Википедија

Keniči Fukui

Keniči Fukui (jap. 福井 謙一; Nara, 4. oktobar 1918 — Kjoto, 9. januar 1998) bio je japanski hemičar,[2] poznat kao prva osoba istočnoazijskog porekla koja je dobila Nobelovu nagradu za hemiju.

Keniči Fukui
Lični podaci
Datum rođenja(1918-10-04)4. oktobar 1918.
Mesto rođenjaNara, Japansko carstvo
Datum smrti9. januar 1998.(1998-01-09) (79 god.)
Mesto smrtiKjoto, Japan
ObrazovanjeUniverzitet u Kjotu
Naučni rad
Poljehemija
Poznat poHOMO/LUMO,[1] Fukui funkcija

Fukui je dobio Nobelovu nagradu za hemiju 1981. godine zajedno sa Roaldom Hofmanom, za njihova nezavisna istraživanja mehanizama hemijskih reakcija. Fukuijev nagrađeni rad bavio se ulogom graničnih orbitala u hemijskim reakcijama: konkretno, da molekuli dele labavo vezane elektrone koji zauzimaju granične orbitale, to jest, najvišu popunjenu molekulsku orbitalu (HOMO) i najnižu nepopunjenu molekulsku orbitalu (LUMO).[3][4][5][6][7][8][9]

Obrazovanje

uredi

Fukui je bio najstariji od tri sina Riokičija Fukuija, trgovca u spoljnoj trgovini, i Čie Fukui. Rođen je u Nari, Japan. U studentskim danima između 1938. i 1941. godine, Fukuijeva interesovanja su stimulisali kvantna mehanika i čuvena Šredingerova jednačina. Takođe je razvio uverenje da se proboj u nauci dešava kroz neočekivanu fuziju udaljenih povezanih oblasti.

U intervjuu za The Chemical Intelligencer, Keniči govori o svom putu ka hemiji počevši od srednje škole.

„Razlog za moj izbor hemije nije lako objasniti, jer hemija nikada nije bila moja omiljena grana u srednjoškolskim i gimnazijskim godinama. Zapravo, činjenica da je moj poštovani Fabre bio genije u hemiji je latentno osvojila moje srce, a najodlučniji događaj u mojoj obrazovnoj karijeri desio se kada je moj otac zatražio savet profesora Gen-icu Kite sa Carskog univerziteta u Kjotu u vezi sa pravcem koji bih trebalo da izaberem.”

Po savetu Kite, ličnog prijatelja starijeg Fukuija, mladi Keniči je upućen na Odeljenje za industrijsku hemiju, sa kojim je Kita tada bio povezan. On takođe objašnjava da mu je hemija bila teška jer se činilo da zahteva memorisanje da bi se naučila, i da je više voleo logički karakter u hemiji. Pratio je savet mentora koga je sam Keniči veoma poštovao i nikada se nije predomislio. Takođe je pratio te korake pohađajući Univerzitet u Kjotu u Japanu. Tokom tog istog intervjua, Keniči je takođe razgovarao o svom razlogu za preferiranje više teorijske hemije u odnosu na eksperimentalnu hemiju. Iako je svakako bio uspešan u teorijskoj nauci, on je zapravo proveo veliki deo svojih ranih istraživanja na eksperimentalnoj. Keniči je brzo završio više od 100 eksperimentalnih projekata i radova, i prilično je uživao u eksperimentalnim fenomenima hemije. U stvari, kasnije, kada je predavao, preporučivao bi eksperimentalne teze projekata svojim studentima da bi ih uravnotežio, teorijska nauka je dolazila prirodnije studentima, ali predlažući ili dodeljujući eksperimentalne projekte, njegovi studenti su mogli da razumeju koncept obe, kao što bi svi naučnici trebalo. Nakon diplomiranja na Carskom univerzitetu u Kjotu 1941. godine, Fukui je bio angažovan u Laboratoriji za gorivo japanske vojske tokom Drugog svetskog rata. Godine 1943. imenovan je za predavača hemije goriva na Carskom univerzitetu u Kjotu i započeo svoju karijeru kao eksperimentalni organski hemičar.

