Keniči Fukui

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Keniči Fukui
japonský chemik
Keniči Fukui
Dielo
Známy vďakaTeória hraničných molekulárnych orbitálov
Fukuiho funkcia
Alma materKjótska univerzita
OvplyvnilRoald Hoffman, Akira Jošiko
Ocenenia
Nobelova cena za chémiu (1981)
Osobné informácie
Narodenie4. október 1918
Nara, Japonsko
Úmrtie9. január 1998 (79 rokov)
Kjóto, Japonsko
ManželkaTomoe Horie
DetiTetsuja Fukui (syn)
Mijako Fukui (dcéra)
Odkazy
Spolupracuj na CommonsKeniči Fukui
(multimediálne súbory na commons)

Keniči Fukui (jap. 福井 謙一 – Fukui Keniči; * 4. október 1918, Nara – † 9. január 1998, Kjóto) bol japonský chemik[1] a prvý ázijský laureát Nobelovej ceny za chémiu.

Fukui dostal Nobelovu cenu za chémiu v roku 1981 spolu s Roaldom Hoffmanom za ich nezávislý výskum mechanizmov chemických reakcií. Fukuiho práca ocenená Nobelovou cenou sa zameriavala na úlohu hraničných orbitálov v chemických reakciách, konkrétny tým, že molekuly zdieľajú slabo viazané elektróny, ktoré sa nachádzajú v ich hraničných orbitáloch, teda v HOMO (najvyššom obsadenom molekulárnom orbitále) a LUMO (najnižšom neobsadenom molekulárnom orbitále).[2][3][4][5][6][7][8]

Výskum[upraviť | upraviť zdroj]

Pomník Kenichiho Fukuiho na Kjótskej univerzite

Fukui bol profesor fyzikálnej chémie na Kjótskej univerzite v rokoch 1951 až 1982, prezident Kjótskeho technologického inštitútu v rokoch 1982 až 1988 a člen Medzinárodnej akadémie kvantových molekulárnych vied a čestný člen Medzinárodnej akadémie vied v Mníchove.[chýba zdroj]

V roku 1952 Fukui a jeho spolupracovníci T. Jonezava a H. Šingu publikovali svoju teóriu molekulárnych orbitálov v reaktivite aromatických uhľovodíkov v časopise Journal of Chemical Physics.[9] Tento koncept však vtedy nepritiahol dostatočnú pozornosť ostatných chemikov. Fukui neskôr vo svojej prednáške v roku 1981, po obdržaní Nobelovej ceny, poznamenal, že jeho pôvodný článok „dostal niekoľko kontroverzných poznámok. V istom zmysle to bolo pochopiteľné, kvôli mojím chýbajúcim experimentálnym skúsenostiam, takže teoretický základ týchto zreteľných výsledkov bol nejasný alebo nevhodne popísaný.“[10]

Koncept hraničných orbitálov neskôr získal väčšie uznanie až po publikácii článku Robertom B. Woodwardom a Roaldom Hoffmanom v roku 1965, ktorý hovoril o Woodwardových-Hoffmannových pravidlách, podľa ktorých bolo možné predpovedať rýchlosti reakcie medzi dvoma reaktantmi. Tieto pravidlá, ukázané v diagramoch, vysvetlili, prečo niektoré páry reaktantov reagujú rýchlo a iné nie. Základ týchto pravidiel spočíval v symetriách molekúl a hlavne v rozložení ich elektrónov. Fukui vo svojej prednáške uznal, že „až na základe skvelej práce Woodwarda a Hoffmana som si plne uvedomil, aký význam má nie len rozloženie hustoty, ale i uzlové vlastnosti konkrétnych orbitálov v tak širokej škále chemických reakcií.“[10]

Na Fukuiho významnom príspevku je neobyčajné to, že celý tento koncept vyvinul pred tým, než mali chemici prístup k veľkým počítačom na modelovanie chemických vlastností. Okrem objavovania teórie chemických reakcií prispel Fukui k poznaniu chémiu i štatistickou teóriou gelácie, opisom použitia anorganických solí v organickej syntéze a kinetikou polymerizácie.[8]

Uznanie[upraviť | upraviť zdroj]

Fukui dostal Nobelovu cenu za jeho uvedomenie, že dobrý odhad reaktivity možno získať podľa znalostí hraničných orbitálov (HOMO a LUMO). Na to prišiel na základe troch hlavných pozorovaní teórie molekulárnych orbitálov počas interakcie dvoch molekúl:

  1. Obsadené orbitály dvoch molekúl sa navzájom odpudzujú.
  2. Kladný náboj jednej molekuly priťahuje záporný náboj druhej molekuly.
  3. Obsadené orbitály jednej molekuly a neobsadené orbitály druhej molekuly (hlavne HOMO a LUMO) spolu interagujú, čo spôsobuje priťahovanie.

