IntroduccióN






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INTRODUCCIÓN


Linus Carl Pauling (Portland, 28 de febrero de 1901 - 19 de agosto de 1994) fue un químico estadounidense y una de las mentes más preclaras del siglo XX. Fue uno de los primeros químicos cuánticos, y recibió el Premio Nobel de Química en 1954, por su trabajo en el que describía la naturaleza de los enlaces químicos. Pauling hizo contribuciones importantes a la definición de la estructura de los cristales y proteínas, y fue uno de los fundadores de la biología molecular. Es reconocido como un científico muy versátil, debido a sus contribuciones en diversos campos, entre los que destacan la química cuántica, química inorgánica y orgánica, metalurgia, inmunología, anestesiología, psicología, decaimiento radiactivo y otros. Adicionalmente, Pauling abogó por el consumo de grandes dosis de vitamina C, algo que ahora se considera fuera de la ortodoxia médica. En 1939, Pauling publicó su obra más importante, The Nature of the Chemical Bond en la cual desarrolló el concepto de hibridación de los orbitales atómicos. Tanto sus trabajos sobre los sustitutos del plasma sanguíneo realizados con Harvey Itano durante la Segunda Guerra Mundial, como sus investigaciones en la anemia falciforme, influyeron en gran medida a la investigación en biología de la segunda mitad del siglo XX. Pauling descubrió la estructura de la hélice alfa (la forma de enrollamiento secundario de las proteínas), lo que lo llevó a acercarse al descubrimiento de la «doble hélice» del ADN (ácido desoxirribonucleico); poco antes de que James Dewey Watson (1928–) y Francis Crick (1916-2004) hicieran el descubrimiento en 1953. De hecho, propuso una estructura en forma de triple hélice, la cual, estudiando el ADN por radio cristalografía habría podido llevar a la elaboración de un modelo en forma de doble hélice.

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JUVENTUD


Linus Pauling nació en Portland, el 28 de febrero de 1901, era hijo de Herman Henry William Pauling y de Lucy Isabelle Darling. Su padre era un farmacéutico que, sin tener demasiado éxito comercial, hizo a su familia recorrer diferentes lugares del estado. Cuando Herman murió, en 1910, Lucy Isabelle tuvo que criar sola a Linus y sus dos hermanas. A partir de este momento la familia pasó a vivir en Portland.

En su infancia, Linus fue un gran aficionado a la lectura, tanto que su padre llegó a escribir a un periódico local, pidiendo sugerencias de libros para mantenerlo ocupado. Uno de sus amigos, Lloyd Jeffress, tenía un pequeño laboratorio químico en su habitación, por ser ingeniero químico, y los experimentos llevados a cabo en este laboratorio despertaron el interés de Pauling.

En el bachillerato, Pauling continuaba con los experimentos de química, pidiendo prestada la mayoría de los materiales y los equipos en una acerería abandonada cerca del lugar donde su abuelo trabajaba como velador. Las malas calificaciones que Pauling obtuvo en historia de los Estados Unidos, le impidieron graduarse del bachillerato. La escuela le dio su diploma cuarenta y cinco años más tarde, después de que hubiera ganado sus dos premios Nobel.

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ESTUDIOS


Pauling se graduó de la Universidad Agrícola de Oregón en 1922.

En 1917, Pauling ingresó a la Universidad Agrícola de Oregón, llamada actualmente Universidad Estatal de Oregón, en Corvallis. Paralelamente a sus estudios, Linus Pauling tuvo que trabajar a tiempo completo, debido a sus necesidades financieras. Entre los empleos que tuvo, se encuentran el de repartidor de leche, proyeccionista en un cine, y obrero en un astillero. Al comienzo de su segundo año de estudios, Pauling se propuso buscar un empleo en Portland para poder mantener a su madre, pero en la Universidad le propusieron aceptar una cátedra de química analítica cuantitativa, que le permitiera al mismo tiempo continuar sus estudios.

