Эрих Хюккель
Эрих Хюккель | |
|---|---|
 Эрих Хюккель в 1938 году | |
| Рожденный | ( 1896-08-09 )9 августа 1896 г. |
| Умер | 16 февраля 1980 г. (1980-02-16)(83 года) |
| Альма-матер | Гёттингенский университет |
| Известный | Уравнение Дебая–Хюккеля Теория Дебая–Хюккеля Метод Хюккеля Правило Хюккеля |
Эрих Арманд Артур Йозеф Хюккель ForMemRS [1] (9 августа 1896, Берлин — 16 февраля 1980, Марбург ) — немецкий физик и физико-химик . [2] Он в основном известен теорией Дебая–Хюккеля электролитических растворов и методом Хюккеля приближенных расчетов молекулярных орбиталей (МО) для π-электронных систем.
Хюккель родился в пригороде Берлина Шарлоттенбурге . Он изучал физику и математику с 1914 по 1921 год в Гёттингенском университете .
Получив докторскую степень , он стал ассистентом в Гёттингене, но вскоре стал ассистентом Петера Дебая в Цюрихе . Именно там он и Дебай разработали свою теорию ( теорию Дебая-Хюккеля , в 1923 году) электролитических растворов, проясняя поведение сильных электролитов с учетом межионных сил, чтобы учесть их электропроводность и термодинамические коэффициенты активности . [3]
Проведя 1928 и 1929 годы в Англии и Дании, недолго поработав с Нильсом Бором , Хюккель присоединился к факультету Технической высшей школы в Штутгарте . В 1935 году он перешел в Университет Филлипса в Марбурге , где он, наконец, получил звание полного профессора за год до выхода на пенсию в 1961 году. Он был членом Международной академии квантовой молекулярной науки .
Теории ненасыщенных органических молекул
Хюккель наиболее известен разработкой метода Хюккеля приближенных расчетов молекулярных орбиталей (МО) на π-электронных системах, упрощенного квантово-механического метода для работы с плоскими ненасыщенными органическими молекулами . В 1930 году он предложил теорию разделения σ/π для объяснения ограниченного вращения алкенов (соединений, содержащих двойную связь C=C ). Эта модель расширила интерпретацию Леннарда-Джонса 1929 года связи в триплетном кислороде . [4] По мнению Хюккеля, только σ-связь этена аксиально симметрична относительно оси CC, но π-связь — нет; это ограничивает вращение. В 1931 году он обобщил свой анализ, сформулировав как валентные связи (ВС), так и молекулярные орбитали (МО) описания бензола и других циклосопряженных углеводородов.
Хотя, несомненно, это краеугольный камень органической химии, концепции Хюккеля были незаслуженно непризнанными в течение двух десятилетий. Полинг и Уиланд охарактеризовали его подход как «громоздкий» в то время, и их конкурирующая теория резонанса была относительно легче для понимания химиками без фундаментального физического образования, даже если они не могли понять концепцию квантовой суперпозиции и путали ее с таутомерией . Его отсутствие навыков общения способствовало этому: когда Роберт Робинсон послал ему дружеский запрос, он высокомерно ответил, что его не интересует органическая химия. [5]
Знаменитое правило Хюккеля 4n+2 для определения того, будут ли кольцевые молекулы, состоящие из связей C=C, проявлять ароматические свойства, было впервые четко сформулировано Дерингом в статье 1951 года о трополоне . [6] Трополон был признан ароматической молекулой Дьюаром в 1945 году.
В 1936 году Хюккель разработал теорию π-сопряженных бирадикалов (молекул, не относящихся к Кекуле). Первый пример, известный как углеводород Шленка-Браунса , был открыт в том же году. Честь объяснения таких бирадикалов обычно приписывается Кристоферу Лонге-Хиггинсу в 1950 году. [7]
В 1937 году Хюккель усовершенствовал свою теорию МО для пи-электронов в ненасыщенных органических молекулах. Она до сих пор иногда используется как приближение, хотя более точный метод ППП Паризера–Парра–Попла сменил ее в 1953 году. «Расширенная теория МО Хюккеля» ( EHT ) применима как к сигма-, так и к пи-электронам и берет свое начало в работе Уильяма Липскомба и Роальда Хоффмана для неплоских молекул в 1962 году.
Поэма о Шредингере
По словам Феликса Блоха , Эрих Хюккель «подстрекал и помогал» студентам Цюрихского университета писать стихи о своих великих профессорах. [8] Стихотворение об Эрвине Шрёдингере звучало так:
Гар Манчес рехнет Эрвина Шона
с сейнером Wellenfunktion.
Nur wissen möcht' man gerne wohl
Был человеком sich dabei vorstell'n soll.
Его свободно перевел Феликс Блох :
Эрвин со своим пси может делать
Расчеты довольно много.
Но одно не было замечено:
Что же на самом деле означает пси?
