Ро́алд Хо́ффман ( англ. Roald Hoffmann ; род. 18 июля 1937 года , Золочев , Тарнопольское воеводство , Польша ) — американский химик, лауреат Нобелевской премии по химии «за разработку теории протекания химических реакций» совместно с Кэнъити Фукуи . Профессор Корнеллского университета .

Биография

Роалд Хоффман родился в польском городе Злочув (с 1939 года Золочев , Львовская область Украины ) в еврейской семье инженера, выпускника Львовского политехнического института Гилеля Сафрана и учительницы Клары Розен . Своё имя получил в честь Руаля Амундсена .

Во время Второй мировой войны семья Хоффмана попала в нацистское гетто, затем в трудовой лагерь. Отец тайно вывез Роалда вместе с матерью из лагеря в начале 1943 года . До конца немецкой оккупации Роалд и Клара Сафран жили в соседнем украинском селе Унив , где их прятал на чердаке школы украинский учитель Николай Дзюк. Гилель Сафран оставался в лагере и организовал попытку мятежа, которая была обнаружена. Он был убит нацистами и их пособниками в июне 1943 года. Большинство остальных членов семьи Хоффмана постигла та же участь.

После освобождения Красной армией в июне 1944 года Хоффман с матерью переехал в Перемышль ( Пшемысль ), а затем в Краков , где, наконец, пошёл в школу. Его мать снова вышла замуж, и Павел Хоффман стал приёмным отцом для Роалда. Павел Хоффман умер за два дня до получения Нобелевской премии Роалдом и оставался в тёплых отношениях с ним до самой смерти.

В 1946 году они переехали из Польши в Чехословакию. Оттуда они переехали в лагерь для перемещённых лиц Биндермихль, который находился около Линца , в Австрии . В 1947 году они отправились в другой лагерь — (нем.) ( близ города Аален в Германии, затем переехали в Мюнхен . В 1949 году они переехали в Соединенные Штаты Америки, где поселились в Бруклине . На тот момент Хоффману было 11 лет. Английский стал шестым языком, который он выучил за свою жизнь. После школ P.S. 93 и P.S. 16 он поступил в школу Стайвесант, одну из выдающихся научных школ Нью-Йорка. Среди его одноклассников были не только будущие учёные, но и юристы, историки, писатели. Летом он ездил в детский лагерь в Катскильских горах . В 1958 году родилась Элинор, его младшая сестра.

В 1955 году начал учёбу в Колумбийском университете в качестве студента-медика. Во время учёбы в университете Хоффман уделял большое внимание гуманитарным курсам. В своей автобиографии он писал : «Мир, который открыли передо мной курсы, не относящиеся к естественным наукам, — это то, что я помню лучше всего из дней, проведенных в Колумбийском колледже. Я чуть было не перешел на историю искусства».

Летом 1955 и 1956 годов Хоффман работал в Национальном Бюро Стандартов в Вашингтоне с Ньюманом и Фергюсоном. Летом позже он работал в Брукхейвенской Национальной Лаборатории с Каммингом. Его учителями химии были Фрэнкель и Халфолд, которых позже он вспоминал с добротой и благодарностью.

В 1958 году окончил Колумбийский университет и поступил в аспирантуру Гарвардского университета . Он намеревался работать с Моффиттом, замечательным молодым теоретиком, но тот умер на первом году его аспирантуры. Молодой преподаватель, Гутерман, был одним из немногих членов факультета в Гарварде, кто в то время был заинтересован в теоретических исследованиях, и Хоффман начал с ним работать. Летом 1959 года он получил стипендию от группы Квантовой химии Лоудина в Уппсале для посещения летней школы. Школа была проведена на острове Лидинго за пределами Стокгольма. Там он встретил Еву Бёрьессон, летом она работала в приёмной школы, и они поженились в следующем году.

По возвращении в Гарвард Хоффман провел несколько неуспешных экспериментов, и они с Евой улетели на год в Советский Союз. Это был второй год обмена аспирантами США и СССР. Он работал в течение 9 месяцев в Московском государственном университете с А. С. Давыдовым по теории возмущений . С того времени начиналось его овладение русским языком и интерес к русской культуре.

По возвращении в США Хоффман поменял научных руководителей и начал работать с Липскомбом , который только что пришёл в Гарвард. Он программировал то, что позже было названо расширенным методом Хюккеля. Хоффман применял его в основном для гидридов бора и полиэдрических молекул. Этим же методом Хоффман приближённо рассчитал барьер во внутреннем вращении этана. Это было началом его работы над органическими молекулами .

В 1962 году он защитил докторскую диссертацию и стал первым доктором наук Липскомба и Гутермана. Три последующих года (1962—1965) Роалд Хоффман проработал в Гарвардском университете ассистентом лауреата Нобелевской премии по химии Роберта Вудворда . По воспоминаниям самого Хоффмана, Вудворд обладал ясностью мысли, способностью к концентрации, энциклопедическими знаниями химии и эстетическим чувством, не имеющим аналогов в современной химии. В это время Хоффман начал исследовать все виды органических превращений.

