Kemisten Ragnar Larsson har gått ur tiden, 94 år gammal. Han föddes 1 januari 1929 i Göteborg där föräldrarna var lärare och där han 1948 tog studentexamen på Hvitfeldska gymnasiet. Efter studier vid Lunds Universitet avlade han där magisterexamen 1952, licentiatexamen 1961, och disputerade för filosofie doktorssgrad 1963 på en avhandling med titeln Studier över koboltamminkomplex.

Under åren 1952-62 innehade han tjänst som undervisnings­assistent vid Institutionen för oorganisk och fysikalisk kemi (Kemicum, Helgonavägen 5) och docenttjänst 1963-69. Han tillbringade sabbats­ledigheter som gästförskare i England (East Anglia University 1964) och USA (University of Pittsburgh 1969, UC Berkeley1991). Efter flytt av institutionen från Kemicum till Kemicentrum 1969, erhöll Ragnar Larsson en särskild forskartjänst vid Naturvetenskapliga Forskningsrådet och blev 1984 professor i katalyskemi. Efter sin pensionering 1994 fortsatte han vara aktiv som professor emeritus vid LTH-avdelningen för kemiteknik.

Vid sidan av sitt vetenskapliga författarskap var Larsson också mycket produktiv populärvetenskapligt, i radio, dagspress och med böckerna Vi läser om kemi (CWK Glerups 1966) och Att studera kemi (Norstedts 1968).

Ragnar Larsson kan på många sätt sägas ha förnyat kemiforskningen i Lund, vilken under många år varit ensidigt dominerad av “komplexkonstanter” det vill säga en skola fokuserad på kvantitativa termodynamiska studier av de stegvisa komplexen som olika metalljoner bildade med (vanligtvis negativt laddade) “ligander”.

Tillsammans med kollegan och vännen Kjell Rosengren installerades i ett litet fönsterlöst utrymme i källaren på Helgonavägen en infrarödspektrofotometer. Där togs de första stegen – och faktiskt den första användningen av spektroskopi på kemiska frågeställningar i Lund – med ursprungligt syfte att studera metallkomplex (Fronaeus m.fl.) och fria radikaler (Rosengren). Tekniken användes senare av Ragnar Larsson för att bearbeta mera generella frågeställningar kring metalljonernas bindningar och hur metaller fungerar i katalysatorer.

 

För att förstå Ragnar Larssons insatser behövs en bakgrund kring hur den oorganiska kemin utvecklats i Sverige, och Lund i synnerhet.

 

Medan svensk forskning inom oorganisk strukturkemi (kristallografi) och lösningskemi i början av 1900-talet huvudsakligen varit koncentrerad till lärosätena i Uppsala och Stockholm, hade Lund faktiskt en tidig historia inom komplexkemin där lundaprofessorn C. W. Blomstrand (1826–97) presenterade sin så kallade kedjeteori. Han förklarade t.ex. saltet CoCl₃-6NH₃ med att valensen tre på koboltatomen svarade mot bindningen av tre kedjor av ihopkopplade NH₃-molekyler, varje kedja med en negativ kloridjon i ändan_.

Kedjeteorin fick sin främsta anhängare i Blomstrands vän S.M. Jørgensen i Köpenhamn som framställde många nya metallkomplex vars egenskaper kunde förklaras utifrån kedjeteorin. Men att kedjeteorin var felaktig visade kemisten Alfred Werner i Zurich: det var inte bara 3 bindingar till koboltjonen utan 6 bindningar från ammoniakligander i hörnen på en oktaeder. Därmed föddes koordinationskemin. Även komplexkemin utvecklades, med G.K. Schwartzenbach i Zurich och  L.-G. Sillén i Stockholm i spetsen. Köpenhamnsskolan som hårdnackat vägrat släppa kedjeteorin tvingades till slut ge upp för Werners koordinationsteori.

Ett viktigt argument för en oktaedrisk struktur var att Werner demonstrerat att man kunnat framställa koboltkomplex som var optiskt aktiva (dvs kirala), i strid mot vad som vore möjligt enligt kedjeteorin.

 

Det är med denna nya kunskap Ragnar Larsson gör sin entré på kemiinstitutionen i Lund. Han följde till en början komplexkonstantskolan och använde spektroskopisk absorbans endast som ytterligare ett redskap för att kvantifiera koncentrationer av metalljoner och andra species i lösning för att kunna räkna ut komplexkonstanter. Dock inser han tidigt att även spektroskopiskt mätt energi, d.v.s. vibrations­frekvensen, innehåller viktig information om hur en ligand är bunden till den centrala metalljonen. Han blir härvid också intresserad av något Alfred Werner observerat: att styrkan på den optiska vridningen hos kirala metallkomplex känsligt berodde på val och koncentration hos den negativt laddade motjonen.

Larsson definierar i sin avhandling  “outer sphere complex” och använder också den optiska aktiviteten mätt med en polarimeter för att bestämma komplexkonstanter för sådana yttersfärskomplex.

