. Seine Mutter verstand nicht, warum er seine lukrative Arbeit gegen ein Studium eintauschen wollte, doch LINUS meldete sich am Oregon Agricultural College in Portland an - und wurde aufgenommen.
Wissenschaftlicher Werdegang
Im Jahre 1917 startete er seine Ausbildung im Fach Chemische Verfahrenstechnik an der heutigen Oregon State University und schloss 1922 mit dem Bacchelor of Science (BS) ab. Mit 22 Jahren heiratete er AVA HELEN MILLER. Zwei Jahre später (1925) promovierte er am California Institut of Technology in Pasadena und erhielt noch im selben Jahr eine Anstellung als Forschungsmitarbeiter für quantitative Analysen. Zwischen 1926 und 1927 besuchte er als Guggenheim-Stipendiat die Laboratorien der damaligen Elite der Physik an den Universitäten in München (ARNOLD SOMMERFELD, 1868-1951), Zürich (ERWIN SCHRÖDINGER, 1887-1961) und Kopenhagen (NIELS HENDRIK DAVID BOHR, 1885-1962).
Nach seinen „Wanderjahren“ wurde er Professor für theoretische Chemie (1927-1931), dann für Chemie (1931-1963) am California Institut of Technology in Pasadena. Dort hatte er seine größten wissenschaftlichen Erfolge. Zwischen 1936 und 1956 war er gleichzeitig Direktor der Gates and Crellin Laboratories, die dem Technischen Institut angeschlossen waren. Während des zweiten Weltkriegs (1942-1945) war PAULING in der Studienkommission für Nationale Sicherheit, Abteilung für Explosivstoffe, in leitender Position beschäftigt, dafür wurde ihm 1948 die Ehrenmedaille des Präsidenten verliehen. Zwischen 1963 und 1967 nahm er eine Forschungsprofessur für physikalische und biologische Wissenschaften am Center for Study of Democratic Institutions an. Anschließend war er von 1967 bis 1969 Professor für Chemie an der California State University in San Diego. Anschließend war PAULING bis 1973 als Professor für Chemie an der Stanford University in Palo Alto tätig.
1967 erhielt PAULING einen Ruf an die University of California in San Diego. Ab 1969 bis 1973 forschte und unterrichtete er an der Stanford-Universität in Palo Alto, California. Dort gründete er 1973 sein eigenes Linus Pauling Institute of Science and Medicine.
Seine Frau AVA HELEN PAULING starb im Jahr 1981.
Nobelpreise
LINUS PAULING erhielt den Nobelpreis für Chemie 1954 für seine bahnbrechenden Untersuchungen zur Struktur von Biomolekülen. Damit war die Anwendung seiner schon früher aufgestellten Theorien auch auf komplexe Moleküle lebender Gewebe verbunden.
In den 1930er Jahren beschäftigte er sich intensiv mit dem strukturellen Aufbau von Proteinen. Es verdichteten sich seine Vorstellungen über das Vorhandensein und die strukturelle Funktion von Wasserstoffbrückenbindungen. In Zusammenarbeit mit ROBERT COREY entwickelte er einen Plan über die Struktur der Peptidbindungen. Zwischen 1948 und 1951 entwickelte PAULING das Modell der , welche bis heute ihre Gültigkeit besitzt. Seine unkonventionellen Methoden ließen auch kreativen Freiraum für den molekularen Modellbau. Anhand dieser Modelle ließ sich die dreidimensionale Struktur mit ihren unterschiedlichen Bindungsarten sichtbar machen, und trug damit wesentlich zum Verständnis makromolekularer Strukturen bei.
a-Helix mit Wasserstoffbrückenbindungen
PAULING erforschte ab 1936 den Blutfarbstoff Hämoglobin und entdeckte 1940, dass die roten Blutkörperchen von an Sichelzellanämie erkrankten Personen eine veränderte Hämoglobinform aufweisen. 1949 beschrieb PAULING dann, dass die Erbkrankheit Sichelzellenanämie auf den Austausch einer einzigen von insgesamt 146 Aminosäuren der gesunden Hämoglobinstruktur zurückzuführen ist. Dadurch wird das Hämoglobinmolekül derart verzerrt, dass die roten Blutkörperchen Sichelform annehmen. Durch den daraus resultierenden Sauerstoffmangel kommt es zu Störungen, wie die Verstopfung dünner Blutgefäße mit typischen Symptomen. Durch die Entdeckung PAULING's wurde die Erforschung von Krankheiten auf molekularer Ebene ermöglicht.