В период с 1962 по 1965 годы у Хоффмана родились двое детей, Гилель Ян и Ингрид Елена.

В 1965 году он переехал в Итаку , получив должность профессора физических наук Корнеллского университета .

В 1965 году вместе с Вудвордом он сформулировал принцип сохранения орбитальной симметрии при химических реакциях (« правило Вудворда — Хоффмана »). Проводя в Корнеллском университете свои исследования, Хоффман построил обобщённую квантовую теорию атомных и молекулярных столкновений в ходе химических реакций, за что в 1981 году был удостоен Нобелевской премии по химии.

В 1986—1988 годах участвовал в создании телевизионного курса вводной химии. (англ.) ( представляет собой серию из 26 получасовых эпизодов, разработанную в Университете штата Мэриленд и созданную Ричардом Томасом. Проект финансировался Анненберг Фондом — Корпорацией Общественного Вещания. Был телеведущим в сериях, которые начали выходить в эфир на ПБС в 1990 году. «Мир химии» по-прежнему используется в сотнях школ США и за рубежом.

В 1992 году подписал « Предупреждение человечеству » .

На рубеже февраль-март 2022 года подготовил открытое письмо против вторжения российских войск на Украину , которое подписали свыше 160 нобелевских лауреатов .

Научная деятельность

Научные интересы Хоффманна — это исследования электронной структуры стабильных и нестабильных молекул и переходных состояний в реакциях. Он применяет как различные квантово-химические методы расчета, так и качественные аргументы к проблемам строения и реакционной способности и органических, и неорганических молекул среднего размера и протяжённых систем в одно-, двух- и трёх измерениях .

Его первым крупным научным вкладом была разработка расширенного метода Хюккеля (в сотрудничестве с группой Липскомба), схемы молекулярных орбиталей, которая позволила рассчитать приблизительную электронную структуру молекул и которая дала разумные предсказания молекулярных конформаций и простых потенциальных поверхностей. Эти расчеты сыграли важную роль в возрождении интереса к электронам и их свойствам.

Вторым важным вкладом Роальда Хоффмана было двустороннее исследование электронной структуры переходных состояний и интермедиатов в органических реакциях. В плодотворном сотрудничестве с Р. Б. Вудвордом из Гарвардского университета, он применил простые, но мощные аргументы симметрии и связи к анализу согласованных реакций. Эти соображения имели значительное прогностическое значение и стимулировали много продуктивной экспериментальной работы. Во втором подходе Хоффман проанализировал с помощью различных полуэмпирических методов молекулярные орбитали большинства типов реактивных интермедиатов в органической химии — карбониевых ионов, бирадикалов, метиленов, бензилов и т. д. Важные понятия, такие как взаимодействие через связь и гиперконьюгативное орбитальное взаимодействие, а также общий принцип пограничного контроля орбиталей, появились благодаря этой работе.

Доктор Хоффман и его сотрудники исследовали структуру и реакционную способность неорганических и металлоорганических молекул. Приблизительные расчеты молекулярных орбиталей и аргументы, основанные на симметрии, были применены его группой для изучения основных структурных особенностей каждого вида неорганических молекул, от комплексов малых двуатомных молекул до кластеров , содержащих много атомов переходных металлов. Особенно полезное теоретическое устройство, концептуальное создание сложных молекул из (ML) _n фрагментов, было использовано группой Хоффмана для анализа связей кластеров, равновесной геометрии и конформационных предпочтений олефинов и полиеновых металлокарбонильных комплексов. Теперь доступно удовлетворительное понимание способа связывания практически каждого органического лиганда в металл-лигандный комплекс, а начало было положено исследованиями поверхностей потенциальной энергии для реакций присоединения этилена, восстановительного элиминирования и реакций миграционного присоединения алкила. Несколько новых структурных типов, такие как тройной двухэтажный и порфириновый сендвичи, были предсказаны, а позже синтезированы.

В области неорганической химии доктор Хоффман и его коллеги систематически изучали геометрию , многогранные перегруппировки и предпочтения в замещении пяти-, шести-, семи- и восьмикоординационных комплексов, факторы, которые влияют на то, будут ли некоторые лиганды образовывать мостик или нет, ограничения связывания металл-металл, и геометрию комплексов уранила и других актинидов.

Важным концептуальным продвижением группы Хоффмана была изолобальная аналогия, отображение друг на друга наиболее важных фрагментов органической и неорганической химии. Аналогия особенно полезна для выяснения структурных сходств между органическими и неорганическими молекулами, часто неожиданных. Но это также служит в качестве руководства к реакционной способности и синтезу. Изолобальная аналогия была предметом Нобелевской лекции Хоффмана.

