También identificó la presencia de orbitales híbridos en las coordinaciones de iones o grupos de iones en disposición definida alrededor de un ion central. Para el caso de compuestos cuya geometría no se puede justificar mediante una única estructura, propuso el modelo de híbridos de resonancia, que contempla la verdadera estructura de la molécula como un estado intermedio entre dos o más estructuras susceptibles de ser dibujadas. Introdujo el concepto empírico de electronegatividad , como medida del poder de atracción de los electrones involucrados en un enlace de carácter covalente por parte de un átomo.
Nació en Portland. Se licenció en ingeniería química en 1922 por la Universidad de Óregon, y en 1925 se doctoró en fisicoquímica en el Instituto de Tecnología de California. En Europa colaboró con destacados científicos como Arnold Sommerfeld (Munich), Niels Bohr (Copenague), Erwin Scrôdinger (Zurich) y sir William Henry Bragg (Londres). En 1927 fue nombrado profesor del Instituto de California. Dirigió el Laboratorio de Química Gates and Crellin de 1936 a 1958. En colaboración con Max Delbruck desarrolló el concepto de complementariedad molecular en las reacciones antígeno-anticuerpo, en 1940. Su trabajo junto a Robert Corey le llevó a reconocer la estructura helicoidal de ciertas proteínas.
Por su posición contraria al armamentismo nuclear y a favor del desarme mereció el premio Nobel de la Paz. Tuvo que soportar las sospechas de comunista por parte de los servicios secretos de su país, que observaban sus actividades pacifistas. En sus últimos años generó polémica acerca de la vitamina C, que él consideraba esencial para combatir el cáncer. Falleció en Palo Alto, California.
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