En el transcurso de sus dos últimos años en la Universidad Agrícola de Oregón , Pauling estudió el trabajo de Lewis y Langmuir sobre la configuración electrónica de los átomos, así como de la forma en que éstos se enlazaban para formar moléculas. En este momento, decidió seguir una carrera en la investigación, concentrándose en la comprensión de la relación de la estructura atómica de la materia, con sus propiedades físicas y químicas; lo cual lo llevaría a convertirse en uno de los pioneros de la química cuántica. En la Universidad Agrícola de Oregón, tuvo la oportunidad de realizar sus primeras investigaciones con respecto al efecto que un campo magnético tiene sobre la orientación de un cristal de hierro.

Pauling se graduó como Bachiller en Ciencias, en 1922, en el área de ingeniería de procesos. Inmediatamente, buscó continuar sus estudios, con un postgrado en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena. Buscando el doctorado, Pauling trabajó investigando la utilización de la difracción de los rayos X, en la determinación de la estructura de los cristales. Durante sus tres años en Instituto Tecnológico de California, Pauling publicó siete artículos sobre la estructura cristalina de los minerales. El primero de ellos fue publicado en la revista Journal of the American Chemical Society, y trataba la estructura de la molibdenita, MoS2 Linus Pauling recibió el doctorado summa cum laude en 1925.

El 17 de junio de 1923, Pauling se casó con Ava Helen Miller, con quien tuvo tres hijos y una hija. La pareja se había conocido en la Universidad Agrícola de Oregón, cuando Pauling cursaba el último año de estudios. Miller fue alumna de Pauling en el curso de Química para estudiantes de Economía Doméstica

APORTACIONES A LA CIENCIA




  • ENLACE QUIMICO

Las ideas sobre el enlace químico fueron desarrolladas en una serie de artículos publicados en sus inicios y recogidas en su libro ‘La naturaleza del enlace químico y la estructura de las moléculas y cristales’ (1939), fruto de un conjunto de conferencias que impartió en 1937 y 1938. Este libro es considerado uno de los más importantes trabajos de química jamás publicados.
Para explicar la equivalencia de los cuatro enlaces alrededor del átomo de carbono, introdujo el concepto de los orbitales híbridos, en los cuales los electrones orbitales son propulsados desde sus posiciones originales por la repulsión mutua electrostática. Reconoció la presencia de orbitales híbridos en la coordinación de iones o de grupos de iones en una disposición geométrica definida sobre un ion central. La mecánica cuántica utiliza el número cuántico l para determinar el número máximo de electrones en cada orbital (llamando a los orbitales con las letras s, p, d, f, g y h). Pauling observó que para describir el enlace en las moléculas, es preferible construir funciones que son una mezcla de estos orbitales. Por ejemplo, los orbitales 2s y 2p de un átomo de carbono, se pueden combinar para formar cuatro orbitales equivalentes, llamados orbitales híbridos sp3.




Otro de los terrenos en los que Pauling estaba interesado, era la comprensión de la relación entre los enlaces iónicos y los enlaces covalentes. Pauling demostró que la mayoría de los enlaces son en realidad una combinación de enlace iónico con covalente y así comienza a hablar del carácter iónico parcial de los enlaces covalentes. En cuanto al concepto empírico de electronegatividad, establece que la diferencia entre las electronegatividades de los átomos participantes en un enlace resulta ser la medida más adecuada para predecir el grado de ionicidad de un enlace.

El tercer tema en el que Pauling trabajó, fue la estructura de los compuestos aromáticos, especialmente el benceno (C6H6). La estructura del benceno siempre había sido motivo de controversia, pues no quedaba clara la manera en la que seis átomos de carbono y seis de hidrógeno podían enlazarse satisfaciendo todo su potencial de enlace. Pauling introdujo la noción de resonancia según la cual la estructura verdadera de una molécula se concibe como un estado intermedio o de transición entre dos o más estructuras. En cierto modo, la resonancia es análoga al fenómeno de hibridación de los orbitales atómicos, ya que consiste en la combinación de varias estructuras electrónicas: en ella, los orbitales de diferentes átomos de carbono se combinan para formar los orbitales moleculares.


Estructura del benceno.


