Nikolai Semyonov

Nikolaï Semionov

Nikolaï Nikolaïevitch Semionov (en russe Николай Николаевич Семёнов) né le 15 avril (3 avril selon l'ancien calendrier julien) 1896 et mort le 25 septembre 1986, est l'un des fondateurs de la chimie physique, créateur de la théorie des polymères et auteur de travaux sur la cinétique des réactions chimiques. Récompensé pour ce travail par le prix Nobel 1956 de chimie, il fut également lauréat de nombreux prix soviétiques (1941, 1949, 1976) et de la médaille d'or Lomonosov de l'Académie des sciences d'URSS (1970).

Biographie

Huile sur toile de 1921 représentant Piotr Kapitsa et N. Semionov (à droite)

Nikolaï Semionov naît à Saratov. Il étudie entre 1913 et 1917 au sein du département de physique de l'université de Petrograd (aujourd'hui Saint-Pétersbourg), où il est élève d’Abram Ioffé. Après l'obtention de son diplôme, il s'installe en 1918 à Samara, où il est enrôlé dans les rangs de l'armée blanche de Koltchak pendant la guerre civile russe.

En 1920, il est de retour à Petrograd et se voit confier le laboratoire des phénomènes électroniques de l'Institut physico-technique de Petrograd. Il devient également vice-directeur de l'institut. En 1921, il épouse une élève de Zhirmunsky, la philologue Maria Boreishe-Liverovsky. Elle meurt prématurément deux ans plus tard. En 1923, Nikolaï Semionov épouse en secondes noces la nièce de Maria, Natalia Nikolaïevna Burtseva. Elle donne à Nikolaï un fils, Youri, et une fille, Ludmila.

C'est pendant cette période troublée que Semionov découvre, de concert avec Piotr Kapitsa, une façon de mesurer le champ magnétique du noyau d'un atome, en 1922. La méthode expérimentale sera plus tard améliorée par Otto Stern et Walther Gerlach, et prendra le nom d’expérience de Stern-Gerlach.

En 1925, Semionov, avec Yakov Frenkel, étudie la cinétique de la condensation et de l'absorption de vapeurs. En 1927, il étudie l'ionisation des gaz et publie un ouvrage important intitulé « La chimie de l'électron ». En 1928 il établit, conjointement avec Vladimir Fock, une théorie de décharge thermale disruptive des diélectriques.

Il est nommé professeur à l'Institut polytechnique de Petrograd, rebaptisée Leningrad, en 1928 ; en 1931, il met sur pied l'Institut de chimie-physique de l’Académie des sciences d'URSS et en devient le premier directeur. En 1932, il devient membre de plein droit de l'Académie des sciences soviétique, après en avoir été correspondant.

En 1943, il devient professeur et directeur de l'université d'État de Moscou, ville où il décède le 25 septembre 1986.

Travaux

Nikolaï Semionov concentra avant tout son travail sur les mécanismes et la cinétique des réactions chimiques, en y incluant une analyse exhaustive des applications des mécanismes de réactions en chaîne (1934-1954), et plus particulièrement aux processus de combustion. Il essaya d'adapter, pour différents problèmes et applications, la théorie développée par Max Bodenstein sur les processus de réaction aux réactions en chaîne et a proposé une théorie des ramifications dégénérées, qui a conduit à une meilleure compréhension des phénomènes associés avec les périodes d'induction des processus d'oxydation.

En 1924, il put établir que les vapeurs de phosphore avaient besoin d'une concentration critique en dioxygène pour s'enflammer. Il put également établir qu'après la réaction de départ, tout comme après les réactions suivantes, lors d'une réaction en chaîne de nombreuses particules actives étaient formées ; ces particules conduisant à la ramification de la réaction, rendant ainsi la réaction totale plus violente. D'après sa théorie, les réactions en chaîne se laissent contrôler et même ralentir en gérant ces particules actives.

Ses résultats eurent par exemple comme application concrête la fabrication de matières combustibles et d'explosifs avec des processus d'explosion prévisibles. Ses résultats conduisirent aussi au développement de nouveaux procédés industriels, en particulier dans le domaine des matières plastiques. Son travail fut également la première pierre pour la production industrille de produits de polymérisation.

Semionov a publié deux ouvrages d'importance pour présenter ses travaux. « Cinétique chimique et réactions en chaîne » a été publié en 1934 et traduit vers l'anglais dès 1935. C'était la première publication en Union soviétique à développer une théorie détaillée des réactions en chaîne ramifiées ou non. « Des problèmes de la cinétique chimique et de la réactivité », d'abord publié en 1954, est suivie d'une édition révisée en 1958, avec des éditions anglaise, américaine, allemande et chinoise.

En 1956, Nikolaï Nikolaïevitch Semionov remporte le prix Nobel de chimie qu'il partage avec le britannique Cyril Norman Hinshelwood « pour leurs recherches sur le mécanisme des réactions chimiques ».

Semionov a également été honoré deux fois du titre de Héros du travail socialiste, a reçu deux Prix Staline, été décoré cinq fois de l'Ordre de Lénine, sans compter d'autres distinctions.

Sources

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d’une traduction de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Nikolay Semyonov ».

• (de) Cet article est partiellement ou en totalité issu d’une traduction de l’article de Wikipédia en allemand intitulé « Nikolai Nikolajewitsch Semjonow ».

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