Фукуі атрымаў Нобелеўскую прэмію па хіміі 1981 года разам з Роалдам Хофманам за іх незалежныя даследаванні механізмаў хімічных рэакцый. Праца Фукуі, за якую ён атрымаў узнагароду, была сканцэнтравана на ролі памежных арбіталяў у хімічных рэакцыях: у прыватнасці, малекулы падзяляюць свабодна звязаныя электроны, якія займаюць памежныя арбіталі, гэта верхняя занятая малекульная арбіталь (ВЗМА) і ніжняя вольная малекульная арбіталь (НВМА)[6][7][8][9][10][11].
Ранні перыяд жыцця
Фукуі быў старэйшым з трох сыноў Рокіці Фукуі і Ціэ Фукуі. Ён нарадзіўся ў Нары, Японія. У студэнцкія гады з 1938 па 1941 год цікавасць Фукуі стымулявала квантавая механіка і знакамітае раўнанне Эрвіна Шродзінгера. Ён таксама выпрацаваў перакананне, што прарыў у навуцы адбываецца праз нечаканае зліццё аддалена сумежных абласцей.
У інтэрв’ю The Chemical Intelligencer Кэн’іці распавядае пра свой шлях да хіміі, пачынаючы з сярэдняй школы.
«Прычыну выбару хіміі няпроста растлумачыць, бо хімія ніколі не была маім любімым напрамкам у сярэдніх і старэйшых школьных гадах. Насамрэч, тое, што мой паважаны Фабр быў геніем у хіміі, схавана захапіла маё сэрца, самае вырашальнае здарэнне ў маёй адукацыйнай кар’еры адбылося, калі мой бацька папрасіў парады ў прафесара Гэн-іцу Кіта з Кіёцкага Імператарскага ўніверсітэта адносна справы, якую я павінен быў узяць».
Па радзе Кіта, асабістага сябра старэйшага Фукуі, маладога Кэн’іці накіравалі на кафедру прамысловай хіміі, з якой затым быў звязаны Кіта. Ён таксама тлумачыць, што хімія была для яго складанай, таму што для яе вывучэння, здавалася, патрабавалася запамінанне, і што ён аддаваў перавагу больш лагічнаму характару ў хіміі. Ён прытрымліваўся парады настаўніка, якога добра паважаў сам Кэн’іці, і ніколі не азіраўся назад. Ён таксама пайшоў па гэтых слядах, наведваючы Кіёцкі ўніверсітэт у Японіі. Падчас таго ж інтэрв’ю Кэн’іці таксама абмеркаваў прычыну таго, што аддаў перавагу тэарэтычнай хіміі, а не эксперыментальнай. Нягледзячы на тое, што ён далучыўся да тэарэтычнай навукі, ён на самай справе правёў вялікую частку сваіх ранніх даследаванняў на эксперыментальных. Кэн’іці хутка выканаў больш за 100 эксперыментальных праектаў і прац, і яму хутчэй падабаліся эксперыментальныя з’явы хіміі. Насамрэч, пазней, падчас выкладання, ён будзе рэкамендаваць сваім студэнтам эксперыментальныя дыпломныя праекты, каб збалансаваць іх, тэарэтычная навука стала больш натуральнай для студэнтаў, але, прапаноўваючы або прызначаючы эксперыментальныя праекты, яго студэнты маглі зразумець канцэпцыю абодвух, як і павінен быў бы кожны навуковец. Пасля заканчэння Кіёцкага імператарскага ўніверсітэта ў 1941 годзе Фукуі працаваў у армейскай паліўнай лабараторыі Японіі падчас Другой сусветнай вайны. У 1943 годзе ён быў прызначаны выкладчыкам хіміі паліва ў Кіёцкім імператарскім універсітэце і пачаў сваю кар’еру ў якасці эксперыментальнага хіміка-арганіка.
Даследаванне
Помнік Кэн’іці Фукуі ў Кіёцкім універсітэце
Ён быў прафесарам фізічнай хіміі ў Кіёцкім універсітэце з 1951 па 1982 год, прэзідэнтам Кіёцкага тэхналагічнага інстытута з 1982 па 1988 год, а таксама членам Міжнароднай акадэміі квантавых малекулярных навук і ганаровым членам Міжнароднай акадэміі навук у Мюнхене. Ён таксама быў дырэктарам Інстытута фундаментальнай хіміі з 1988 года да сваёй смерці. А таксама прэзідэнтам Хімічнага таварыства Японіі ў 1983—1984 гадах, атрымаў мноства ўзнагарод, акрамя Нобелеўскай прэміі, напрыклад: Прэмія Японскай акадэміі ў 1962 годзе, Чалавек культурных заслуг у 1981 годзе, Імператарская ўзнагарода Вялікага Кардона ордэна Узыходзячага сонца ў 1988 годзе, а таксама мноства іншых узнагарод, не такіх прэстыжных.