  • BIOLOGÍA Y GENÉTICA MOLECULAR

BIOLOGÍA

Sus primeros trabajos en el tema, fueron sobre la estructura de la hemoglobina. Llegó a poner de manifiesto que la estructura de la hemoglobina cambia dependiendo de que la molécula capte o pierda un átomo de oxígeno. A raíz de eL resultado, Linus Pauling decidió estudiar de forma más precisa la estructura de las proteínas, utilizando la difracción de rayos X. Sin embargo, la estructura proteínica resultó ser mucho más difícil de determinar usando esta técnica, que la de los cristales minerales estudiados anteriormente. . En esta década, el cristalógrafo británico William Astbury fue quien obtuvo los mejores resultados usando rayos X, pero cuando Pauling intentó reinterpretar sus observaciones con ayuda de la mecánica cuántica en 1937, no lo pudo conseguir.

Fueron necesarios once años para que Pauling comprendiera el origen del problema. Su análisis matemático era correcto, pero los resultados de Astbury fueron obtenidos de un modo tal que las proteínas estaban inclinadas, respecto a las posiciones esperadas. Para explicar esta discrepancia, Pauling propuso un modelo molecular de la hemoglobina, en el cual los átomos estaban posicionados en hélice, y aplicó esta idea a las proteínas en general.

En 1951, basados en las estructuras de los aminoácidos y de los péptidos y considerando la naturaleza planar del enlace peptídico, Pauling y sus colegas propusieron que la estructura secundaria de las proteínas estaba basada en la hélice alfa y la lámina beta. Esta conclusión ejemplifica la capacidad de Pauling para pensar de manera no convencional, pues el razonamiento central de la propuesta radica en que una vuelta de hélice puede contener un número no entero de aminoácidos.

Pauling también sugirió una estructura helicoidal para el ácido desoxirribonucleico (ADN), aunque su modelo tenía algunos errores, incluyendo el proponer grupos neutros de fosfato, idea que estaba en conflicto con la naturaleza ácida, y no neutra, del ADN.[8] Sir Lawrence Bragg se había decepcionado cuando supo que Pauling había ganado la carrera para descubrir la hélice alfa. El equipo de Bragg había cometido un error fundamental, al no considerar la naturaleza planar del enlace peptídico. Cuando en los Laboratorios Cavendish se supo que Pauling trabajaba con los modelos moleculares de la estructura del ADN, se autorizó a James Watson y Francis Crick a proponer un modelo estructural de la molécula de ADN, utilizando material no publicado, de los investigadores Maurice Wilkins y Rosalind Elsie Franklin del King's College. En 1953, Watson y Crick propusieron una estructura correcta para la doble hélice del ADN, lo que les valdría el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1962. Uno de los obstáculos que Pauling enfrentó durante su investigación, fue la imposibilidad de consultar las fotografías, de alta calidad, de difracción del ADN que Franklin había tomado. Cuando Pauling fue a verlas durante un congreso en Inglaterra, su pasaporte fue retenido por el Departamento de Estado de los Estados Unidos, que sospechaba que Pauling tenía simpatías por el comunismo.[9] Watson y Crick tuvieron acceso a estas fotografías gracias a que Wilkins se las mostró sin el permiso de la autora.

Durante este período, Pauling también estudió las reacciones enzimáticas. Se encuentra entre los primeros científicos que demostraron que las enzimas actúan estabilizando los estados de transición de las reacciones químicas, lo cual es fundamental para la comprensión de sus mecanismos de acción. Pauling está también entre los primeros que propusieron que los anticuerpos se enlazan a los antígenos gracias a una compatibilidad de sus estructuras. En el mismo orden de ideas, escribió un artículo, junto con el físico convertido en biólogo Max Delbrück, donde sugiere que la replicación del ADN es debida a la compatibilidad, y no a la similitud, como había sido sugerido por otros científicos. El modelo de Watson y Crick vendría a corroborar esta idea. Por otra parte, Pauling contribuyó también, junto con otros investigadores, a la fabricación de anticuerpos artificiales, y a la de un sustituto del plasma sanguíneo.

GENÉTICA

Pauling publicó en la revista Science la primera prueba de la relación entre una enfermedad humana y un cambio en una proteína específica.[10] Utilizando la electroforesis, demostraron que la hemoglobina se había modificado en enfermos de anemia falciforme, y que pacientes que eran propensos a este tipo de anemia, sin haberla desarrollado, tenían dos tipos de hemoglobina, modificada y sin modificar. Esta publicación fue la primera demostración de que una proteína específica podía estar asociada con una enfermedad en el ser humano, de manera que la herencia podía influir en las mutaciones de dicha proteína, marcando así los albores de la genética molecular.

