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Erich Armand Arthur Joseph Hückel [1] (9 de agosto de 1896, Berlín - 16 de febrero de 1980, Marburgo ) fue un físico y químico físico alemán . [2] Es principalmente conocido por la teoría de Debye-Hückel de soluciones electrolíticas y el método Hückel de cálculos aproximados de orbitales moleculares (OM) en sistemas de electrones π .
Hückel nació en Charlottenburg , un suburbio de Berlín. Estudió física y matemáticas entre 1914 y 1921 en la Universidad de Göttingen .
Al recibir su doctorado , se convirtió en asistente en Göttingen, pero pronto se convirtió en asistente de Peter Debye en Zúrich . Fue allí donde él y Debye desarrollaron su teoría (la teoría de Debye-Hückel , en 1923) de soluciones electrolíticas, elucidando el comportamiento de los electrolitos fuertes considerando fuerzas interiónicas, con el fin de explicar su conductividad eléctrica y sus coeficientes de actividad termodinámica . [3]
Después de pasar 1928 y 1929 en Inglaterra y Dinamarca, trabajando brevemente con Niels Bohr , Hückel se unió a la facultad de la Technische Hochschule de Stuttgart . En 1935, se trasladó a la Universidad Phillips de Marburgo , donde finalmente fue nombrado profesor titular un año antes de su jubilación en 1961. Fue miembro de la Academia Internacional de Ciencia Molecular Cuántica .
Teorías de moléculas orgánicas insaturadas
Hückel es más famoso por desarrollar el método Hückel de cálculos aproximados de orbitales moleculares (OM) en sistemas de electrones π , un método mecánico cuántico simplificado para tratar con moléculas orgánicas insaturadas planas . En 1930 propuso una teoría de separación σ/π para explicar la rotación restringida de los alquenos (compuestos que contienen un doble enlace C=C ). Este modelo extendió una interpretación de 1929 del enlace en el oxígeno triplete por Lennard-Jones . [4] Según Hückel, solo el enlace σ del eteno es axialmente simétrico sobre el eje CC, pero el enlace π no lo es; esto restringe la rotación. En 1931 generalizó su análisis formulando descripciones tanto del enlace de valencia (VB) como de los orbitales moleculares (OM) del benceno y otros hidrocarburos cicloconjugados.
Aunque es innegable que los conceptos de Hückel son una piedra angular de la química orgánica, no fueron reconocidos durante dos décadas. Pauling y Wheland caracterizaron su enfoque como "engorroso" en ese momento, y su teoría de resonancia rival era relativamente más fácil de entender para los químicos sin conocimientos de física fundamental, incluso si no podían comprender el concepto de superposición cuántica y lo confundían con tautomería . Su falta de habilidades de comunicación contribuyó a esto: cuando Robert Robinson le envió una solicitud amistosa, respondió con arrogancia que no estaba interesado en la química orgánica. [5]
La famosa regla 4n+2 de Hückel para determinar si las moléculas de anillo compuestas por enlaces C=C mostrarían propiedades aromáticas fue enunciada claramente por primera vez por Doering en un artículo de 1951 sobre la tropolona . [6] Dewar había reconocido la tropolona como una molécula aromática en 1945.
En 1936, Hückel desarrolló la teoría de los birradicales π-conjugados (moléculas no Kekulé). El primer ejemplo, conocido como hidrocarburo de Schlenk-Brauns , se había descubierto ese mismo año. El mérito de explicar estos birradicales suele atribuirse a Christopher Longuet-Higgins en 1950. [7]
En 1937, Hückel perfeccionó su teoría de OM de electrones pi en moléculas orgánicas insaturadas. Esta teoría todavía se utiliza ocasionalmente como aproximación, aunque el método PPP Pariser-Parr-Pople más preciso la reemplazó en 1953. La "teoría extendida de OM de Hückel" ( EHT ) se aplica tanto a los electrones sigma como a los pi, y tiene su origen en el trabajo de William Lipscomb y Roald Hoffmann para moléculas no planares en 1962.
Poema sobre Schrödinger
Según Felix Bloch , Erich Hückel "incitó y ayudó" a los estudiantes de la Universidad de Zúrich a escribir poemas sobre sus grandes profesores. [8] El poema sobre Erwin Schrödinger decía así:
Gar Manches rechnet Erwin schon
Mit seiner Wellenfunktion.
Nur wissen möcht' man gerne wohl
Was man sich dabei vorstell'n soll.
Fue traducido libremente por Felix Bloch :
Erwin con su psi puede hacer
muchos cálculos,
pero hay algo que no se ha visto:
¿qué significa realmente psi?
