Никола́й Фёдорович Степа́нов (род. 21 сентября 1934 , Москва ) — советский и российский химик , специалист в области квантовой химии .

Биография

Родился 21 сентября 1934 года в г. Москве в семье Фёдора Васильевича и Нины Николаевны Степановых. Отец был инженером-полковником, работал в Научно-исследовательском институте Главного автобронетанкового управления армии в Кубинке и занимался проблемами прочности танковой стали. Детство Н.Ф. Степанова пришлось на годы Великой Отечественной войны . В это время у отца от напряжённой работы открылась язва желудка, и в 1943 году он ушёл из жизни. Н.Ф. Степанов учился в кубинской средней общеобразовательной школе №1, которую закончил в 1953 году , и в том же году поступил в Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова . Окончил кафедру аналитической химии химического факультета МГУ в 1957 году , занимался разработкой нового аналитического метода определения титана , основанного на образовании флуоресцирующего комплекса с кверцетином . Примечательно, что кверцетин для исследования получали из обычной луковой шелухи.

Однако в аспирантуру Николай Фёдорович поступал уже к В.М. Татевскому , на кафедру физической химии. В основном В.М. Татевский в то время занимался квантовомеханическим доказательством возможности разбиения на отдельные фрагменты свойств молекул. Тематика же работы Н.Ф. Степанова была связана с расчётами конденсированных ароматических систем ( нафталина , антрацена , фенантрена и т.д.) по методу свободного электрона. В 1962 году защитил кандидатскую диссертацию , посвящённую квантово-механическому обоснованию и методике построения аддитивных схем для оценки термодинамических и других физико-химических свойств веществ. Защита проходила в Ленинградском государственном университете .

Интересно мнение Н.Ф. Степанова касательно критики В.М. Татевским теории резонанса . Как считает Н.Ф. Степанов, В.М. Татевский критиковал скорее последующие вариации теории, нежели первоначальную идею Л. Полинга . Л. Полинг ввёл канонические структуры как своеобразные крайние точки, в которых можно определять некоторые предельные характеристики системы, а истинное состояние будет чем-то средним между ними. Некоторые же его последователи трактовали эту мысль как существование постоянных мгновенных переключений между этими каноническими структурами, с чем В.М. Татевский уже не соглашался. По свидетельству Н.Ф. Степанова, разговаривавшего с самим Л. Полингом, автор теории резонанса абсолютно не был против критики В.М. Татевского.

После аспирантуры Н.Ф. Степанов был старшим инженером, младшим и старшим научным сотрудником .

В 1967 - 1968 гг. был на стажировке в Уппсальском университете у Пер-Улофа Лёвдина ( ), одного из основателей современных квантохимических методов расчёта молекулярных систем. Н.Ф. Степанов занимался оптимизацией техники расчётов по методу приведённой резольвенты, в частности, построением теории возмущений в рамках этой техники.

В 1980 году Н.Ф. Степанов защитил докторскую диссертацию на тему "Разделение переменных в молекулярных задачах".

Стал профессором кафедры физической химии химического факультета МГУ в 1984 году , а в 1987 году организовал и возглавил лабораторию строения и квантовой механики молекул.

Научная деятельность

В область научных интересов Н.Ф. Степанова входят создание и разработка теоретических основ описания возбуждённых электронных состояний малоатомных молекул, проведение прецизионных неэмпирических расчётов молекулярных постоянных и радиационных характеристик молекул. Большая часть работ касается теории разделения и моделирования внутримолекулярных движений и переходов, теории обратной спектральной задачи, методов исследования корреляционных эффектов и резонансных состояний молекул, молекулярных комплексов. Под его руководством создан уникальный ряд программ для проведения неэмпирических квантово-химических расчётов, на базе которого были получены молекулярные константы некоторых малоатомных молекул, необходимых для расчёта состава высокотемпературных паров . В ходе расчётов в различных состояниях простых молекул впервые исследованы эффекты электронной нежёсткости , проявляющиеся в существенной перестройке электронной структуры при достаточно малых изменениях геометрической конфигурации молекул, в частности, при колебательном или вращательном возбуждении . На основе метода Хартри-Фока-Рутана , совместно с В.М. Татевским и С.С. Яровым, дано обоснование приближённой эквивалентности структурных элементов одного вида в разных молекулах, классификации атомов и их групп и методов расчёта свойств молекул на основе классической теории химического строения и классификации квантовомеханических интегралов в рядах молекул .