  • ESTRUCTURA DEL NÚCLEO ATÓMICO

También investigó la estructura del núcleo atómico. Pauling habla de cadenas de núcleos que forman estructuras según la mecánica cuántica. Describía los distintos isótopos del hidrógeno como cadenas de partículas alfa.

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  • AUTOMOVIL ELÉCTRICO

Pauling también realizó investigaciones en el primer coche que sustituyese el motor de combustión interna por un motor eléctrico que produjese una menor emisión de gases.
A finales de los 50, en su estancia en Los Ángeles comprobó que el fenómeno del “smog” que se veía no se producía por las emisiones de las industrias químicas, sino por las emisiones de los automóviles. Entonces con la ayuda de los ingenieros de la empresa Eureka Williams desarrollaron el Henney Kilowatt que fue el primer automóvil eléctrico. Pero cuando el Henney Kilowatt estaba a punto de salir al mercado, Pauling se dio cuenta que este coche no tendría muchas ventas puesto que los acumuladores de esa época no tenían potencia suficiente en comparación con los motores de combustión interna. Pero la empresa prefirió sacarlo al mercado y sucedió lo que Pauling predijo y fue un fracaso en el mercado.

Los estudios que realizó sirvieron posteriormente para un gran avance en la tecnología.

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  • MEDICINA

Medicina ortomolecular, vitamina C y cáncer
Pauling trabajó para buscar una causa común para varias enfermedades. De esta búsqueda surgió la medicina ortomolecular, basada en la hipótesis de que la prevención y cura de las enfermedades puede lograrse regulando la concentración de las moléculas que se encuentran normalmente en el cuerpo humano. Estas moléculas pueden ser de vitaminas, aminoácidos, o cualquier otra sustancia que normalmente está presente en el cuerpo. Tomando como premisa esta hipótesis Linus Pauling propone tratar las distintas enfermedades administrando dosis, mayores o menores a las normales según corresponda, de la/las sustancias necesarias para alcanzar una concentración molecular óptima. En el mismo artículo de 1967 en el que presenta su hipótesis Pauling da algunos ejemplos de posibles tratamientos basados en esta idea, entre los que se menciona la ingesta de grandes dosis de ácido ascórbico -5 a 25 gr diarios- para aliviar resfríos y otras enfermedades infecciosas. En ese mismo año también publica Orthomolecular Psychiatry, donde aplica las mismas ideas a las enfermedades mentales.

Si bien en la terapia ortomolecular se administran distintas sustancias, la vitamina C parece haber sido la preferida de Pauling. En 1970 publica el primer libro sobre el tema, titulado “Vitamin C and the Common Cold”, en el que afirma que consumir 1gr de vitamina C todos los días reduce hasta en 45% las probabilidades de contraer un resfriado en la mayoría de las personas, e incluso hay personas que podrían necesitar dosis mucho mayores. Como es de esperarse, e incluso el mismo lo acepta, fue ampliamente criticado por tanto por médicos como por otros científicos. No conforme con esto Linus decide redoblar la apuesta respecto de las bondades de la vitamina C, afirmando que megadosis de la misma podrían reducir hasta en un 10% la incidencia y mortalidad por cáncer. En colaboración con el Dr. Ewan Cameron, por aquel entonces jefe de cirugía del htal. Vale of Leven de Escocia, publica el libro Cancer and Vitamin C (1979). Más tarde, en 1986, publica  How to Feel Better and Live Longer en el que ya trata a la vitamina C como una verdadera panacea: mejora la salud general, previene contra enfermedades cardíacas, cáncer y otras enfermedades, y detiene el envejecimiento.

Pauling estaba completamente convencido de lo que decía, al punto de suministrarse a sí mismo dosis diarias de entre 12gr y 40gr de vitamina C cuando los síntomas de resfrío aparecían. Lamentablemente, dado que no hubo controles adecuados, no hay manera de saber si tales dosis de vitamina C tuvieron alguna influencia en el desarrollo del cáncer de próstata que terminó con su vida en agosto de 1994.

