Новое исследование ставит под сомнение одну из базовых идей, которую преподают на уроках химии во всем мире. Доктор Эдвин Джонсон из Ньюкаслского университета вместе с коллегами из Кардиффского университета и Университета Новой Англии опубликовал статью в журнале Journal of Chemical Education. Ученые пересмотрели объяснение того, как ведут себя электроны внутри молекул — от этого зависит понимание, почему химические вещества реагируют именно так.
С помощью современного компьютерного моделирования исследователи выяснили, что традиционное объяснение — индуктивный эффект — которое используют уже почти сто лет, в ряде случаев не согласуется с актуальными данными. Раньше считали, что индуктивный эффект в органических молекулах передается от атома к атому через связи (σ‑связи), постепенно ослабевая. Но новые исследования показали: в обычных (нейтральных) молекулах он работает только на одной связи — дальше почти не распространяется. Поэтому свидетельства его передачи на большие расстояния стоит воспринимать с осторожностью.
В заряженных молекулах эффект может передаваться дальше, но это уже не «чистый» индуктивный эффект, а другое явление — поляризуемость. То, что раньше объясняли особым пространственным влиянием, тоже связано с поляризуемостью или изменениями в распределении электронов. В итоге ученые получили более точное представление о том, как индуктивный эффект взаимодействует с поляризуемостью.
Авторы считают, что это может улучшить преподавание химии и дать ученым более четкое представление о поведении молекул.
Органическая химия важна для медицины, производства, сельского хозяйства, создания новых материалов и множества повседневных технологий. То, как объясняют и преподают поведение молекул, влияет на подготовку будущих ученых: от этого зависит, насколько хорошо они смогут предсказывать и проектировать химические процессы. Если базовая концепция изложена неточно, ошибки могут проявиться позже — в серьезных научных исследованиях. Работа ученых призвана усовершенствовать химическое образование и укрепить основы для новых химических разработок.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что химики впервые воссоздали фотосинтезирующую молекулу бактерий.
