Alexander Boldyrev

Alexander I. Boldyrev (19 de diciembre de 1951 – 26 de agosto de 2023) fue un químico computacional ruso-estadounidense y profesor R. Gaurth Hansen en la Universidad Estatal de Utah . El profesor Boldyrev es conocido por sus trabajos pioneros sobre superhalógenos , superalcalis , carbono planar tetracoordinado, doble hélice inorgánica, cúmulos de boro y aluminio , y teoría del enlace químico, especialmente aromaticidad / antiaromaticidad en estructuras totalmente metálicas, y el desarrollo del método de Partición Adaptativa de Densidad Natural (AdNDP). ^{[ 1 ]}

Alexander Boldyrev nació en la ciudad industrial siberiana de Novokuznetsk . Tras graduarse en el Centro Científico Educativo Especializado de la Universidad de Novosibirsk , ubicado en Akademgorodok, Siberia , ingresó en el Departamento de Química de la misma universidad . Mientras cursaba sus estudios de licenciatura y maestría, realizó su investigación en el Instituto de Catálisis de la Academia de Ciencias de la URSS bajo la supervisión del Dr. Vasily Avdeev. Durante este tiempo, Boldyrev tuvo su primer contacto con los cálculos químico-cuánticos, que marcaron su trayectoria científica. Tras graduarse, se trasladó a Chernogolovka , otra ciudad académica , y se unió al grupo del Dr. Oleg Charkin, donde trabajó en moléculas no rígidas y enlaces politópicos. Posteriormente, amplió este estudio para su tesis doctoral, que defendió en 1978. En los años siguientes, el Dr. Boldyrev se dedicó al estudio de superhalógenos y superalakis en Chernogolovka . ^{[ 2 ]}

En 1983, Alexander se unió al laboratorio del Prof. Ovchinnikov en el Instituto de Física Química de la Academia de Ciencias de la URSS. En 1986, obtuvo el título de Doctor en Ciencias , el máximo grado científico en la URSS. En 1990, el Dr. Boldyrev dejó la URSS para unirse al grupo de Paul von Ragué Schleyer en Alemania como investigador postdoctoral. Allí, contribuyó a la química teórica del carbono tetracoordinado planar. ^{[ 2 ]}

Además, el Dr. Boldyrev se trasladó a Estados Unidos ^, donde trabajó durante siete años en el grupo de investigación del Prof. Jack Simons. Su investigación abarcó moléculas hipervalentes ("de Rydberg") y la estabilidad de aniones con carga múltiple (SO₄²⁻ ^, _PO₄³⁻ ) _y sus formas solvatadas. En 1999, el Dr. Boldyrev se convirtió en profesor asistente en la Universidad Estatal de Utah . Seis años después, Alexander I. Boldyrev fue nombrado catedrático y, en 2020, recibió la Cátedra R. Gaurth Hansen. ^{[ 3 ]}

Durante su carrera académica, Alexander Boldyrev trabajó en una amplia gama de temas relacionados con la química cuántica y la química física. Sus trabajos junto con Paul von Ragué Schleyer estuvieron entre las predicciones de nuevas formas de lograr carbono tetracoordinado planar y participó en la primera confirmación experimental de tales especies en haces moleculares (por ejemplo, en el clúster atómico Al ₄ C ⁻ ) con el Prof. Lai-Sheng Wang . ^{[ 4 ]} El Dr. Boldyrev y el Dr. Gutsev también desarrollaron la teoría de los superhalógenos ^{[ 5 ]} – moléculas con alta afinidad electrónica que supera los 7 eV en algunos casos (mientras que la afinidad electrónica de los halógenos es de 3-3,6 eV). En analogía con los superhalógenos, Boldyrev y Gutsev introdujeron los superalcalis, ^{[ 6 ]} especies con un potencial de ionización extremadamente bajo , inferior al de un átomo de cesio . Alexander Boldyrev, junto con Lai-Sheng Wang, hicieron una gran contribución a la teoría del enlace químico, especialmente en el tema de la aromaticidad y la antiaromaticidad .

Algoritmo de partición de densidad natural adaptativo

El algoritmo de partición adaptativa de la densidad natural (AdNDP) es una herramienta teórica para descifrar el enlace químico. Es aplicable a cualquier sistema químico, incluyendo moléculas, cúmulos, estructuras con enlaces mecánicos y especies solvatadas. El algoritmo fue desarrollado en 2008 por Dmitry Zubarev y Alexander Boldyrev. ^{[ 8 ]} El AdNDP se basa en el concepto de ocupaciones de enlaces multicéntricos. Por lo tanto, representa la estructura electrónica en términos de enlaces de dos electrones de n centros (nc-2e). El AdNDP recupera tanto los elementos de enlace de Lewis (elementos 1c-2e y 2c-2e, que corresponden a los pares solitarios y a los enlaces de dos electrones de dos centros, respectivamente) como los elementos de enlace deslocalizados, que están asociados con los conceptos de aromaticidad y antiaromaticidad. Desde este punto de vista, AdNDP logra una descripción fluida de sistemas con enlaces localizados y deslocalizados sin recurrir al concepto de resonancia (aunque AdNDP también puede proporcionar estructuras de resonancia). En esencia, AdNDP es un método muy eficiente e ilustrativo para la interpretación de las funciones de onda basadas en orbitales moleculares. ^{[ 8 ] [ 9 ]} AdNDP está estrechamente relacionado con la teoría de orbitales de enlace naturales, pero permite que cualquier número de átomos participe en la localización de enlaces.