Istraživački rad

uredi

Bio je profesor fizičke hemije na Univerzitetu u Kjotu od 1951. do 1982. godine, predsednik Tehnološkog instituta u Kjotu između 1982. i 1988. godine, i član Međunarodne akademije kvantne molekularne nauke i počasni član Međunarodne akademije nauka u Minhenu. Takođe je bio direktor Instituta za fundamentalnu hemiju od 1988. do svoje smrti. Kao i predsednik Hemijskog društva Japana od 1983-84, dobio je mnoge nagrade pored Nobelove nagrade kao što su; Nagrada Japanske akademije 1962, Osoba kulturnih zasluga 1981, Carska čast Velikog kordona Ordena izlazećeg sunca 1988, sa mnogim drugim nagradama koje nisu tako prestižne.

Fukui je 1952. godine sa svojim mladim saradnicima T. Jonezavom i H. Šinguom predstavio svoju molekularno orbitalnu teoriju reaktivnosti u aromatičnim jedinjenjima, koja je objavljena u časopisu Journal of Chemical Physics. U to vreme, njegov koncept nije uspeo da privuče adekvatnu pažnju među hemičarima. Fukui je primetio u svom predavanju povodom Nobelove nagrade 1981. godine da je njegov originalni rad „dobio niz kontroverznih komentara. To je u izvesnom smislu bilo razumljivo, jer je zbog mog nedostatka iskustvene sposobnosti teorijska osnova za ovaj upadljiv rezultat bila nejasna ili pre nepravilno data."

Koncept graničnih orbitala je postao prepoznat nakon objavljivanja publikacije Roberta B. Vudvarda i Roalda Hofmana 1965. godine o pravilima periciklične selekcije Vudvard-Hofmana, koja su mogla da predvide brzine reakcije između dva reaktanta. Ova pravila, prikazana na dijagramima, objašnjavaju zašto neki parovi lako reaguju, dok drugi ne reaguju. Osnova ovih pravila leži u svojstvima simetrije molekula, a posebno u rasporedu njihovih elektrona. Fukui je priznao u svom predavanju povodom Nobelove nagrade da je „tek nakon zapanjujuće pojave briljantnog rada Vudvorda i Hofmana postao potpuno svestan da ne samo raspodela gustine, već i čvorno svojstvo određenih orbitala imaju značaj u tako širokom spektru hemijskih reakcija."

Ono što je bilo upečatljivo u značajnim doprinosima Fukuija je to što je razvio svoje ideje pre nego što su hemičari imali pristup velikim računarima za modelovanje. Pored istraživanja teorije hemijskih reakcija, Fukuijevi doprinosi hemiji takođe uključuju statističku teoriju geliranja, organsku sintezu neorganskim solima i kinetiku polimerizacije.

U intervjuu za časopis New Scientist 1985. godine, Fukui je bio veoma kritičan prema praksama usvojenim na japanskim univerzitetima i industrijama u cilju podsticanja nauke. Primetio je: „Japanski univerziteti imaju sistem katedri koji je fiksna hijerarhija. To ima svoje prednosti kada pokušavate da radite kao laboratorija na jednoj temi. Ali ako želite da radite originalni rad, morate početi mladi, a mladi ljudi su ograničeni sistemom katedri. Čak i ako studenti ne mogu da postanu docenti u ranoj dobi, treba ih podsticati da rade originalan posao." Fukui je takođe opomenuo japansko industrijsko istraživanje rekavši: „Industrija će verovatnije uložiti svoj istraživački napor u svakodnevno poslovanje. Veoma je teško da se uključi u čistu hemiju. Postoji potreba za podsticanjem dugoročnih istraživanja, čak i ako ne znamo njihov cilj i ako je njihova primena nepoznata." U drugom intervjuu za The Chemical Intelligencer on dalje razrađuje svoju kritiku rekavši: „Kao što je poznato širom sveta, Japan je pokušao da sustigne zapadne zemlje od početka ovog veka uvozeći nauku od njih." Japan je, u izvesnom smislu, relativno nov u fundamentalnoj nauci kao delu svog društva i nedostatak originalnosti i sposobnosti, kao i finansiranja koje zapadne zemlje imaju više prednosti, štete zemlji u fundamentalnoj nauci. Iako je takođe izjavio da se to poboljšava u Japanu, posebno finansiranje fundamentalne nauke, jer se godinama beleži stalni rast.

