Keniči Fukui (; * 4. október 1918, Nara – † 9. január 1998, Kjóto) bol japonský chemik 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).Bell J, Johnstone B, Nakaki S: The new face of Japanese science. New Scientist, March 21, 1985, p. 31.Sri Kantha S: Kenichi Fukui. In, Biographical Encyclopedia of Scientists, edited by Richard Olson, Marshall Cavendish Corp, New York, 1998, pp. 456–458.The Chemical Intelligencer 1995, 1(2), 14-18, Springer-Verlag, New York, Inc.
Výskum
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.
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. 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.“
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.“
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.
Uznanie 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:
Obsadené orbitály dvoch molekúl sa navzájom odpudzujú. Kladný náboj jednej molekuly priťahuje záporný náboj druhej molekuly. 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.“Theory of orientation and stereoselection (1975), An Einstein dictionary, Greenwood Press, Westport, CT, by Sachi Sri Kantha ; foreword contributed by Kenichi Fukui (1996), Frontier orbitals and reaction paths : selected papers of Kenichi Fukui (1997) The science and technology of carbon nanotubes edited by Kazuyoshi Tanaka, Tokio Yamabe, Kenichi Fukui (1999),
Osobný život 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
Iné projekty
Zdroj
Kategória:Osobnosti z Nary Kategória:Japonskí chemici Kategória:Japonskí vysokoškolskí pedagógovia Kategória:Japonskí nositelia Nobelovej ceny Kategória:Nositelia Nobelovej ceny za chémiu Kategória:Členovia Kráľovskej spoločnosti Kategória:Členovia United States National Academy of Sciences Kategória:Členovia Pápežskej akadémie vied