Mavzu: Kenichi Fukui, Xoffman va Pirsonlarning organik kimyodagi o‘rni Reja

Mavzu: Kenichi Fukui, Xoffman va Pirsonlarning organik kimyodagi o‘rni 


Reja: 

1. 
   Kirish. 
   
2. 
   Kenichi Fukui, Xoffman va Pirsonlarning. 
   
3. 
   organik kimyodagi o‘rni. 
   
4. 
   Reaksiya mexanizmlarini o'rganish. 
   
5. 
   2 s- va p-elektronlar.
   
6. 
   Xulosa. 
   

Yapon nazariyotchi kimyogari Kenichi Fukui asarlarida molekulalarning reaktivligini tavsiflash uchun barcha molekulyar orbitallar emas, balki chegara orbitallari eng katta ahamiyatga ega ekanligi ko'rsatilgan. Chegara orbitallar nazariyasi doirasida reaksiya bir reagent elektronlari egallagan chegara orbital bilan boshqa reagentning elektronlari bo'lmagan chegara molekulyar orbital o'rtasida elektronlarning qayta taqsimlanishi deb qaraladi. Chegaraviy molekulyar orbitallarning fazoviy shakli va energiyasini bilib, molekulalarning reaktivligini tushuntirish va bashorat qilish mumkin. 
Kvant kimyosi g'oyalarini hisobga olgan holda eksperimental materialni umumlashtirish ikki amerikalik kimyogar Roald Xoffman va Robert Vudvordni yana bir muhim kontseptsiyani - "Orbital simmetriyani saqlash qoidalari" ni shakllantirishga olib keldi. Bu qoidaga muvofiq, kimyoviy reaksiya oson kechishi uchun reaksiyaga kirishuvchi moddalarning o‘zaro ta’sir etuvchi molekulyar orbitallarining simmetriyalari bir-biriga ma’lum darajada mos kelishi kerak. Fukuining chegara orbitallar nazariyasi va Vudvord-Goffman orbitallarining simmetriyasiga qoʻyiladigan talablar organik va organoelementlar kimyosidagi koʻplab qonuniyatlarni tushuntirish imkonini berdi. 


Reaksiya mexanizmlarini o'rganish 
Kimyoviy reaksiyani o'rganayotganda, ko'pincha dastlabki reaktiv molekulaning geometriyasi va elektron tuzilishini bilish yetarli emas. Reaksiyaga kirishuvchi tizimning dastlabki moddalardan mahsulotlargacha bo'lgan yo'lida o'tadigan barcha holatlarni o'rganish kerak. Ammo reaksiyadagi oraliq zarralar arzimas vaqt oralig'ida mavjud bo'lishi mumkin, ularni to'g'ridan-to'g'ri tajribada aniqlash va tavsiflash uchun juda qisqa. Bunday reaktsiyalarning mexanizmlari haqidagi ma'lumotlar bilvosita eksperimental dalillar yoki kvant kimyoviy modellash usullari bilan olinadi. 
Atom darajasida hodisalarni modellashtirishning yana bir yo'nalishi - bu ko'p minglab atomlar tizimlarining xatti-harakatlarini aniqlash imkonini beradigan klassik molekulyar dinamika usuli. 2013 yilda Martin Karplus, Ari Uorschel va Maykl Levitt "murakkab kimyoviy tizimlar uchun ko'p miqyosli modellarni ishlab chiqqanliklari uchun" kimyo bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi. Bu, birinchi navbatda, klassik molekulyar dinamikaning usullarini nazarda tutgan. 
Kichik va oʻrta molekulalar ishtirokidagi kimyoviy reaksiyalarni modellashtirishda kvant kimyosining katta muvaffaqiyatiga qaramay, uning yirik molekulyar tizimlarni modellashtirish imkoniyatlari cheklangan. Bu, ayniqsa, biomolekulalarni o'rganishda seziladi. Masalan, hatto kichik insulin polipeptidi ham deyarli 800 atomdan iborat. Ammo model biologik molekulalarning xatti-harakatlarini adekvat tarzda takrorlashi uchun ularni tabiiy muhitga "joylashtirish", ya'ni ularni ko'plab suv molekulalari bilan o'rab olish kerak. Bu tizim hajmini bir necha marta oshiradi. 
Bundan tashqari, molekulaning dinamikasini, uning atomlari va guruhlari harakatini, atrofdagi erituvchi molekulalarning harakatini hisobga olgan holda simulyatsiya qilish kerak. Misol uchun, fermentning substrat molekulasi bilan qanday bog'lanishi, polipeptid zanjirlarining globulaga aylanishi yoki molekulalarning nanotuba kanali bo'ylab harakatlanishi. Hatto zamonaviy kompyuterlarda ham faqat nisbatan kichik tuzilmalarning kvant-kimyoviy simulyatsiyasini amalga oshirish mumkin. Ulkan molekulyar tizimlarni modellashtirish uchun nazariy kimyogarlar boshqacha yo'l tutishdi. Ular odatda kvant-kimyoviy apparatdan voz kechdilar. Molekulaning ko'rinishi ma'lum bir massa, zaryad va kimyoviy bog'lanish yo'nalishi bo'lgan nuqta-atomlarga soddalashtirilgan. 
Bu usul molekulyar mexanika deb ataladi va dinamik jarayonlarni modellashtirishda - klassik molekulyar dinamika (chunki u kvant fizikasi qonunlariga emas, balki klassik fizika qonunlariga asoslanadi). Ma'lum bo'lishicha, bunday soddalashtirilgan yondashuv bilan ham klassik molekulyar dinamika biokimyoda yaxshi natijalar beradi, nanostrukturalarni modellashtirish ham ko'pincha ushbu usul yordamida amalga oshiriladi. Hatto millionlab atomlardan iborat molekulyar tizim uchun ham klassik molekulyar dinamika har bir atomning traektoriyasini va uning boshqa atomlar bilan o'zaro ta'sirini kuzatishga imkon beradi. 
2013 yil oxirida bir guruh nemis olimlari to'rt trilliondan ortiq atomdan iborat tizimning molekulyar dinamikasini modellashtirishga muvaffaq bo'lishdi. Endilikda bunday tadqiqotlar superkompyuterlar ishtirokida olib borilmoqda. Ammo, mikroprotsessor texnologiyasining rivojlanish sur'atlarini hisobga oladigan bo'lsak, yaqin kelajakda simulyatsiya qilingan ob'ektlarning bunday ko'lami odatiy ish stantsiyalarida paydo bo'ladi, deb ishonish uchun barcha asoslar mavjud.