Priznanja

uredi

Fukui je dobio Nobelovu nagradu za svoje shvatanje da se dobra aproksimacija reaktivnosti može naći posmatranjem graničnih orbitala (HOMO/LUMO). Ovo je zasnovano na tri glavna zapažanja teorije molekularnih orbitala dok dva molekula međusobno reaguju.

  1. Popunjene orbitale različitih molekula se međusobno odbijaju.
  2. Pozitivna naelektrisanja jednog molekula privlače negativna naelektrisanja drugog.
  3. Popunjene orbitale jednog molekula i nepopunjene orbitale drugog (posebno HOMO i LUMO) međusobno reaguju izazivajući privlačenje.

Iz ovih zapažanja, teorija graničnih molekularnih orbitala (FMO) pojednostavljuje reaktivnost na interakcije između HOMO jedne vrste i LUMO druge. Ovo pomaže da se objasne predviđanja Vudvord-Hofmanovih pravila za termičke periciklične reakcije, koje su sažete u sledećoj izjavi: "Periciklična promena osnovnog stanja je simetrično dozvoljena kada je ukupan broj (4q+2)s i (4r)a komponenti neparan"[10][11][12][13]

Fukui je izabran za inostranog člana Kraljevskog društva (ForMemRS) 1989. godine.[2]

Reference

uredi
  1. ^ „Fukui's Frontiers: The first Japanese scientist to win a Nobel Prize introduced the concept of frontier orbitals” (PDF). Pubs.acs.org. Pristupljeno 2015-11-09. 
  2. ^ a b Buckingham, A. D.; Nakatsuji, H. (2001). „Kenichi Fukui. 4 October 1918 -- 9 January 1998: Elected F.R.S. 1989”. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 47: 223. doi:10.1098/rsbm.2001.0013  . 
  3. ^ Fukui, K (novembar 1982). „Role of Frontier Orbitals in Chemical Reactions”. Science. 218 (4574): 747—754. Bibcode:1982Sci...218..747F. PMID 17771019. S2CID 268306. doi:10.1126/science.218.4574.747. 
  4. ^ Fukui, K.; Yonezawa, T.; Shingu, H. (1952). „A Molecular Orbital Theory of Reactivity in Aromatic Hydrocarbons”. The Journal of Chemical Physics. 20 (4): 722. Bibcode:1952JChPh..20..722F. doi:10.1063/1.1700523  . 
  5. ^ Bell J, Johnstone B, Nakaki S: The new face of Japanese science. New Scientist, March 21, 1985, p. 31.
  6. ^ Sri Kantha S: Kenichi Fukui. In, Biographical Encyclopedia of Scientists, edited by Richard Olson, Marshall Cavendish Corp, New York, 1998, pp. 456–458. [nedostaje ISBN]
  7. ^ The Chemical Intelligencer 1995, 1(2), 14-18, Springer-Verlag, New York, Inc.
  8. ^ „Biographical Snapshots | Chemical Education Xchange”. Jce.divched.org. Arhivirano iz originala 2012-02-08. g. Pristupljeno 2015-11-09. 
  9. ^ Keniči Fukui na sajtu Nobelprize.org  , accessed 11. октобар 2020.
  10. ^ Theory of orientation and stereoselection (1975), ISBN 978-3-642-61917-5
  11. ^ An Einstein dictionary, Greenwood Press, Westport, CT, by Sachi Sri Kantha ; foreword contributed by Kenichi Fukui (1996), ISBN 0-313-28350-8
  12. ^ Frontier orbitals and reaction paths : selected papers of Kenichi Fukui (1997) ISBN 978-981-02-2241-3
  13. ^ The science and technology of carbon nanotubes edited by Kazuyoshi Tanaka, Tokio Yamabe, Kenichi Fukui (1999), ISBN 978-0080426969

Spoljašnje veze

uredi
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Кеничи_Фукуи&oldid=28632778”