IUCr出版物

摘自X射线衍射50年由P.P.Ewald编辑

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个人回忆

ISAMU NITTA公司

当我还是东京大学化学系的学生时,我有一个模糊的雄心壮志,那就是将来致力于从化学的角度研究生命现象到底能走多远。因此,我没有预感到自己以后会从事X射线晶体学和晶体化学的研究和教育。然而,当我的一位老师M.Katayama推荐我到S.Nishikawa,在他的指导下从事X射线晶体分析领域时,这实际上发生了。这是1923年,我从大学毕业的那一年。之后,我在他位于东京的物理和化学研究所的实验室工作了大约十年,主要从事有机晶体的分析。从一开始,我就认为通过X射线衍射分析这样一种直接的物理方法对立体化学的确认作出贡献是非常重要的。怀着这样的期望,我从西川中学到了使用劳厄照片和离子化光谱仪进行晶体分析的实验技术,这对我很有启发,尽管我不太容易突然从化学转到物理。很幸运,在我的本科课程中,我参加了长冈教授关于麦克斯韦电磁学理论的讲座,以及中村由纪夫教授关于晶体结构和空间群经典理论的讲座。这大大方便了我这个化学系学生进行X射线分析。最早的三本关于X射线晶体学的经典书籍,即X射线与晶体结构作者:W.H.和W.L.Bragg,Kristalle和Röntgenstrahlen作者:P.P.Ewald,以及晶体的结构作者R.W.G.Wyckoff为我提供了巨大的帮助,就像他们对当时所有其他人所做的那样。

我的第一篇论文发表于1926年,是关于碘仿的晶体结构,1我选择了一种物质,试图证明碳原子的四面体性质。六角晶体(P6)中碘原子的原子参数x和y)可以完全通过对像hkl和khl这样的反射对的强度不等式的定性比较来确定。虽然我当然无法找到氢原子和碳原子的位置,因为碘具有压倒性的强散射能力,但碳原子四面体性质的可能性可以在结构中看到。只有六边形单极空间群似乎与观察到的晶体的双极外部形式不一致。我逐渐意识到这可能是由于分子轴沿着六角形轴的取向紊乱所致。在我的早期,我确信应该从最简单的有机化学化合物开始;即甲烷衍生物和仅含有一个碳原子的衍生物。这种想法是由于年轻人对逻辑的高估和缺乏实验经验,这使得我很难在那个发展阶段找到适合分析的晶体。

我同年发表的第二篇论文是关于季戊四醇的晶体结构,2并对其他作者之前对同一晶体的研究进行了一些评论。这些作者的一个不幸结论是由于格罗斯对晶体的单极、四方对称性的描述不当化学晶体学通过仔细观察季戊四醇在水溶液中的晶体生长,我发现晶体经常以垂直于溶液表面的四方轴进行生长,因此晶体看起来就像具有单极轴和四方轴。考虑到这一点,我选择了I-4空间群,它使分子的中心碳原子符合价键的四面体分布。

1928年至1931年,我被物理和化学研究所派往国外深造。我第一次拜访了格罗宁根大学物理实验室的科斯特教授,并在那里呆了一年多,希望能学到一些X射线光谱学的知识,这对原子结构和化学键的性质问题具有化学意义。当我第一次见到科斯特时,他建议我用锌蓝做一个实验来证明弗里德尔定律的无效性,这是一个令人惊讶的巧合,因为在我离开日本时,这样的实验刚刚由我的老师西川教授和同事松川刚完成。在没有重复这样一个实验的情况下,我试图看看Bergen Davis报告的效应,即X射线区域的拉曼效应,是否是真实的,并从实验上得出结论,这种效应并不存在,尽管否定的证明总是非常困难的。