En 2013, Timur Galeev y Alexander Boldyrev, en colaboración con Benjamin D. Dunnington y JR Schmidt, introdujeron el método de Partición Adaptativa de Densidad Natural de Estado Sólido (SSAdNDP), una extensión del AdNDP. ^{[ 10 ]} Este algoritmo permite la aplicación del formalismo AdNDP a sistemas periódicos. Al igual que en el algoritmo AdNDP original, el SSAdNDP permite interpretar el enlace químico en sistemas con simetría traslacional en términos de pares solitarios clásicos, enlaces de dos centros y elementos de enlace deslocalizados multicéntricos.

• Beca Alexander von Humboldt, Alemania, enero de 1990 - diciembre de 1992.
• Investigador del Año 2005 de la Facultad de Ciencias de la Universidad Estatal de Utah.
• El premio D. Wynne Thorne a la trayectoria investigadora de 2009 en la Universidad Estatal de Utah. ^{[ 3 ]}
• Premio de Química de Utah de la Sociedad Química Estadounidense de 2008. ^{[ 3 ]}
• Beca Fulbright, del 1 de septiembre al 30 de noviembre de 2012, Universidad Comenius, Bratislava, República Eslovaca.
• Premio Alexander von Humboldt a exalumnos, del 1 de marzo al 31 de mayo de 2013, Universidad de Marburgo, Marburgo, Alemania.
• Mentor destacado de posgrado de la universidad para 2017. Oficina de Investigación y Estudios de Posgrado, Universidad Estatal de Utah, 21 de marzo de 2017, USU. ^{[ 11 ]}
• Profesor titular de la cátedra R. Gaurth Hansen, noviembre de 2020 - noviembre de 2023, Departamento de Química y Bioquímica, Universidad Estatal de Utah. ^{[ 3 ]}
• Miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, enero de 2022 ^{[ 12 ]}

• “Cálculos DVM-Xa sobre los potenciales de ionización de aniones complejos [MX _k+1 ] ⁻ y las afinidades electrónicas de los "superhalógenos" MX _{k+1 ” GL Gutsev y AI Boldyrev, Chem. Phys., 56, 277, (} 1981 ). ^{[ 5 ]}
• “Cálculos DVM-Xa sobre la estructura electrónica de cationes "superalcalinos"” GL Gutsev y AI Boldyrev, Chem. Phys. Lett., 92, 262 ( 1982 ). ^{[ 6 ]}
• “Carbono planar tetracoordinado en el anión Al₄C⁻ ^. _Un estudio combinado de espectroscopia fotoelectrónica y métodos ab initio”. X. Li, W. Chen, L.S. Wang, A.I. Boldyrev y J. Simons, J. Am. Chem. Soc., 121, 6033 ( 1999 ) . ^{[ 4 ]}
• “Observación de moléculas aromáticas totalmente metálicas”. X. Li, AE Kuznetsov, H.-F. Zhang, AI Boldyrev, LS Wang, Science, 291, 859-861 ( 2001 ). ^{[ 13 ]}
• “Molécula antiaromática totalmente metálica: rectangular Al ₄ ^4- en el anión Li ₃ Al ₄ ⁻ ”, AE Kuznetsov, KA Birch, AI Boldyrev, X. Li, H.-J. Zhai, LS Wang, Ciencia, 300, 622 ( 2003 ). ^{[ 14 ]}
• “Boro hepta- y octacoordinado en ruedas moleculares de cúmulos de boro de ocho y nueve átomos: observación y confirmación”. H.-J. Zhai, AN Alexandrova, KA Birch, AI Boldyrev, LS Wang, Angew. Chem. Int. Ed., 42, 6004–6008, ( 2003 ). ^{[ 15 ]}
• “Desarrollo de paradigmas de enlace químico: partición adaptativa de la densidad natural” D. Yu. Zubarev, AI Boldyrev, Phys. Chem. Chem. Phys., 10, 5207–5217, ( 2008 ). ^{[ 16 ]}
• “Un clúster B ₁₉ ⁻ doblemente π-aromático planar concéntrico ”, Wei Huang, Alina P. Sergeeva, Hua-Jin Zhai, Boris B. Averkiev, Lai-Sheng Wang, Alexander I. Boldyrev, Nat. Chem., 2, 202–206, ( 2010 ). ^{[ 17 ]}