Premios
Referencias
- ^ Hartmann, H.; Longuet-Higgins, HC (1982). "Erich Hückel. 9 de agosto de 1896-16 de febrero de 1980". Memorias biográficas de miembros de la Royal Society . 28 : 153– 162. doi : 10.1098/rsbm.1982.0008 . JSTOR 769897.
- ^ Suchy, K. (mayo de 1980). "Obituario: Erich Hückel". Física hoy . 33 (5): 72– 75. Bibcode : 1980PhT....33e..72S. doi : 10.1063/1.2914092 .
- ^ KJ Laidler y JH Meiser, "Physical Chemistry" (Benjamin/Cummings 1982) págs. 261-270 (conductividad) y págs. 292-294 (coeficientes de actividad)
- ^ Lennard-Jones, JE (1929). "La estructura electrónica de algunas moléculas diatómicas". Transactions of the Faraday Society . 25 : 668– 685. Bibcode :1929FaTr...25..668L. doi :10.1039/TF9292500668.
- ^ Morris, Peter JT; Hornix, Willem J.; Bud, Robert; Morris, Peter JT (1992). "La interacción entre la tecnología y la ciencia: Walter Reppe y la química del ciclooctatetraeno". Revista británica de historia de la ciencia . 25 (1): 145– 167. doi :10.1017/S0007087400045374. JSTOR 4027009. S2CID 145124799.
- ^ Doering, WVNE; Detert, FL (1951). "Óxido de cicloheptatrienilio". Revista de la Sociedad Química Americana . 73 (2): 876. Código Bibliográfico :1951JAChS..73..876V. doi :10.1021/ja01146a537.
- ^ Longuet-Higgins, HC (1950). "Algunos estudios sobre la teoría de orbitales moleculares I. Estructuras de resonancia y orbitales moleculares en hidrocarburos insaturados". The Journal of Chemical Physics . 18 (3): 265– 274. Bibcode :1950JChPh..18..265L. doi :10.1063/1.1747618.
- ^ Bloch, Felix (1976). "Heisenberg y los primeros días de la mecánica cuántica". Physics Today . 29 (diciembre): 23– 27. Bibcode :1976PhT....29l..23B. doi :10.1063/1.3024633.
Lectura adicional
- Hückel, E. (1930). "Zur Quantentheorie der Doppelbindung" [Teoría cuántica de los dobles enlaces]. Zeitschrift für Physik . 60 ( 7– 8): 423– 456. Bibcode : 1930ZPhy...60..423H. doi :10.1007/BF01341254. S2CID 120342054.
- Hückel, E. (1931). "Quantentheoretische Beiträge zum Benzolproblem". Zeitschrift für Physik . 70 ( 3– 4): 204– 286. Bibcode : 1931ZPhy...70..204H. doi :10.1007/BF01339530. S2CID 186218131.
- Hückel, E. (1931). "Contribuciones de la teoría cuántica al problema del benceno. I. La configuración electrónica del benceno y compuestos relacionados". Z. Phys . 70 ( 3– 4): 204– 86. Bibcode :1931ZPhy...70..204H. doi :10.1007/BF01339530. S2CID 186218131.
- Hückel, E. (1932). "Contribuciones teóricas cuánticas al problema de los compuestos aromáticos y no saturados". Z. Phys . 76 ( 9– 10): 628. Bibcode :1932ZPhy...76..628H. doi :10.1007/BF01341936. S2CID 121787219.
- Hückel, E. (1937). "La teoría de los compuestos insaturados y aromáticos". Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem . 42 : 752 y 827.
- Hückel, E. (1936). "Teoría del magnetismo de los llamados birradicales". Z. Phys. Chem . B34 : 339. doi :10.1515/zpch-1936-3428. S2CID 202045110.
- Pariser, R.; Parr, RG (1953). "Una teoría semiempírica de los espectros electrónicos y la estructura electrónica de moléculas complejas insaturadas". J. Chem. Phys . 21 (3): 466– 71. Bibcode :1953JChPh..21..466P. doi :10.1063/1.1698929.
- Pople, JA (1953). "Interacción electrónica en hidrocarburos insaturados". Trans. Faraday Soc . 49 : 1375– 85. doi :10.1039/tf9534901375.
- Hoffmann, R.; Lipscomb, WN (1962). "Teoría de moléculas poliédricas. I. Factorizaciones físicas de la ecuación secular". J. Chem. Phys . 36 (8): 2179– 89. Bibcode :1962JChPh..36.2179H. doi :10.1063/1.1732849.
- E. Hückel, Ein Gelehrtenleben: Ernst u. Sátira (1975 ISBN 3-527-25636-9 ).
- A. Karachalios, Erich Hückel (1896 –1980): de la física a la química cuántica (Springer, 2010 ISBN 978-90-481-3559-2 ).