在进一步研究了M系列稀土元素的多重性问题之后,我拜访了斯图加特技术学院物理研究所的埃瓦尔德教授,希望学习一些晶格光学,埃瓦尔德于1916年以其高雅的风格发展起来。我这次访问的动机是,当我读到上文提到的埃瓦尔德的书以及1924年W.L.布拉格关于方解石和文石折射率的经典论文时,我留下了深刻的印象。我认为埃瓦尔德的一般理论可能在分子晶体的X射线晶体分析过程中有用,例如有机晶体。的确,埃瓦尔德的理论对我来说很难掌握,但我在那里逗留期间与他进行的个人接触对我以后的生活有很大的帮助。在我在国外的这段时间里,我在个人访问、大学座谈会和公开讲座中见到了许多杰出的人,他们都是普通科学界和X射线晶体学这一特殊领域的杰出人士。这些接触为我提供了源源不断的科学鼓励。

1933年,我被大阪大学新成立的化学系聘为物理化学教授。我很幸运,在X射线晶体学领域有一位与渡边捷郎一样优秀的合作者,我与他共事了四分之一个多世纪。从我到那时的经历来看,作为一名化学家,我认为在大学教育中尽可能地在物理和化学之间进行调解对我来说非常重要。至于X射线晶体学,我觉得我有责任在有机化学家中推广X射线法来测定分子结构,这不是一种物理方法,而是一种有机化学方法,尽管这种方法当时还没有发展起来。我们实验室的第一份贡献是1935年发表的立方丙酸二钙钡晶体分析。在这种晶体中,我们必须使丙酸盐基团具有双对称性。因此,我们被引导假设为旋转或定向障碍,以便为该组提供统计数字特征。然后我又回到季戊四醇,1937年与Watanabé一起对这种晶体中的电子密度进行了二维傅里叶合成,4完全独立于卢埃林、考克斯和古德温的类似工作。这是日本第一个二维傅里叶合成,也是日本发现的第一个氢键结构。然后用X射线衍射法测定了季戊四醇在该低温四方相中热膨胀的各向异性,结果显示了氢键层晶体结构的特征。进一步的X射线研究表明,季戊四醇在190°C左右从四方向立方的转变是一种最复杂的类型,由分子内旋转和分子整体取向无序的开始组成。5这些不同的发现促使我们进一步研究:季戊四醇在两个阶段的热力学、电学和光学性质的研究,6分子晶体中取向和旋转无序的X射线和晶体化学研究,7有机和无机氢键晶体等的X射线分析。一直以来,我都很幸运,有许多优秀的学生与我一起完成了这些项目和其他各种项目,我感谢他们的密切合作。

工具书类

1.I.尼塔,科学论文,物理研究所。化学。研究、东京、,4, 49 (1926).

2.I.尼塔,牛市。化学。Soc.日本,1, 62 (1926).

3.I.Nitta和T.Watanabé,科学。论文研究所物理。化学。研究、东京、,26, 164 (1935).

4.I.Nitta和T.Watanabé,自然,140, 365 (1937);科学。论文研究所物理。化学。研究、东京、,34, 1669 (1938).

5.I.Nitta和T.Watanabé,牛市。化学。Soc.日本,13, 28 (1938).

6.I.Nitta、S.Seki和M.Momotani,程序。日本Acad。,26(9) 25 (1950); I.Nitta、S.Seki、M.Momotani、K.Suzuki和N.Nakgawa,同上., (10) 11 (1950); I.Nitta、T.Watanabé、S.Seki和M.Momotani,同上., (10) 19 (1950); I.Nitta、S.Seki和K.Suzuki,牛市。化学。Soc.日本,24, 63 (1951); R.Kiriyama、S.Yabumoto和I.Nitta,同上.,27, 115 (1954); I.尼塔,科学。论文研究所物理。化学。研究、东京、,37, 114 (1940).

7.I.尼塔,Z.克里斯特。,112, 234 (1959). 