2 s- va p-elektronlar 

Uglerod atomining s- va p-atom orbitallarining fazoviy tuzilmalari va etilen va 1,3-butadienning molekulyar orbitallarining siklik birikish reaksiyasi jarayonida oʻzaro taʼsiri. Bundan tashqari, molekulalarning joylashishi ko'rsatilgan. Kimyogarlar uchun Lego Samarali sintetik usullarni ishlab chiqishda katalitik jarayonlar juda muhim o'rin tutadi. Ayniqsa, uglerod-uglerod va uglerod-geteroatom bog'lanish reaksiyalari, ular yordamida ko'p miqdordagi farmatsevtika va tabiiy birikmalar olingan. 
Zamonaviy katalitik tizimlar butun bloklarni organik molekulalarga joylashtirish va mahsulotni konstruktor sifatida yig'ish imkonini beradi. Palladiy, nikel va mis birikmalariga asoslangan C-C bog'larini (sikllanish reaksiyalari va bog'lanish reaksiyalari oilasi) hosil qilish uchun ba'zi katalizatorlar reaktsiyaning o'nlab atomlardan bittasida sodir bo'lishiga imkon beradi. Bu erda biz kimyoviy reaksiyalarning eng muhim parametriga - selektivlikka, ya'ni molekuladagi ma'lum bir berilgan atom bilan reaksiyaga kirishib, qolgan atomlarni ta'sir qilmasdan qoldirish qobiliyatiga keldik. Siklik birikish reaksiyalari va kombinatsiyalar yangi nanomateriallarni yaratishga imkon beradi. Misol uchun, nanotubalar va grafit kabi uglerod nanostrukturalari bir-biriga bog'langan to'yinmagan uglerod halqalaridan iborat bo'lib, ular siklik birikish reaktsiyalarini boshdan kechirishi mumkin. 
Uglerod nanomateriallarining o'zi, polisiklik tuzilmalarni sikllanish reaksiyasi yordamida olish mumkin. Agar nanotubkaning bir segmenti asos sifatida olinsa, unga to'yinmagan uglevodorodlar molekulalarini biriktirib, qo'shimcha segmentlar hosil bo'lishi mumkin, bu naychani polimer kabi o'sadi. Asosiy sintez hali oldinda. Ushbu maqola boshlangan rus kimyogarlarining analitik tadqiqotida organik sintezning deyarli barcha zamonaviy selektiv usullari ko'rib chiqiladi. Ftororganik birikmalarni olish usullari, katalitik oʻzaro bogʻlanish va oksidlovchi oʻzaro bogʻlanish reaksiyalari, atom-iqtisodiy qoʻshilish reaksiyalari, metateza jarayonlari, oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari, geterosiklik birikmalar tayyorlash, yangi bir jinsli birikmalar yaratish kabi asosiy yoʻnalishlar aniqlangan. va geterogen katalitik tizimlar, fotokatalizdan foydalanish va boshqalar. Bularning barchasi yangi moddalarni sintez qilish uchun deyarli cheksiz imkoniyatlarni ochib beradi.