APORTACIONES POLÍTICAS


Pauling no fue un activista hasta la Segunda Guerra Mundial. Durante la guerra, contribuyó a la puesta a punto de explosivos y de combustible para misiles. Del mismo modo, puso a punto un detector de nivel de oxígeno para los submarinos. Al comienzo del proyecto Manhattan, que llevaría a la fabricación de la primera bomba atómica, Pauling recibió una oferta de Robert Oppenheimer, para encabezar al departamento de química del proyecto. Pauling rechazó la propuesta. A raíz de sus contribuciones durante la guerra, el Gobierno de los Estados Unidos le concedió la Medalla Presidencial al Mérito, en 1948, que recibió de manos del presidente Harry Truman. Sin embargo, marcado por la guerra en general, y por los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki en particular, Pauling cambió de posición y se identificó con el activismo pacifista.

En 1946, se unió al Comité de Emergencia de Científicos Atómicos que Albert Einstein y Leó Szilárd habían fundado dos años antes. El comité tenía el fin de advertir a la opinión pública de los peligros asociados al desarrollo de las armas nucleares. El activismo de Pauling provocó que su pasaporte fuera confiscado en 1952, cuando salía para un congreso en Londres. El pasaporte fue restaurado en 1954, poco antes de partir a Estocolmo, a recibir el Premio Nobel. Al año siguiente, Linus Pauling firmó el Manifiesto Russell-Einstein, uniendo su nombre al de Bertrand Russell, Albert Einstein, y otros ocho científicos e intelectuales, apelando a la búsqueda de soluciones pacíficas durante la guerra fría.

Dos años después, Pauling redactó una petición junto con el biólogo Barry Commoner, quien había estudiado la presencia de estroncio-90 radioactivo en los dientes de leche de los niños estadounidenses, concluyendo que las pruebas nucleares en la atmósfera tienen riesgos para la salud pública, en forma de precipitación radioactiva. También participó en un debate público con el físico atómico Edward Teller, sobre los riesgos reales de mutaciones genéticas provocadas por estas precipitaciones.

En 1958, Pauling y su esposa presentaron ante la Organización de Naciones Unidas una carta firmada por más de 11.000 científicos, pidiendo la suspensión de las pruebas nucleares. La presión de la opinión pública condujo a una moratoria en las pruebas en la superficie, seguida por la firma del tratado de Prohibición Parcial de Pruebas Nucleares(PTBT, en inglés), firmado por 113 países, el 5 de agosto de 1963. Entre los firmantes, estaban John F. Kennedy por los Estados Unidos, y Nikita Jrushchov, por la Unión Soviética. El tratado entró en vigor en octubre de ese año, y entonces Pauling recibió el Premio Nobel de la Paz correspondiente a 1962 (el premio fue reservado para que la fecha de entrega coincidiera con la fecha de entrada en vigor del tratado).

Muchos de los detractores de Pauling apreciaban su trabajo científico, pero estaban en desacuerdo con su posición política y se le representaba como un ingenuo portavoz del comunismo soviético. En 1955, Pauling fue citado a comparecer frente al subcomité de Seguridad Interior del Senado, que le describió como «la personalidad científica número uno de todas las actividades importantes de la ofensiva pacifista-comunista que hay en este país». Pauling tuvo que regresar frente a este subcomité varias veces más, en especial cuando envió su petición contra las pruebas nucleares. La revista Life describió al Premio Nobel de la Paz que Pauling recibió como «un extraño insulto de Noruega». En 1970, Pauling recibió el Premio Lenin de la Paz, otorgado por la URSS.

PREMIOS RECIBIDOS


Premio Nobel de Química

En 1954 Linus Pauling fue galardonado con el Premio Nobel de Química. La Real Academia Sueca de Ciencias citados su trabajo seminal sobre la naturaleza de la sustancia química de bonos y la estructura de las moléculas y los cristales y también reconoció su aplicación de los conceptos resultantes a la dilucidación de la estructura de las proteínas, en concreto, la hélice alfa.
Premio Nobel de la Paz

