Harold Clayton Urey
chimiste américain
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Harold Clayton Urey (né le à Walkerton (Indiana) et mort le à La Jolla (Californie)) est un chimiste américain. Il est le découvreur du deutérium, pour lequel il a reçu le prix Nobel de chimie en 1934[1].
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Cimetière de Fairfield (d) |
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| Conjoint |
Frieda Urey (d) (de à ) |
| Enfant |
Elizabeth Baranger (en) |
Biographie
Formation académique
Harold Clayton-Urey est le fils d’un instituteur et pasteur anabaptiste[2], Samuel Clayton-Urey[3],[4]. Son père souffrant de tuberculose, la famille emménagea à Glendora (Californie), au pied des monts San Gabriel, en quête d’un climat moins humide, mais lorsqu’il devint évident que Samuel Urey était mourant, les Urey retrouvèrent l’Indiana, hébergés par la grand-mère maternelle. Lorsque son père succomba, Harold n’avait que six ans[4],[5]. Il fit ses études primaires dans une école amish, puis fréquenta le lycée de Kendallville (Indiana)[6]. Bachelier en 1911, il obtint un certificat d'enseignant d'Earlham College[7]. D’abord instituteur dans une école de l'Indiana, il finit par rejoindre sa mère dans le Montana[2].
Enfin, à l’automne 1914, il s’inscrivit à l’université du Montana à Missoula[8], établissement qui était pionnier dans la coéducation[4]. Urey obtint une licence de zoologie[9] (BS) en 1917.
L’entrée des États-Unis dans la Première Guerre mondiale s'accompagna d’une campagne active au sein des universités pour soutenir l’effort de guerre ; or l’anabaptisme est un courant protestant fermement opposé à la guerre et au port des armes. Aussi l’un des professeurs d'Urey lui suggéra-t-il de s'engager comme chimiste chez la Barrett Chemical Company de Philadelphie, qui produisait du TNT[4].
La paix revenue, il se vit proposer un poste d'assistant en chimie à l'université du Montana[10],[7]. Sous la direction du thermodynamicien Gilbert Newton Lewis, il étudia l'entropie des gaz diatomiques, qu'il calcula à partir des spectres moléculaires.
La recherche
Ayant soutenu sa thèse en 1923, Harold Clayton Urey se tourna alors vers l'étude de la structure atomique et s'en vint passer l'année 1923-1924 à l'Institut de physique théorique de Copenhague, où Niels Bohr l'encouragea à poursuivre dans cette voie.
La découverte de l'isotope ²H fit l'objet d'une lettre à la rédaction de la Physical Review, qui parut au début 1932. Urey avait proposé d'appeler cet isotope le deutérium et de le représenter par la lettre D. Cette découverte lui valut la médaille Franklin en 1943.
En 1931, il démontre avec Ferdinand Brickwedde l'existence de l'eau lourde (oxyde de deutérium, D2O). Il est lauréat du prix Nobel de chimie de 1934 « pour sa découverte de l'hydrogène lourd[1] ».
Il reçoit la médaille Davy en 1940.
En 1953, en collaboration avec Stanley Miller, il mène l'expérience de Miller-Urey, qui reste emblématique dans les recherches sur l'origine de la vie.
Il est également directeur de recherche dans le projet du développement de la bombe atomique à l'université Columbia et effectue d'importants travaux de recherche en géophysique, sur l'origine du système solaire et en paléontologie. Au cours de la guerre froide, il s'engage contre les armes nucléaires et la course aux armements en devenant vice-président du Comité d'urgence des scientifiques atomistes fondé par Albert Einstein et Leó Szilárd. Sa femme est morte en 1992.
Découverte du deutérium
Harold Clayton Urey découvre le deutérium en distillant un certain nombre de fois un échantillon d'hydrogène liquide, ou en distillant de l'eau avec une colonne de distillation à bande tournante[11].
S'inspirant d'une méthode mise au point par J. Kendall et E. D. Crittenden en 1923, et travaillant en collaboration avec E. W. Washburn, Urey entreprit l'électrolyse prolongée de l'eau. Les deux savants constatèrent effectivement un enrichissement du résidu de l'électrolyse en isotope lourd.
Par la suite, on trouvera des quantités de deutérium plus importantes dans les eaux résiduelles après quelques années d'électrolyse de l'eau, lors de la fabrication industrielle de l'oxygène.
Cette augmentation du taux de deutérium durant l'électrolyse de l'eau est due, d'une part, à l'existence d'une légère différence entre les potentiels normaux des deux isotopes, et d'autre part aux différentes vitesses de formation et de dégagement de molécules gazeuses atomiques à la cathode. En conséquence, la teneur en deutérium augmente. C'est cette découverte originale qui vaut à Urey le prix Nobel de chimie en 1934[1].
Distinctions
- 1934 : prix Nobel de chimie
- 1934 : Willard Gibbs Award
- 1940 : médaille Davy
- 1943 : médaille Franklin
- 1974 : médaille Priestley
Un minéral, l'ureyite, découvert en 1965 dans des météorites de fer, a été nommé en son hommage[12].