Хоффман также исследовал электронную структуру протяженных систем в одном, двух и трех измерениях. Подход граничных орбиталей нашел аналог в этой работе, в плотностях состояний и их расщеплении. Он предложили очень полезный инструмент, кривую COOP. Аналогично заселенности перекрывания в твердом состоянии, она показывает, что прочность связи зависит от количества электронов. Были изучены разнообразные молекулы, такие как платиноцианиды, фазы Шевреля, карбиды переходных металлов, смещенные переходы в NiAs , MnP и NiP , новые металлические формы углерода, создание и разрыв связей в твердом состоянии, и многие другие системы. Одним из основных направлений изучения твердой фазы были поверхности, особенно взаимодействия СН ₄ , ацетилена и CO с поверхностями конкретных металлов. Группа Хоффмана смогла довести до конца уникальное сравнение неорганических и поверхностных реакций.

«Прикладная теоретическая химия» — это способ, каким Роальд Хоффман любит характеризовать частности сочетания вычислений, стимулируемых экспериментом и построением обобщённых моделей, рамок для понимания, то есть его вклад в химию.

Литературная деятельность

Роалд Хоффман — автор не только научных, но и научно-популярных и философских работ, пьес, стихов.

В США выходили его поэтические сборники:

• «The Metamict State» (1987)
• «Gaps and Verges» (1990)
• «Memory Effects» (1999)
• «Soliton» (2002)
• «Catalista» (2002)

В России:

• Роалд Хофман. Избранные стихотворения = Roald Hoffmann. Selected Poems / Переводчики: Михалевич Анна Александровна, Фет В., Райкин В. , Данилов Ю., Базилевский М.. — М. : Текст , 2011. — 176 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-7516-0947-4 .

В 1993 году опубликована книга «Chemistry Imagined» , которую Хоффман написал в соавторстве с художницей Вивиан Торренс. В «Chemistry Imagined» Хоффман обсуждает социальный, культурный, литературный и психологический контексты химии, она была переведена на китайский и испанский языки.

В 1995 году опубликован труд «The Same and Not the Same» . Эта книга указывает на двойственность, которая лежит под поверхностью химии. Она была переведена на корейский, испанский, русский, итальянский, немецкий и китайский. Она была выбрана Министерством по делам культуры и спорта Республики Корея как одна из лучших академических книг года. В 2001 г. в издательстве «Мир» вышел перевод этой книги на русский язык под названием «Такой одинаковый и разный мир».

В 1997 году В. Фриман опубликовал «Old Wine, New Flasks; Reflections on Science and Jewish Tradition» Роальда Хоффмана и Шира Лейбовиц Шмидт. Эта книга показывает в неконфронтационном (и остроумном) виде, как наука и религия, имея дело с миром, обе привели к вечным и важным вопросам власти, чистоты, самобытности, естественного и искусственного. «Old Wine, New Flasks; Reflections on Science and Jewish Tradition» была переведена на испанский язык.

Спектакль «Кислород» Карла Джерасси и Роальда Хоффмана был представлен в США в Сан-Диего в Репертуарном Театре в 2001 году и был пущен в производство на Студии Риверсайд в Лондоне и (на немецком) в Вюрцбурге и Мюнхене осенью 2001 года. Спектакль был также в эфире BBC World Service и Западного Немецкого Радио, и был издан на английском, немецком, французском, китайском, корейском, бразильском португальском, португальском и испанском языках. Вторая пьеса Роальда Хоффмана, «Надо было», была сыграна несколько раз с 2006 года, была издана на итальянском языке и переведена на немецкий и русский. Новый спектакль «Мы есть то, что принадлежит вам» был прочитан публично впервые на семинаре в Университете Ричмонда в 2009 году.

Награды

• 1969 —
• 1969 — Премия Фресениуса от Фи Лямбда Эпсилон
• 1969 — Премия Харрисона Хоу от Американского химического общества
• 1970 — Премия Международной Академии молекулярных квантовых наук
• 1970 — Премия имени Артура Коупа от Американского Химического Общества (совместно с Робертом Вудвордом)
• 1974 — Премия Лайнуса Полинга
• 1974 — Премия столетия
• 1978 — Стипендия Гуггенхайма
• 1980 — Силлимановская лекция
• 1981 — Медаль Николса от Нью-Йоркского подразделения Американского химического общества
• 1981 — Нобелевская премия по химии (совместно с Кенъити Фукуи)
• 1982 — Премия Американского химического общества по неорганической химии
• 1983 — Национальная научная медаль США
• 1986 — Премия Колледжа Дикинсона
• 1986 —
• 1990 — Медаль Пристли от Американского химического общества
• 1991 — Золотая медаль имени Н. Н. Семёнова от Академии наук СССР
• 1994 — Медаль Столетия Высшей школы искусств и наук Гарвардского университета
• 1996 — Премия Пиментел в области химического образования от Американского химического общества
• 1997 — Премия Элизабет А. Вуд ( ) от Американской кристаллографической ассоциации (первый удостоенный)
• 1998 — Премия Столетия со дня рождения Джавахарлала Неру от Индии
• 2006 — Золотая медаль Американского института химиков
• 2009 — ^*
• 2009 — Премия за службу обществу от
• 2011 — Большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова от Российской академии наук
• (2019)

Примечания

Литература

• — статья из Электронной еврейской энциклопедии