ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Квантовая химия как часть теоретической (органической) химии из "История органической химии" Квантовая химия объяснила природу химической связи, насыщаемость валентностей и их пространственную направленность, природу кратных связей, строение бензола и других бензоидных соединений, — перед всем этим прежняя теоретическая химия отступала. Таким образом, огромное влияние квантовой химии на развитие теории строения органических соединений не подлежит никакому сомнению. Но стала ли квантовая химия органичной частью той теоретической химии, к которой прибегает химик-органик в своей непосредственной работе по синтезу и анализу интересующих его органических соединений, по изучению протекания органических реакций Можно ли сравнить в этом отношении квантовую химию с классической теорией химического строения, со стереохимией, с традиционной физической химией Попытаемся ответить на этот вопрос, но сначала несколько слов о самом понятии квантовой химии. [c.96] Даже такое казалось бы тривиальное ее определение как части квантовой механики, объектом которой служат частицы, интересующие химика, и реакции между ними [5, с. 159] наталкивается на возражения на том основании, что оно слишком узко, поскольку методы квантовой химии применяются во всех областях естествознания [117, с. 32]. [c.96] Веселов замечает В настоящее время не установилось единого мнения о том, какой круг вопросов объединяется названием,,квантовая химия мы будем в дальнейшем понимать под этим термином квантовую теорию электронных оболочек атомов и молекул [118, с. 263]. [c.96] С этим определением согласуется, например, включение в квантовую химию детального истолкования данных молекулярной спектроскопии. Метод МО генетически связан с молекулярной спектроскопией, в этой области квантовохимические расчеты оказались особенно плодотворными и результаты их в наибольшей степени соответствовали экспериментальным данным. Малликен рассказывает, что в 20-х годах общей спектроскопией и теорией электронного строения занимались главным образом физики. Теперь, однако, — пишет автор, — считается, что все эти вопросы, так же как и новые направления в спектроскопии (ЯМР, ЭПР и др.), рожденные в физических лабораториях, относятся прежде всего к химии . Далее Малликен говорит, что его самого стали причислять к химикам совсем недавно и что это следует рассматривать как признание миграции молекулярной спектроскопии и метода МО от физики к химии. И все же эта область науки остается не границе между физикой и химией [94, с. 5911. [c.96] Таким образом, вопрос о взаимоотношении между квантовой химией и химиками-экспериментаторами естественным образом перешел в методологическую плоскость и превратился в вопрос о реальности представлений квантовой химии или, но сути, в вопрос о природе ее теоретических моделей — являются ли они структурными (изоморфными оригиналу — изучаемому объекту микромира) или они функциональные, или смешанные и если последнее правильно, то в чем заключается их структурность. В чем заключается реальность квантовой химии — этот вопрос задавал и Коулсон [122, с. 172]. Ответ на этот вопрос можно, но-видимому, сформулировать так квантовая химия представляет собою совокупность моделей (см. обзор [124]) с определенной иерархией, от фундаментальных (уравнения Шредингера и правила заполнения орбиталей на основании принципа Паули) до моделей частного характера, к которым принадлежит, например, модель Хюккеля. Большинство моделей квантовой химии органических соединений смешанные, поскольку сочетание чисто квантовомеханических моделей с моделями химического строения и стереохимии придает им элемент структурности (изоморфности), хотя чисто формальное сочетание квантовохимических представлений со структурными формулами, как в модели суперпозиции валентных схем в теории резонанса, не выводит модель из разряда функциональных [125]. [c.98] Таким образом, квантовая химия органических соединений представляет собою только часть теоретической орггшической химии, причем ее отношение к органической химии иное, чем стереохимии И классической теории химического строения. Обе последние теории выросли в недрах самой органической химии, а затем, в свою очередь, оказали огромное влияние на эту науку, способствуя невиданным успехам органического синтеза. Квантовая химия органических соединений пришла в органическую химию извне. Это — посланница теоретической физики, и ее отношение к органической химии поэтому иное, что прекрасно выразили Вудворд и Хофман Химия остается экспериментальной наукой... Однако последние 20 лет были отмечены плодотворным симбиозом органической химии и теории молекулярных орбиталей. По необходимости это был брачный союз плохой теории с хорошим экспериментом. Предварительные заключения появились на основе теорий, которые были такой мешаниной приближений, что они, по-видимому, не имели нрава работать, тем не менее в руках умных экспериментаторов эти идеи трансформировались в новые молекулы с необычными свойствами (цит. по [130, с. 222]). Современные предсказательные возможности квантовой химии в области органического синтеза слишком скромны, чтобы их сравнивать с ее мощной интерпретационной функцией, позволяющей привлекать ее к объяснению феноменологических закономерностей, установленных в рамках классической структурной теории и стереохимии. [c.100] Квантовая химия органических соединений во многом срослась с этими двумя важнейшими направлениями структурной химии, и поэтому никак нельзя согласиться с Хартманом, когда он говорит Хотя сотпи авторов во всем мире... крутят математическую мельницу, теоретическая химия не двигается с места [131, с. 258]. Впрочем, это высказывание Хартмана направлено, видимо, против шЪ- / о нистов . [c.100] В следующих главах мы перейдем к рассмотрению тех разделов физической химии, которые вместе с квантовой химией или шире — всей структурной теорией стали необходимыми элементами современной теоретической органической химии. [c.100] Реутов). М., Изд-во АН СССР, 1954. 124 с. [c.104] Вернуться к основной статье