Под руководством Н.Ф. Степанова ведутся работы по анализу временной эволюции молекул в возбуждённых электронно-колебательных состояниях, имеющие фундаментальное значение для понимания механизмов химических реакций . Активно проводятся расчёты основных характеристик колебательной предиссоциации ван-дер-ваальсовых комплексов благородных газов с двухатомными молекулами, что существенно для развития теории химической кинетики . Под его руководством были начаты работы по изучению структуры колебательно-вращательных состояний и уровней энергии неорганических нежёстких молекул типа цианидов щелочных металлов , по исследованию особенностей поведения структурно-нежёстких молекул и определению силовых полей молекул на базе предложенного и развитого им совместно с сотрудниками метода согласования для многоатомных молекул. При непосредственном участии Н.Ф. Степанова проведены обширные расчёты термодинамических и других физико-химических свойств многоатомных молекул, направленные на поиск соединений, наиболее перспективных для практического использования, в том числе в качестве топлив . Им был развит математический аппарат расчётных методов, применяемых для подобных целей, сформулированы основные принципы и критерии построения расчётных схем различных приближений. Всего Н.Ф. Степановым было опубликовано более 300 научных работ .

В настоящее время является научным руководителем фундаментальных исследований по созданию базы данных радиационных характеристик двухатомных молекул.

Подготовил около 30 кандидатов наук, из которых 5 защитили докторские диссертации .

Преподавательская деятельность

Читает оригинальные курсы лекций по квантовой механике молекул, квантовой химии и строению молекул . Читал курсы лекций по квантовой химии и строению молекул в других вузах страны ( Иркутский и Марийский университеты) и за рубежом ( Япония , Индия , Польша ) .

Награды и звания

• 1970 - Медаль «В ознаменование 100-летия со дня рождения Владимира Ильича Ленина»
• 1990 — действительный член РАЕН .
• 1998 - заслуженный профессор Московского университета.
• 1999 - Заслуженный деятель науки Российской Федерации - за заслуги в научной деятельности
• 2001 - Премия Президента Российской Федерации в области образования "За создание на базе новейших достижений современной физики интегрированной системы высшего химического образования для учебных заведений высшего профессионального образования" .

Работы Н.Ф. Степанова дважды отмечались премиями Минвуза СССР .

Член ВХО им. Д.И.Менделеева , член Ассоциации теоретической органической химии РФ.

Ответственный секретарь редколлегии "Журнала физической химии". Член редколлегий "Химической энциклопедии", "Координационной химии", , реферативного журнала "Химия", Соросовского образовательного журнала .

Основные труды

• Н.Ф. Степанов, М.Е. Ерлыкина, Г.Г. Филиппов. Методы линейной алгебры в физической химии. — Москва: Издательство Московского университета, 1976. — С. 360.
• Н.Г. Рамбиди , Н.Ф. Степанов, А.И. Дементьев. Квантовомеханические расчёты двухатомных молекул. - М. : [б. и.], 1979. - 111 с.
• Н.Ф. Степанов, В.И. Пупышев. Квантовая механика молекул и квантовая химия. — Издательство Московского университета Москва, 1991. — С. 384.
• Н.Ф. Степанов. Квантовая механика и квантовая химия. — "Мир" и Издательство Московского университета Москва, 2001. — С. 519.

Интересные факты

• В молодости Н.Ф. Степанов профессионально занимался подводным плаванием .
• В университетском общежитии Н.Ф. Степанов жил в одном блоке с Ю.А. Овчинниковым , выдающимся советским учёным-биохимиком.

Примечания

Ссылки

• // ИСТИНА МГУ
• на математическом портале Math-Net.Ru
• от 17 октября 2016 на Wayback Machine