名校系列:当今最优秀的理论化学家之一罗阿尔德·霍夫曼

名校系列:当今最优秀的理论化学家之一罗阿尔德·霍夫曼

2023-08-31    04'03''

主播: 百利天下留学

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介绍:
你好,这里是百利留学声,我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。如果问你当今最优秀的五位理论化学家是谁?你会不会觉得一头雾水呢?专业人士也许列出的名单不尽相同,但首位都必然是罗尔德·霍夫曼。 罗尔德·霍夫曼是1981年的诺贝尔化学奖得主,至今仍在康奈尔大学任教。他是学术界公认的卓越的理论化学家,此外他还有化学毕加索、化学诗人的别称。据说他至今已经出版了五本诗集。没想到吧,理工男除了会做实验,竟然还会吟诗作赋。那么霍夫曼又有着怎样杰出的学术成就,让他获得了诺奖呢?接下来我就为你揭秘。 霍夫曼主要从事的是量子化学方面的研究。1962年,从哈佛取得了博士学位之后,霍夫曼与有机化学家伍德沃德进行了为期三年的合作研究,主攻维生素B12的合成。霍夫曼应用量子化学知识,从分子轨道的各个方面对他们观察到的实验结果进行计算和研究,并以日本化学家福井谦一提出的前线轨道理论为工具,阐述了他与伍德沃德观测的结果,在1965年将此结果称为“分子轨道对称守恒原理”,又称伍德沃德-霍夫曼规则。这个理论是从维生素B12的合成工作中总结出来的,反过来又指导了维生素B12的合成。 分子轨道对称性守恒的基本原理是,当反应物与产物的轨道对称性相合时,反应就易于发生;不相合时,反应则难于发生。化学反应是分子轨道重新组合的过程,分子轨道的对称性控制化学反应的进程。在一个协同反应中,分子轨道对称性守恒,因为只有这样,才能用最低的能量形成反应中的过渡态。符合分子轨道对称守恒原理的反应途径被称为是“对称性允许”的,不符合该原理的反应途径则被称为是“对称性禁阻”的。 霍夫曼的分子轨道对称守恒原理阐明了一系列协同反应的机理和过程,而且在解释和预示一系列化学反应的方向﹑难易程度和产物的立体构型方面具有重要的指导作用。分子轨道对称性守恒理论不仅解释了过去许多无法解释的化学反应现象,而且使预测更为复杂的化学反应成为可能。该理论的提出将量子力学由静态发展到动态的阶段,分子轨道对称性守恒理论也因此被誉为认识化学反应的发展道路上的里程碑。 正是因为在发展化学反应过程理论方面做出的杰出贡献,1981年霍夫曼与福井谦一共享了诺贝尔化学奖。关于福井谦一,之前的留学声节目也有为大家介绍过他的故事,感兴趣的同学可以去听一听亚洲第一位诺贝尔化学奖得主的传奇人生。 虽然霍夫曼一直在美国求学工作,但作为波兰人,他却有着十分悲惨的童年经历。明天的留学声节目我将带你继续走进罗尔德·霍夫曼的生平,看看这颗在苦难中挣扎的小草是如何长成参天大树的。感谢你的聆听,我们明天见!