Награды
- Премия Отто Гана по химии и физике 1965 года
Ссылки
- ^ Hartmann, H.; Longuet-Higgins, HC (1982). «Эрих Хюккель. 9 августа 1896-16 февраля 1980». Биографические воспоминания членов Королевского общества . 28 : 153–162 . doi : 10.1098/rsbm.1982.0008 . JSTOR 769897.
- ^ Сухи, К. (май 1980 г.). «Некролог: Эрих Хюкель». Физика сегодня . 33 (5): 72–75 . Бибкод : 1980PhT....33e..72S. дои : 10.1063/1.2914092 .
- ^ KJ Laidler и JH Meiser, «Физическая химия» (Benjamin/Cummings 1982) стр. 261–270 (проводимость) и стр. 292–294 (коэффициенты активности)
- ^ Lennard-Jones, JE (1929). «Электронная структура некоторых двухатомных молекул». Труды Фарадейского общества . 25 : 668– 685. Bibcode : 1929FaTr...25..668L. doi : 10.1039/TF9292500668.
- ^ Моррис, Питер Дж. Т.; Хорникс, Виллем Дж.; Бад, Роберт; Моррис, Питер Дж. Т. (1992). «Технология: взаимодействие науки: Вальтер Реппе и химия циклооктатетраена». Британский журнал истории науки . 25 (1): 145– 167. doi :10.1017/S0007087400045374. JSTOR 4027009. S2CID 145124799.
- ^ Doering, WVNE; Detert, FL (1951). «Оксид циклогептатриенилия». Журнал Американского химического общества . 73 (2): 876. Bibcode : 1951JAChS..73..876V. doi : 10.1021/ja01146a537.
- ^ Лонге-Хиггинс, ХК (1950). «Некоторые исследования в области теории молекулярных орбиталей I. Резонансные структуры и молекулярные орбитали в ненасыщенных углеводородах». Журнал химической физики . 18 (3): 265–274 . Bibcode : 1950JChPh..18..265L. doi : 10.1063/1.1747618.
- ^ Блох, Феликс (1976). «Гейзенберг и ранние дни квантовой механики». Physics Today . 29 (декабрь): 23–27 . Bibcode : 1976PhT....29l..23B. doi : 10.1063/1.3024633.
Дальнейшее чтение
- Хюкель, Э. (1930). «Zur Quantentheorie der Doppelbindung» [Квантовая теория двойных связей]. Zeitschrift für Physik . 60 ( 7–8 ): 423–456 . Бибкод : 1930ZPhy...60..423H. дои : 10.1007/BF01341254. S2CID 120342054.
- Хюкель, Э. (1931). «Квантотеоретическая проблема бензола». Zeitschrift für Physik . 70 ( 3–4 ): 204–286 . Бибкод : 1931ZPhy...70..204H. дои : 10.1007/BF01339530. S2CID 186218131.
- Хюккель, Э. (1931). «Вклад квантовой теории в проблему бензола. I. Электронная конфигурация бензола и родственных соединений». Z. Phys . 70 ( 3– 4): 204– 86. Bibcode :1931ZPhy...70..204H. doi :10.1007/BF01339530. S2CID 186218131.
- Хюккель, Э. (1932). «Вклад квантовой теории в проблему ароматических и ненасыщенных соединений». Z. Phys . 76 ( 9– 10): 628. Bibcode :1932ZPhy...76..628H. doi :10.1007/BF01341936. S2CID 121787219.
- Хюккель, Э. (1937). «Теория ненасыщенных и ароматических соединений». Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem . 42 : 752 и 827.
- Хюккель, Э. (1936). «Теория магнетизма так называемых бирадикалов». Z. Phys. Chem . B34 : 339. doi :10.1515/zpch-1936-3428. S2CID 202045110.
- Паризер, Р.; Парр, Р.Г. (1953). «Полуэмпирическая теория электронных спектров и электронной структуры сложных ненасыщенных молекул». J. Chem. Phys . 21 (3): 466–71 . Bibcode :1953JChPh..21..466P. doi :10.1063/1.1698929.
- Попл, JA (1953). «Взаимодействие электронов в ненасыщенных углеводородах». Trans. Faraday Soc . 49 : 1375– 85. doi :10.1039/tf9534901375.
- Хоффманн, Р.; Липскомб, В. Н. (1962). «Теория полиэдральных молекул. I. Физические факторизации векового уравнения». J. Chem. Phys . 36 (8): 2179– 89. Bibcode :1962JChPh..36.2179H. doi :10.1063/1.1732849.
- Э. Хюкель, Эйн Гелертенлебен: Эрнст у. Сатира ( ISBN 1975 3-527-25636-9 ).
- А. Карачалиос, Эрих Хюкель (1896–1980): От физики к квантовой химии (Springer, 2010 ISBN 978-90-481-3559-2 ).