У 1952 годзе Фукуі разам са сваімі маладымі супрацоўнікамі Т. Ёнезава і Х. Шынгу прадставіў сваю малекулярную арбітальную тэорыю рэакцыйнай здольнасці ў араматычных вуглевадародах, якая з’явілася ў часопісе хімічнай фізікі. У той час яго канцэпцыя не змагла прыцягнуць належнай увагі сярод хімікаў. Фукуі заўважыў у сваёй Нобелеўскай лекцыі ў 1981 годзе, што яго арыгінальная праца «атрымала шэраг спрэчных каментарыяў. Гэта было ў пэўным сэнсе зразумела, таму што з-за адсутнасці майго вопыту тэарэтычная аснова для гэтага прыкметнага выніку была цьмянай ці, хутчэй, няправільна пададзена».
Канцэпцыя памежных арбіталяў стала прызнаная пасля публікацыі ў 1965 годзе Робертам Вудвардам і Роалдам Хофманам правілаў стэрэаадбору Вудварда-Хофмана, якія маглі прадказаць хуткасць рэакцыі паміж двума рэагентамі. Гэтыя правілы, адлюстраваныя на дыяграмах, тлумачаць, чаму некаторыя пары рэагуюць лёгка, а іншыя не. Аснова гэтых правілаў ляжыць ва ўласцівасцях сіметрыі малекул і асабліва ў размяшчэнні іх электронаў. Фукуі прызнаў у сваёй Нобелеўскай лекцыі, што «толькі пасля выдатнага з’яўлення бліскучай працы Вудварда і Хофмана я цалкам зразумеў, што не толькі размеркаванне шчыльнасці, але і вузлавая ўласцівасць канкрэтных арбіталяў маюць значэнне ў такім шырокім спектры хімічных рэакцый».
Што было дзіўным у значным укладзе Фукуі, дык гэта тое, што ён распрацаваў свае ідэі яшчэ да таго, як хімікі атрымалі доступ да вялікіх камп’ютараў для мадэлявання. Акрамя вывучэння тэорыі хімічных рэакцый, унёсак Фукуі ў хімію таксама ўключае статыстычную тэорыю гелеўтварэння, арганічны сінтэз з дапамогай неарганічных соляў і кінэтыку полімерызацыі.
У інтэрв’ю часопісу «New Scientist» у 1985 годзе Фукуі вельмі крытычна выказаўся ў дачыненні да метадаў развіцця навукі ў японскіх універсітэтах і прадпрыемствах. Ён адзначыў: «У японскіх універсітэтах ёсць сістэма кафедраў, якая ўяўляе сабой фіксаваную іерархію. У гэтым ёсць свае плюсы, калі спрабуюць працаваць у якасці лабараторыі па адной тэме. Але калі хочаш займацца арыгінальнай працай, трэба пачынаць маладым, а моладзь абмежаваная сістэмай крэсла. Нават калі студэнты не могуць стаць дацэнтамі ў раннім узросце, іх трэба заахвочваць да арыгінальнай працы». Фукуі таксама рэкамендаваў японскія прамысловыя даследаванні, заявіўшы: «Прамысловасць, хутчэй за ўсё, будзе прыкладаць свае даследчыя намаганні ў паўсядзённым бізнэсе. Яму вельмі цяжка ўцягнуцца ў чыстую хімію. Неабходна заахвочваць працяглыя даследаванні, нават калі мы не ведаем іх мэты і калі іх прымяненне невядома». У іншым інтэрв’ю The Chemical Intelligencer ён удакладняе сваю крытыку, кажучы: «Як вядома ва ўсім свеце, Японія з пачатку гэтага стагоддзя спрабавала дагнаць заходнія краіны, імпартуючы з іх навуку». Японія, у пэўным сэнсе, адносна новая для фундаментальнай навукі як часткі свайго грамадства, і адсутнасць здольнасці да арыгінальнасці, а таксама фінансаванне, якое заходнія краіны маюць больш пераваг, шкодзяць краіне ў фундаментальнай навуцы. Хаця ён таксама заявіў, што ў Японіі ён паляпшаецца, асабліва фінансаванне фундаментальнай навукі, паколькі яно пастаянна расце на працягу гадоў.
Прызнанне
Фукуі быў ганараваны Нобелеўскай прэміі за разуменне таго, што добрае набліжэнне рэактыўнасці можна знайсці, гледзячы на памежныя арбіталі (ВЗМА/НВМА). Гэта было заснавана на трох асноўных назіраннях тэорыі малекулярных арбіт, як дзве малекулы ўзаемадзейнічаюць.
Занятыя арбіталі розных малекул адштурхваюцца адна ад адной.
Станоўчыя зарады адной малекулы прыцягваюць адмоўныя зарады другой.
Занятыя арбіталі адной малекулы і незанятыя арбіталі другой (асабліва ВЗМА і НВМА) узаемадзейнічаюць аднf з аднjq, выклікаючы прыцягненне.
З гэтых назіранняў, тэорыя памежнай малекулярнай арбіталі (ПМА) спрашчае рэактыўнасць да ўзаемадзеяння паміж ВЗМА аднаго віду і НВМА іншага. Гэта дапамагае растлумачыць прадказанні правілаў Вудварда-Хофмана для цеплавых перыцыклічных рэакцый, якія абагульнены ў наступным сцвярджэнні: «Перыцыклічнае змяненне ў асноўным стане дапускаецца сіметрыяй, калі агульная колькасць (4q+2)s і (4r)а кампаненты няцотныя»[12][13][14][15].
.svg){kind=small}