荷兰乌得勒支N.V.A.Oosthoek的Uitgeversmatschappij于1962年首次为国际结晶学联合会出版
1999年苏格兰格拉斯哥IUCr第十八届大会数字化
©19621999国际结晶学联合会

摘自X射线衍射50年由P.P.Ewald编辑

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个人回忆

ISAMU NITTA公司

当我还是东京大学化学系的学生时,我有一个模糊的雄心壮志,那就是将来致力于从化学的角度研究生命现象到底能走多远。因此,我没有预感到自己以后会从事X射线晶体学和晶体化学的研究和教育。然而,当我的一位老师M.Katayama推荐我到S.Nishikawa,在他的指导下从事X射线晶体分析领域时,这实际上发生了。这是1923年,我从大学毕业的那一年。之后,我在他位于东京的物理和化学研究所的实验室工作了大约十年,主要从事有机晶体的分析。从一开始,我就认为通过X射线衍射分析这样一种直接的物理方法对立体化学的确认作出贡献是非常重要的。怀着这样的期望,我从西川中学到了使用劳厄照片和离子化光谱仪进行晶体分析的实验技术,这对我很有启发,尽管我不太容易突然从化学转到物理。很幸运,在我的本科课程中,我参加了长冈教授关于麦克斯韦电磁学理论的讲座,以及中村由纪夫教授关于晶体结构和空间群经典理论的讲座。这大大方便了我这个化学系学生进行X射线分析。最早的三本关于X射线晶体学的经典书籍,即X射线与晶体结构作者:W.H.和W.L.Bragg,Kristalle和Röntgenstrahlen作者:P.P.Ewald,以及晶体的结构作者R.W.G.Wyckoff为我提供了巨大的帮助,就像他们对当时所有其他人所做的那样。

我的第一篇论文发表于1926年,是关于碘仿的晶体结构,1我选择了一种物质,试图证明碳原子的四面体性质。六角晶体(P6)中碘原子的原子参数x和y)可以完全通过对像hkl和khl这样的反射对的强度不等式的定性比较来确定。虽然我当然无法找到氢原子和碳原子的位置,因为碘具有压倒性的强散射能力,但碳原子四面体性质的可能性可以在结构中看到。只有六边形单极空间群似乎与观察到的晶体的双极外部形式不一致。我逐渐意识到这可能是由于分子轴沿着六角形轴的取向紊乱所致。在我的早期,我确信应该从最简单的有机化学化合物开始;即甲烷衍生物和仅含有一个碳原子的衍生物。这种想法是由于年轻人对逻辑的高估和缺乏实验经验,这使得我很难在那个发展阶段找到适合分析的晶体。

我同年发表的第二篇论文是关于季戊四醇的晶体结构,2并对其他作者之前对同一晶体的研究进行了一些评论。这些作者的一个不幸结论是由于格罗斯对晶体的单极、四方对称性的描述不当化学晶体学通过仔细观察季戊四醇在水溶液中的晶体生长,我发现晶体经常以垂直于溶液表面的四方轴进行生长,因此晶体看起来就像具有单极轴和四方轴。考虑到这一点,我选择了I-4空间群,它使分子的中心碳原子符合价键的四面体分布。

1928年至1931年,我被物理和化学研究所派往国外深造。我第一次拜访了格罗宁根大学物理实验室的科斯特教授,并在那里呆了一年多,希望能学到一些X射线光谱学的知识,这对原子结构和化学键的性质问题具有化学意义。当我第一次见到科斯特时,他建议我用锌蓝做一个实验来证明弗里德尔定律的无效性,这是一个令人惊讶的巧合,因为在我离开日本时,这样的实验刚刚由我的老师西川教授和同事松川刚完成。在没有重复这样一个实验的情况下,我试图看看Bergen Davis报告的效应,即X射线区域的拉曼效应,是否是真实的,并从实验上得出结论,这种效应并不存在,尽管否定的证明总是非常困难的。

