Кенити Фукуи (福井 謙一, Fukui Ken'ichi , 4 октября 1918 г. — 9 января 1998 г.) — японский химик . [1] Он стал первым человеком восточноазиатского происхождения, удостоенным Нобелевской премии по химии , когда в 1981 году он выиграл премию вместе с Роальдом Хоффманом за их независимые исследования механизмов химических реакций . Работа Фукуи, удостоенная премии, была сосредоточена на роли граничных орбиталей в химических реакциях: в частности, на том, что молекулы совместно используют слабосвязанные электроны, которые занимают граничные орбитали, то есть высшую занятую молекулярную орбиталь ( HOMO ) и низшую незанятую молекулярную орбиталь ( LUMO ). [3] [4] [5 ] [6] [7] [8] [9]
Фукуи был старшим из трех сыновей Риокичи Фукуи, торговца внешней торговлей, и Чие Фукуи. Он родился в Наре, Япония . В студенческие годы между 1938 и 1941 годами интерес Фукуи стимулировался квантовой механикой и уравнением Эрвина Шредингера . Он также выработал убеждение, что прорыв в науке происходит посредством неожиданного слияния отдаленно связанных областей.
В интервью изданию The Chemical Intelligencer Кеничи рассказывает о своем пути к химии, который он начал еще в средней школе.
«Причину моего выбора химии объяснить нелегко, поскольку химия никогда не была моим любимым предметом в средней и старшей школе. На самом деле, тот факт, что мой уважаемый Фабр был гением в химии, завладел моим сердцем подспудно, самым решающим событием в моей образовательной карьере стало то, что мой отец попросил совета у профессора Гэн-ицу Кита из Императорского университета Киото относительно того, какое дело мне следует выбрать».
По совету Кита, личного друга старшего Фукуи, молодой Кенити был направлен на кафедру промышленной химии, с которой тогда был связан Кита. Он также объясняет, что химия была для него трудной, потому что, казалось, требовала запоминания, чтобы ее изучить, и что он предпочитал более логичный характер в химии. Он последовал совету наставника, которого сам Кенити очень уважал, и никогда не оглядывался назад. Он также пошел по этим стопам, посещая Киотский университет в Японии. Во время того же интервью Кенити также рассказал о своей причине предпочтения теоретической химии вместо экспериментальной. Хотя он, безусловно, преуспел в теоретической науке, на самом деле большую часть своих ранних исследований он посвятил экспериментальной. Кенити быстро завершил более 100 экспериментальных проектов и работ, и ему скорее нравились экспериментальные явления химии. Фактически, позже, когда он преподавал, он рекомендовал своим студентам экспериментальные дипломные проекты, чтобы сбалансировать их, теоретическая наука была более естественной для студентов, но, предлагая или назначая экспериментальные проекты, его студенты могли понять концепцию обоих, как и должен делать любой ученый. После окончания Киотского императорского университета в 1941 году Фукуи был занят в армейской топливной лаборатории Японии во время Второй мировой войны . В 1943 году он был назначен преподавателем химии топлива в Киотском императорском университете и начал свою карьеру в качестве экспериментального органического химика.
Он был профессором физической химии в Киотском университете с 1951 по 1982 год, президентом Киотского технологического института с 1982 по 1988 год, членом Международной академии квантовой молекулярной науки и почетным членом Международной академии наук в Мюнхене. [ требуется ссылка ] Он также был директором Института фундаментальной химии с 1988 года до своей смерти. А также президентом Химического общества Японии с 1983 по 1984 год, получив множество наград помимо своей Нобелевской премии , таких как: Премия Японской академии в 1962 году, звание «За заслуги в области культуры» в 1981 году, Императорский почетный знак Большой ленты Ордена Восходящего солнца в 1988 году, а также множество других наград, не столь престижных.
В 1952 году Фукуи со своими молодыми коллегами Т. Ёнэдзавой и Х. Шингу представил свою молекулярную орбитальную теорию реакционной способности ароматических углеводородов , которая появилась в журнале Journal of Chemical Physics . В то время его концепция не привлекла должного внимания среди химиков. Фукуи заметил в своей Нобелевской лекции в 1981 году, что его оригинальная статья «вызвала ряд противоречивых комментариев. Это было в некотором смысле понятно, поскольку из-за отсутствия у меня экспериментальных способностей теоретическое обоснование этого заметного результата было неясным или, скорее, ненадлежащим образом дано».
Концепция пограничных орбиталей получила признание после публикации в 1965 году Робертом Б. Вудвордом и Роальдом Хоффманном правил стереоотбора Вудворда-Хоффмана , которые могли предсказывать скорости реакций между двумя реагентами. Эти правила, изображенные на диаграммах, объясняют, почему некоторые пары легко реагируют, а другие — нет. Основа этих правил лежит в свойствах симметрии молекул и, особенно, в расположении их электронов. Фукуи признал в своей Нобелевской лекции, что «Только после замечательного появления блестящей работы Вудворда и Хоффмана я полностью осознал, что не только распределение плотности, но и узловые свойства конкретных орбиталей имеют значение в таком широком разнообразии химических реакций».
Что было поразительным в значительном вкладе Фукуи, так это то, что он разработал свои идеи до того, как химики получили доступ к большим компьютерам для моделирования. Помимо исследования теории химических реакций, вклад Фукуи в химию также включает статистическую теорию гелеобразования , органический синтез неорганическими солями и кинетику полимеризации .
В интервью журналу New Scientist в 1985 году Фукуи резко критиковал практику, принятую в японских университетах и отраслях промышленности для развития науки. Он отметил: «В японских университетах есть система кафедр, которая представляет собой фиксированную иерархию. Это имеет свои преимущества, когда вы пытаетесь работать как лаборатория по одной теме. Но если вы хотите делать оригинальную работу, вы должны начинать молодыми, а молодые люди ограничены системой кафедр. Даже если студенты не могут стать доцентами в раннем возрасте, их следует поощрять делать оригинальную работу». Фукуи также предостерег японские промышленные исследования, заявив: «Промышленность, скорее всего, будет вкладывать свои исследовательские усилия в свою повседневную деятельность. Ей очень трудно заняться чистой химией. Необходимо поощрять долгосрочные исследования, даже если мы не знаем их цели и если их применение неизвестно». В другом интервью The Chemical Intelligencer он далее разъясняет свою критику, говоря: «Как известно во всем мире, Япония пытается догнать западные страны с начала этого века, импортируя у них науку». Япония, в некотором смысле, относительно нова для фундаментальной науки как части своего общества, и отсутствие способности к оригинальности и финансирования, в котором западные страны имеют больше преимуществ, навредило стране в фундаментальной науке. Хотя он также заявил, что в Японии ситуация улучшается, особенно финансирование фундаментальной науки, поскольку оно стабильно росло в течение многих лет.
Фукуи был удостоен Нобелевской премии за то, что он понял, что хорошее приближение для реакционной способности может быть найдено путем рассмотрения граничных орбиталей ( HOMO/LUMO ). Это было основано на трех основных наблюдениях теории молекулярных орбиталей при взаимодействии двух молекул.
Из этих наблюдений теория пограничных молекулярных орбиталей (FMO) упрощает реакционную способность для взаимодействий между HOMO одного вида и LUMO другого. Это помогает объяснить предсказания правил Вудворда-Хоффмана для термических перициклических реакций, которые суммируются в следующем утверждении: «Перициклическое изменение основного состояния является симметрийно разрешенным, когда общее число компонентов (4q+2)s и (4r)a нечетно» [10] [11] [12] [13]
В 1989 году Фукуи был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) . [1]