Erschüttert über die Auswirkungen der amerikanischen Atombomben am 6. und 9. August 1945 über Hiroshima und Nagasaki und den Tod von über 250 000 Menschen, kämpfte er bis zu seinem Lebensende für die Ächtung von Massenvernichtungswaffen. Er wurde ein entschiedener Gegner von Kernwaffen und aktives Mitglied der internationalen Friedensbewegung . 1958 überreichte er dem Generalsekretär der Vereinten Nationen eine von 11.000 Wissenschaftlern unterzeichnete Petition, worin die sofortige Einstellung der Atomwaffenversuche gefordert wurde.
Für dieses langjährige Engagement, die Kernwaffentests zu beenden und für das Zustandekommen des Atomwaffentestabkommens im Jahre 1962 wurde er 1963 mit dem Friedensnobelpreis (rückwirkend für das Jahr 1962) ausgezeichnet, nachdem das Moskauer Abkommen über ein Verbot der Kernwaffenversuche in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser unterzeichnet wurde.
Weitere Leistungen
Einführung des Begriffs der Elektronegativität (EN) im Jahre 1932: Die Elektronegativität ist eine Maßzahl dafür, wie gerne ein Atom die Bindungselektronen einer Atombindung anzieht. Sie wurde von PAULING für das elektronegativste Element Fluor willkürlich auf 4 festgelegt. Die Werte für andere Elemente sind relativ dazu auf Grund von Bindungsenergien berechnet worden und alle geringer als 4.
Klassifizierung von drei unterschiedlichen chemischen Verbindungen im Jahre 1939:
| – | Ionenverbindungen |
| – | Erreichen einer stabilen Elektronenbesetzung durch den Übergang von Elektronen zwischen einem elektronegativen und einem elektropositiven Element, Bsp. Wasser (). |
| – | kovalente Verbindungen |
| – | Im Gegensatz zur Ionenverbindung tragen die beiden beteiligten Atome keine elektrische Ladung, da sie im Normalfall gleichwertig sind (gleiche Atome, ), oder eine ähnliche Elektronegativität besitzen (z. B. Peptidbindungen). |
| – | metallische Verbindungen |
| – | Regelmäßige Wiederholung kovalenter Verbindungen in allen Punkten eines Atomgitters durch Metallionen. Zwischen den auch als „Atomrümpfen“ bezeichneten positiv geladenen Metallionen bewegen sich die Elektronen frei herum („Elektronengas“). |
Einführung des Begriff der Hybridisierung 1933: Darunter versteht man die „Mischung“ von Atomorbitalen an einem Atom. Es entstehen dabei sogenannte Hybridorbitale oder „gerichtete Atomorbitale“. Danach lassen sich aus den vier Wellenfunktionen 2s sowie und insgesamt vier gleichwertige konstruieren, die nach den Ecken eines Tetraeders gerichtet sind (Diamant). Aber auch drei sind unter Verwendung von Doppelbindungen möglich (Graphit).
- PAULING warnte 1959 vor der Entstehung von körperlichen Missbildungen und Krebskrankheiten, bedingt durch radioaktiven Fallout. Die Weltöffentlichkeit erfuhr von ihm erstmals, dass der Fallout auf Grund von Atombombentests fünfmal so stark sei wie ursprünglich angegeben.
- Einführung des Begriffs orthomolekulare Medizin im Jahre 1968: Für das richtige Funktionieren des Körpers wird nach PAULING eine genau definierte, richtige Menge von Molekülen benötigt. Gerät der Körper (z. B. durch Krankheit) aus der Balance, sollten ihm die fehlenden Moleküle in der richtigen Dosierung zugeführt werden. PAULING geht davon aus, dass der Mensch in einer durch Schadstoffe belasteten Umwelt, durch Stress und durch industrielle Lebensmittelproduktion veränderten Welt die lebensnotwendigen Nährstoffe in der richtigen Menge und der richtigen Zusammensetzung nicht mehr aufnehmen kann.
- Er stellt seine Theorien über Vitamin C vor: PAULING´s Behauptung, dass Vitamin C nicht nur gegen Erkältungskrankheiten, sondern auch gegen Krebs vorbeugend wirke, erregte Aufsehen.
LINUS PAULING erkrankte 1991 an Prostatakrebs und starb im Alter von 93 Jahren am 19. August 1994.
Molekülstruktur Hybride orthomolekulare Medizin Atombomben Sichelzellenanämie Friedensbewegung Molekularbiologie metallische Verbindungen Linus Pauling Elektronegativität Hybridisierung Hämoglobin Nobelpreis Ausbildung Peptidbindung Vitamin C kovalente Verbindungen α-Helix Wasserstoffbrückenbindung Ionenverbindungen
Stand: 2010
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