Rudolph Marcus, un chimiste américain d’origine canadienne qui a remporté le prix Nobel de chimie pour avoir développé des théories expliquant la photosynthèse, la respiration, l’oxydation et même la façon dont les lucioles produisent de la lumière, est décédé à l’âge de 102 ans à son domicile de Pasadena, en Californie.
Le Cal Institute of Technology de Pasadena, où il enseignait depuis 1978, a annoncé son décès.
Sarah RaismanLe Dr Markus, directeur du département de chimie et de génie chimique de Caltech, a déclaré que l’importance du travail de Marcus ne pouvait guère être surestimée.
“Il fournit une théorie simple des processus chimiques les plus fondamentaux et a été utilisé pour comprendre les réactions des petites molécules catalyseurs aux protéines impliquées dans la photosynthèse”, a-t-il écrit dans un courrier électronique.
Le Dr Marcus était un chimiste théoricien, pas un expérimentateur. Il explique avoir découvert très tôt dans sa carrière qu’il n’aimait pas expérimenter, préférant imaginer des explications à des phénomènes mystérieux. Entretien en podcast 2016 Pour la Société Electrochimique.
“Je pense que tout cela remonte aux puzzles, au plaisir que procurent les puzzles en tant qu’enfant”, a-t-il déclaré, ajoutant : “Maintenant, les puzzles deviennent des puzzles scientifiques.”
L’énigme qui a valu au Dr Marcus le prix Nobel en 1992 concernait la réaction de transfert d’électrons, la « plus simple » de toutes les réactions chimiques. ditcar “aucune liaison n’est rompue ou formée, seul un électron est transféré d’un réactif à un autre”.
Il est tombé sur le sujet en 1955 alors qu’il enseignait à l’Institut polytechnique de Brooklyn (qui a fusionné pour devenir la Tandon School of Engineering de NYU). En lisant un magazine dans la bibliothèque, il a lu un article d’un futur lauréat du prix Nobel. Willard Libby Cela explique pourquoi certains transferts d’électrons se produisent plus rapidement que d’autres (et, dans certains cas, pourquoi ils se produisent même).
Les idées du Dr Libby étaient basées sur un phénomène observé pour la première fois dans les années 1920, lorsque la lumière projetée sur des atomes leur donnait suffisamment d’énergie pour éjecter spontanément des électrons, un processus si rapide que la position du noyau restait inchangée. Le Dr Libby pensait que la même chose se produisait avec la transmission électronique.
Le Dr Marcus pensait que l’idée du Dr Libby sur la façon dont les électrons pouvaient être émis sans perturber le noyau était prometteuse, à l’exception d’un problème flagrant : d’où venait l’énergie pour soutenir l’émission ?
Dans les expériences des années 1920, cette source d’énergie se présentait sous la forme de lumière, de photons. Mais qu’en est-il des réactions face à l’obscurité ? Presque immédiatement, le Dr Marcus a pensé à une solution au problème.
Le transfert d’électrons peut se produire entre des atomes sans le même nombre d’électrons, par exemple entre deux ions de fer différents. Le Dr Libby note qu’après le transfert d’électrons, les nouveaux ions se retrouvent dans le « mauvais environnement » (différent de l’environnement dans lequel ils ont commencé), perturbant et polarisant électriquement les autres atomes du matériau qui les entoure. Cela donne de l’énergie potentielle aux atomes.
Le Dr Marcus pensait que si l’énergie potentielle des ions et des autres atomes qui les entourent était considérée dans son ensemble, à mesure que l’énergie potentielle augmentait en raison de la perturbation, un point critique serait atteint où l’énergie potentielle serait convertie en énergie cinétique et le transfert d’électrons serait possible. Et le processus d’alimentation du cycle peut recommencer.
Il a développé une formule contenant tous les éléments d’une réaction, et l’équation a montré que l’énergie est conservée selon les lois de la physique, puisque l’énergie reste la même avant, après et pendant le transfert.
Au cours des années suivantes, il publia des articles décrivant les résultats d’expériences auxquelles on pourrait s’attendre si sa théorie était correcte. D’autres ont fait ce travail et nombre de ses prédictions ont été rapidement confirmées.
Une hypothèse est que plus les transferts d’électrons sont inhabituels, plus ils créent de perturbations, puis, paradoxalement, de plus en plus vite jusqu’à un point où la réaction ralentit. Graphiquement, la forme de ces courbes de réaction était une parabole inversée, et le Dr Marcus a appelé la zone située sous la courbe la « zone d’inversion ».
Dans une interview accordée en 2016 à l’Electrochemical Society, le Dr Marcus a déclaré : « les résultats étaient inattendus, comme tomber d’une falaise et la rendre trop raide pour rendre la chute plus difficile ».
Démontrer que ce phénomène est difficile ; Jusqu’en 1984, John R. Miller, Lydia T. Calcaterra et Gerhard L. Kloss ont expérimenté. approuvé Cela confirme complètement la théorie du Dr Marcus.
Au fil des années, la théorie a été élargie et appliquée à des transmissions transmembranaires plus complexes telles que la photosynthèse, les semi-conducteurs organiques et la chimiluminescence (lumière froide), une forme chimique de bioluminescence trouvée chez les lucioles.
Rudolph Arthur Marcus est né le 21 juillet 1923 à Montréal. Il était le seul enfant de Meyer Marcus, épicier, et d’Esther (Cohen) Marcus.
Tout au long de ses études primaires et secondaires, il excellait en mathématiques et en sciences. À l’Université McGill de Montréal, il obtient un baccalauréat en chimie en 1943 et un doctorat. en 1946. Il complète ensuite son doctorat au Conseil national de recherches du Canada puis à l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill sous la direction du célèbre chimiste Oscar Knefler Rice.
Une semaine après son arrivée en Caroline du Nord, le Dr Marcus a rencontré Laura Hearn, une étudiante diplômée en sociologie. Ils se sont mariés six mois plus tard. Il est décédé en 2003. Le Dr Marcus laisse dans le deuil trois fils, Alan, Kenneth et Raymond. quatre petits-enfants; et un petit-fils.
Après avoir enseigné au Brooklyn Polytechnic Institute pendant plus de dix ans, il a été transféré à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign en 1964 et a rejoint Caltech. Il a continué à travailler jusqu’à ce qu’il tombe malade plus tôt cette année. Son article co-publié le plus récent Publié dans le numéro de janvier du Journal of Physical Chemistry.
Le Dr Marcus a reçu des dizaines de prix, dont le prix Nobel de chimie de 1985 et le prix Wolf de 1989, la deuxième récompense la plus prestigieuse après la Médaille nationale des sciences.
En tant qu’étudiant postdoctoral à Chapel Hill, le Dr Marcus a commencé à travailler sur la théorie des réactions à molécule unique développée dans les années 1920 par le Dr Rice, Hermann Carl Ramsperger et Louis Stevenson Cassel.
Le Dr Marcus a publié quatre articles sur le sujet en 1952 et a pu étendre la théorie RRK pour prédire et expliquer les vitesses de certaines réactions chimiques importantes.
La théorie retravaillée, qui est aujourd’hui largement utilisée en spectrométrie de masse pour mesurer des composés et des matériaux et modéliser la dynamique de combustion, s’appelle désormais théorie RRCM, en l’honneur du Dr Marcus de ses initiales.