 

Med Werners koordinationskemi följer internationellt djupare förståelse för varför vissa komplex är starkare än andra.  Här hade Ragnar Larssons handledare under licentiandtiden, Sten Ahrland tillsammans med Joseph Chatt utvecklat en halvkvantitativ teori enligt vilken metalljoner karaktäriseras som “mjuka” eller “hårda”  beroende på inslaget av kovalent (mjuk) eller elektrostatisk (hård) bindning. Man skiljde också mellan termodynamisk och kinetisk stabilitet och de Co(III) komplex med kovalent bindande ligander som Werner isolerat, och Larsson studerade, var inte “robusta” på grund av sin termodynamiska stabilitet utan för att de tog lång tid på sig att falla sönder, ofta år.

Snart följde olika kvantmekaniska ansträngningar att på ett stringentare vis förstå föreningarnas stabilitet och egenskaper.  I Köpenhamn utvecklade Carl Ballhausen en modell, “ligandfältsteori”, som byggde på kristallfältsteori kompletterad med inslag av kovalent bindning. Denna utveckling liksom de kvantmekaniska grunderna för spektroskopi anammades tidigt av Ragnar Larsson i hans pektroskopiska studier av bindningsförhållandena i olika metallkomplex.

 

En ny fas inträdde i Ragnar Larssons verksamhet 1969 i samband med att han erhöll stora anslag för katalysforskning från Styrelsen for Teknisk Utveckling. Det handlade om både homogen och heterogen katalys, kvävefixering, hydrogenering, elektrokatalys. Huvudtema var mekanismer för koordinering av reaktantmolekyler till atomer på katalysatorn.  Instrumentstationen vid Kemicentrum berikades samtidigt med ett ESCA-instrument, den kemianpassade röntgenfotoelektron­spektrometer  som Kai Siegbahn just utvecklat och sedermera Nobelprisbelönades för.

Med en kombination av ESCA och infrarödspektroskopi angrep Larsson och medarbetare framgångsrikt en rad fundamentala problem. Tillsammans med docenten Börje Folkesson utvecklade han en intern standard som gjorde det möljigt att översätta uppmätt excitationsenergi för en elektron från ett inre elektronskal hos en atom till den effektiva laddning som atomen bar på. Detta var värdefull ny information – tidigare hade man varit hänvisad till den nominella valensen, t ex +3 för en Co(III) atom.

Stora avvikelser från den nominella valensen upptäcktes, avslöjande ofta radikal laddningsomorganisation i komplex beroende på bland annat grad av pi-bindning i och till liganderna, vilket i sin tur kunde förklara viktiga kemiska egenskaper inklusive katalytiska effekter.

 

Inspirerad av sina infrarödstudier i vilka styrkan på en bindning, mellan en metallatom i en katalysator och en atom hos en reagerande molekyl ofta direkt kunde avläsas i form av ett motsvarande skift i vibrationsfrekvens,  lade Ragnar Larsson fram en teori för katalys genom “Selective Energy Transfer” (SET).  För att erhålla SET antog han att kemiska bindningar kunde destabiliseras genom växelverkan mellan vibrerande atompar på katalysator och reagerande molekyl – särskilt stark växelverkan och effektiv katalys uppnåddes vid vibrationsresonans som selektivt kunde kanalisera termisk energi till att destabilisera en viss bindning.

Trots att Larsson kunde visa god överensstämmelse mellan förväntad och experimentell katalyseffekt för många system, erhöll dock SET-modellen aldrig allmänt genomslag.

 

Efter pensioneringen var Ragnar Larsson emeritusprofessor och han fortsatte att vara vetenskapligt aktiv så länge han levde. Han fortsatte också vara huvudredaktör för tidskriften Katalysnytt, som han initierat 1991.

 

Ragnar var min handledare då jag började som doktorand på Institutionen för oorganisk och fysikalisk kemi. Handledningen kunde jag egentligen aldrig utnyttja: Ragnar var i USA (detta var före e-mailens tid) så jag tilläts av professorn, Sture Fronaeus, att göra vad som föll mig in då vi  funnit att det projekt jag anvisats inte bara var experimentellt svårt utan också fysikaliskt omöjligt. Trots detta hade Ragnar Larsson stor betydelse för mig som mentor, dels genom att introducera mig i kvantmekanik och spektroskopi, dels genom att visa på nyttan av att våga djärvt överskrida ämnesgränser.

Som handgripligt exempel på det senare, liksom på hans envishet och stora intellektuella förmåga in i det sista, är hans sista publikation (2023 Origin of prebiotic organics and oxygen on Earth). Här för han fram en möjlig lösning på ett länge känt problem med pre-biotiska modeller för livets uppkomst, nämligen hur de enorma mängder organiska ursprungsämnen som behövdes skulle kunna ha uppstått. Ragnar Larssons förklaring bygger på hans observation att den linjära koldioxidmolekylen genom Fermi-resonans kan blanda vissa degenererade sträck- och böjvibrationer: enligt SET-modellen skulle detta kunna möjliggöra en karbonylsulfidkatalyserad reduktion av koldioxid, metan och ammoniak till de eftersökta organiska föreningarna med samtidig frigörelse av syrgas från vatten. Denna publikation kom alltså bara månader före hans död, en intressant spekulation, typisk för Ragnar, om varför vi finns och kan andas.

 

Ragnar Larsson var en lågmäld person. Han var  hängiven sin forskning och kemin fanns alltid med, såväl på laboratoriet som i hemmet (matlagning, punschkokning, gelétillverkning).

För mig och många andra var han förebilden för en sann vetenskapsman men även en trofast vän.

Vi är många som saknar honom.

Bengt Nordén