Na základe týchto pozorovaní zjednodušuje teória hraničných molekulárnych orbitálov (TFMO) reaktivitu molekúl na interakcie medzi HOMO jednej a LUMO druhej. To pomáha vysvetliť predpovede Woodwardových-Hoffmanových pravidiel pre tepelné pericyklické reakcie, ktoré sa dajú opísať nasledovne: „Pericyklická reakcia s N elektrónovými pármi a A antarafaciálnymi zložkami je v základnom stave symetricky povolená, ak je hodnota N + A nepárna.“[11][12][13][14]

Osobný život[upraviť | upraviť zdroj]

Fukui bol najstarší z troch synov Ryokichiho Fukuiho a a Chie Fukui. Narodil sa v Nare v Japonsku. V rokoch 1938 až 1941 ho počas štúdia zaujímala kvantová mechanika a slávna rovnica Erwina Schrödingera.

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. ↑ Kenichi Fukui. 4 October 1918 -- 9 January 1998: Elected F.R.S. 1989. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 2001, s. 223. DOI: 10.1098/rsbm.2001.0013.
  2. ↑ Role of Frontier Orbitals in Chemical Reactions. Science, November 1982, s. 747–754. Dostupné online. DOI: 10.1126/science.218.4574.747. PMID 17771019.
  3. ↑ A Molecular Orbital Theory of Reactivity in Aromatic Hydrocarbons. The Journal of Chemical Physics, 1952, s. 722. DOI: 10.1063/1.1700523.
  4. ↑ Bell J, Johnstone B, Nakaki S: The new face of Japanese science. New Scientist, March 21, 1985, p. 31.
  5. ↑ Sri Kantha S: Kenichi Fukui. In, Biographical Encyclopedia of Scientists, edited by Richard Olson, Marshall Cavendish Corp, New York, 1998, pp. 456–458.
  6. ↑ The Chemical Intelligencer 1995, 1(2), 14-18, Springer-Verlag, New York, Inc.
  7. ↑ Biographical Snapshots | Chemical Education Xchange [online]. Jce.divched.org. Dostupné online. Archivované 2012-02-08 z originálu.
  8. ↑ a b Kenichi Fukui [online]. NobelPrize.org, [cit. 2022-11-30]. Dostupné online. (po anglicky)
  9. ↑ FUKUI, Kenichi; YONEZAWA, Teijiro; SHINGU, Haruo. A Molecular Orbital Theory of Reactivity in Aromatic Hydrocarbons. The Journal of Chemical Physics, 1952-04-01, roč. 20, čís. 4, s. 722–725. Dostupné online [cit. 2022-11-30]. ISSN 0021-9606. DOI: 10.1063/1.1700523.
  10. ↑ a b Kenichi Fukui Nobel Lecture [online]. NobelPrize.org, [cit. 2022-11-30]. Dostupné online. (po anglicky)
  11. ↑ Theory of orientation and stereoselection (1975), ISBN 978-3-642-61917-5
  12. ↑ An Einstein dictionary, Greenwood Press, Westport, CT, by Sachi Sri Kantha ; foreword contributed by Kenichi Fukui (1996), ISBN 0-313-28350-8
  13. ↑ Frontier orbitals and reaction paths : selected papers of Kenichi Fukui (1997) ISBN 978-981-02-2241-3
  14. ↑ The science and technology of carbon nanotubes edited by Kazuyoshi Tanaka, Tokio Yamabe, Kenichi Fukui (1999), ISBN 978-0080426969

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]

Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Kenichi Fukui na anglickej Wikipédii.

Zdroj: „https://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=Keniči_Fukui&oldid=7502713“