Pauling poner su elevada posición como un nuevo premio Nobel con buenos resultados en su creciente activismo social. A finales de los años 1950 y principios de 1960 se convirtió en una figura heroica a cientos de miles de estadounidenses que admiraba la farmacia valiente protesta contra los ensayos nucleares atmosféricos. Sostuvo, utilizando los datos científicos y estadísticas para formular sus puntos, que la lluvia radiactiva se incrementaría la incidencia de cáncer y trastornos genéticos, incluyendo defectos de nacimiento. Como la tensión internacional y la competencia entre los EE.UU. y la Unión Soviética acelerado, también remachado la atención del público sobre la acumulación y la proliferación de armamento nuclear - los preparativos para la guerra termonuclear que creía que iba a destruir la mayoría de los seres vivos del planeta. Se dirigió a ambas cuestiones en su libro No más guerra! (1958). Sostuvo que el paciente, motivado la negociación y la diplomacia, con la objetividad y los procedimiento s del método científico, que la solución de los conflictos de una forma más duradera y racional, y mucho más humano que la guerra. Pidió a los científicos a ser pacificadores.
En esta fase más intensa de la Guerra Fría, el nombre de Linus Pauling fue a menudo en las noticias - como cuando se distribuyó una petición contra las pruebas nucleares atmosféricas y la excesiva acumulación de arsenales nucleares. La petición fue presentada a principios de 1958 a las Naciones Unidas después de haber sido firmado por unos 9.000 - eventualmente más que 11.000-científicos de todo el mundo. El gobierno de los EE.UU. se oponen a la posición defendida, a veces vituperatively - por la mayoría de la prensa y por diversos científicos, como el físico Edward Teller, muchos de los cuales eran empleados federales.

Pauling es de seis años antitesting implacable campaña fue finalmente reivindicado cuando un tratado fue firmado por el entonces tre s potencias nucleares - los EE.UU., Gran Bretaña y la URSS

El 10 de octubre de 1963, el día en que la limitación de la prohibición de los ensayos fue en efecto, se anunció que Linus Pauling sería galardonado con el Premio Nobel de la Paz para 1962. Uno de los principales miembros del comité de selección en Noruega, comentó más tarde que el tratado probablemente no se ha efectuado sin el Dr. Pauling de galvanizar impulso. Su creación ha escatimado tiempo inumerables las personas que padecen de cáncer y daños genéticos. Linus Pauling fue muy admirado y sigue siendo muy apreciada por su valiente posición pública por muchas personas que vivieron durante esos años. Hoy en día, por supuesto, la prevención de una guerra nuclear y la lluvia sobre el suelo de los ensayos de armas, así como la limitación de la proliferación de las armas nucleares, es la posición aceptada por la mayoría de las personas en todo el mundo.

Otros Premios Recibidos

  • 1931: Premio Langmuir, por la Academia Estadounidense de Química.

  • 1933: miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

  • 1936: miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense.

  • 1946: Medalla Gibbs, de la Academia Estadounidense de Química, sección de Chicago.

  • 1947: Medalla Davy, de la Royal Society.

  • 1947: miembro de la Royal Society, Londres.

  • 1951: Medalla Lewis, por la Sociedad Estadounidense de Química, sección de California.

  • 1952: Medalla Pasteur, por la Sociedad Bioquímica de Francia.

  • 1956: Medalla Avogadro, por la Academia Italiana de Ciencias.

  • 1960: Hombre del Año, según la revista Time.

  • 1962: Premio Gandhi de la Paz.

  • 1974: Medalla Nacional de Ciencias.

  • 1977: Medalla Lomonosov, otorgada por la Academia rusa de las Ciencias.

  • 1979: primer receptor de la Medalla de Química de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

  • 1984: Medalla Priestley, por la Academia Estadounidense de Química.

OBRAS PUBLICADAS


  • The nature of the chemical bond. Ithaca: Cornell University Press, 1960

  • «The nature of the chemical bond (IV). The energy of single bonds and the relative electronegativity of atoms», en J. Am. Chem. Soc., 54, pág. 3570, 1932.

  • Junto con E. Bright Wilson: Introduction to quantum mechanics with applications to chemistry. Dover Publications, 1985.

  • Junto con E. Cameron: Cancer and vitamin C: a discussion of the nature, causes, prevention, and treatment of cancer with special reference to the value of vitamin C. Camino Books, 1993.

  • How to live longer and feel better. Oregon State University Press, 2006.

  • Linus Pauling on peace - a scientist speaks out on humanism and world survival. Rising Star Press, 1998.

  • General chemistry. Dover Publications, 1998.

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