在进一步研究了M系列稀土元素的多重性问题之后,我拜访了斯图加特技术学院物理研究所的埃瓦尔德教授,希望学习一些晶格光学,埃瓦尔德于1916年以其高雅的风格发展起来。我这次访问的动机是,当我读到上文提到的埃瓦尔德的书以及1924年W.L.布拉格关于方解石和文石折射率的经典论文时,我留下了深刻的印象。我认为埃瓦尔德的一般理论可能在分子晶体的X射线晶体分析过程中有用,例如有机晶体。的确,埃瓦尔德的理论对我来说很难掌握,但我在那里逗留期间与他进行的个人接触对我以后的生活有很大的帮助。在我在国外的这段时间里,我在个人访问、大学座谈会和公开讲座中见到了许多杰出的人,他们都是普通科学界和X射线晶体学这一特殊领域的杰出人士。这些接触为我提供了源源不断的科学鼓励。

1933年,我被大阪大学新成立的化学系聘为物理化学教授。我很幸运,在X射线晶体学领域有一位与渡边捷郎一样优秀的合作者,我与他共事了四分之一个多世纪。从我到那时的经历来看,作为一名化学家,我认为在大学教育中尽可能地在物理和化学之间进行调解对我来说非常重要。至于X射线晶体学,我觉得我有责任在有机化学家中推广X射线法来测定分子结构,这不是一种物理方法,而是一种有机化学方法,尽管这种方法当时还没有发展起来。我们实验室的第一份贡献是1935年发表的立方丙酸二钙钡晶体分析。在这种晶体中,我们必须使丙酸盐基团具有双对称性。因此,我们被引导假设为旋转或定向障碍,以便为该组提供统计数字特征。然后我又回到季戊四醇,1937年与Watanabé一起对这种晶体中的电子密度进行了二维傅里叶合成,4完全独立于卢埃林、考克斯和古德温的类似工作。这是日本第一个二维傅里叶合成,也是日本发现的第一个氢键结构。然后用X射线衍射法测定了季戊四醇在该低温四方相中热膨胀的各向异性,结果显示了氢键层晶体结构的特征。进一步的X射线研究表明,季戊四醇在190°C左右从四方向立方的转变是一种最复杂的类型,由分子内旋转和分子整体取向无序的开始组成。5这些不同的发现促使我们进一步研究:季戊四醇在两个阶段的热力学、电学和光学性质的研究,6分子晶体中取向和旋转无序的X射线和晶体化学研究,7有机和无机氢键晶体等的X射线分析。一直以来,我都很幸运,有许多优秀的学生与我一起完成了这些项目和其他各种项目,我感谢他们的密切合作。

工具书类

1.I.尼塔,科学论文,物理研究所。化学。研究、东京、,4, 49 (1926).

2.I.尼塔,牛市。化学。Soc.日本,1, 62 (1926).

3.I.Nitta和T.Watanabé,科学。论文研究所物理。化学。研究、东京、,26, 164 (1935).

4.I.Nitta和T.Watanabé,自然,140, 365 (1937);科学。论文研究所物理。化学。研究、东京、,34, 1669 (1938).

5.I.Nitta和T.Watanabé,牛市。化学。Soc.日本,13, 28 (1938).

6.I.Nitta、S.Seki和M.Momotani,程序。日本Acad。,26(9) 25 (1950); I.Nitta、S.Seki、M.Momotani、K.Suzuki和N.Nakgawa,同上., (10) 11 (1950); I.Nitta、T.Watanabé、S.Seki和M.Momotani,同上., (10) 19 (1950); I.Nitta、S.Seki和K.Suzuki,牛市。化学。Soc.日本,24, 63 (1951); R.Kiriyama、S.Yabumoto和I.Nitta,同上.,27, 115 (1954); I.尼塔,科学。论文研究所物理。化学。研究、东京、,37, 114 (1940).

7.I.尼塔,Z.克里斯特。,112, 234 (1959). 


荷兰乌得勒支N.V.A.Oosthoek的Uitgeversmatschappij于1962年首次为国际结晶学联合会出版
1999年苏格兰格拉斯哥IUCr第十八届大会数字化
©19621999国际结晶学联合会