Хоффман, Роалд: биография

В 1962 году он защитил докторскую диссертацию и стал первым доктором наук Липскомба и Гутермана. Три последующих года (1962—1965) Роалд Хоффман проработал в Гарвардском университете ассистентом лауреата Нобелевской премии по химии Роберта Вудворда. По воспоминаниям самого Хоффмана, Вудворд обладал ясностью мысли, способностью к концентрации, энциклопедическими знаниями химии и эстетическим чувством, не имеющим аналогов в современной химии. В это время Хоффман начал исследовать все виды органических превращений.

В период с 1962 по 1965 годы у Хоффмана родились двое детей, Гилель Ян и Ингрид Елена.

В 1965 году он переехал в Итаку, получив должность профессора физических наук Корнеллского университета.

В 1965 году вместе Вудвордом он сформулировал принцип сохранения орбитальной симметрии при химических реакциях («правило Вудворда — Хоффмана»). Проводя в Корнеллском университете свои исследования, Хоффман построил обобщённую квантовую теорию атомных и молекулярных столкновений в ходе химических реакций, за что в 1981 году был удостоен Нобелевской премии по химии.

В 1986—1988 годах участвовал в создании телевизионного курса вводной химии. «Мир химии» представляет собой серию из 26 получасовых эпизодов, разработанную в Университете штата Мэриленд и созданную Ричардом Томасом. Проект финансировался Анненберг Фондом — Корпорацией Общественного Вещания. Был телеведущим в сериях, которые начали выходить в эфир на ПБС в 1990 году. «Мир химии» по-прежнему используется в сотнях школ США и за рубежом.

Научная деятельность

Научные интересы Хоффманна — это исследования электронной структуры стабильных и нестабильных молекул и переходных состояний в реакциях. Он применяет как различные квантово-химические методы расчета, так и качественные аргументы к проблемам строения и реакционной способности и органических, и неорганических молекул среднего размера и протяженных систем в одно-, двух- и трех измерениях.

Его первым крупным научным вкладом была разработка расширенного метода Хюккеля (в сотрудничестве с группой Липскомба), схемы молекулярных орбиталей, которая позволила рассчитать приблизительную электронную структуру молекул и которая дала разумные предсказания молекулярных конформаций и простых потенциальных поверхностей. Эти расчеты сыграли важную роль в возрождении интереса к электронам и их свойствам.

Вторым важный вкладом Роальда Хоффмана было двустороннее исследование электронной структуры переходных состояний и интермедиатов в органических реакциях. В плодотворном сотрудничестве с Р. Б. Вудвордом из Гарвардского университета, он применил простые, но мощные аргументы симметрии и связи к анализу согласованных реакций. Эти соображения имели значительное прогностическое значение и стимулировали много продуктивной экспериментальной работы. Во втором подходе Хоффман проанализировал с помощью различных полуэмпирических методов молекулярные орбитали большинства типов реактивных интермедиатов в органической химии — карбониевых ионов, бирадикалов, метиленов, бензилов и т. д. Важные понятия, такие как взаимодействие через связь и гиперконьюгативное орбитальное взаимодействие, а также общий принцип пограничного контроля орбиталей, появились благодаря этой работе.

Доктор Хоффман и его сотрудники исследовали структуру и реакционную способность неорганических и металлоорганических молекул. Приблизительные расчеты молекулярных орбиталей и аргументы, основанные на симметрии, были применены его группой для изучения основных структурных особенностей каждого вида неорганических молекул, от комплексов малых двуатомных молекул до кластеров, содержащих много атомов ереходных металлов. Особенно полезное теоретическое устройство, концептуальное создание сложных молекул из (ML)n фрагментов, было использовано группой Хоффмана для анализа связей кластеров, равновесной геометрии и конформационных предпочтений олефинов и полиеновых металлокарбонильных комплексов. Теперь доступно удовлетворительное понимание способа связывания практически каждого органического лиганда в металл-лигандный комплекс, а начало было положено исследованиями поверхностей потенциальной энергии для реакций присоединения этилена, восстановительного элиминирования и реакций миграционного присоединения алкила. Несколько новых структурных типов, такие как тройной двухэтажный и порфириновый сендвичи, были предсказаны, а позже были синтезированы.