Учёные опровергли индуктивный эффект — основу химии, которую учили 100 лет

Доктор Эдвин Джонсон из Ньюкаслского университета с коллегами из Кардиффского университета и Университета Новой Англии опубликовал в Journal of Chemical Education статью: индуктивный эффект в нейтральных молекулах не распространяется дальше первой связи.

Представьте, что физикам сообщают: закон всемирного тяготения работает не совсем так, как мы думали. Для химиков таким шоком стала новая статья в престижном Journal of Chemical Education.

Доктор Эдвин Джонсон из Ньюкаслского университета вместе с коллегами из Кардиффского университета и Университета Новой Англии опубликовал работу, которая ставит под сомнение концепцию, которую преподают на уроках химии по всему миру уже почти сто лет. Речь идёт об индуктивном эффекте — объяснении того, как электроны ведут себя внутри молекул.

Что такое индуктивный эффект? Это базовая идея: атомы в молекуле по-разному притягивают электроны, и это влияние передаётся от атома к атому по цепочке связей, постепенно затухая. Эту модель изучают школьники и студенты химики с 1920-х годов.

Однако новое компьютерное моделирование показало неожиданное. В нейтральных молекулах индуктивный эффект практически не распространяется дальше первой связи. Всё, что раньше принимали за его передачу на большие расстояния, теперь предлагают пересмотреть.

В заряженных молекулах эффект действительно может передаваться дальше, но это уже не «чистый» индуктивный эффект, а другое явление — поляризуемость. То же самое касается и так называемого пространственного влияния: оно тоже объясняется поляризуемостью и изменениями в распределении электронов, а не передачей «влияния» через связи.

Почему это важно? Органическая химия — основа медицины, производства, сельского хозяйства, создания новых материалов и множества повседневных технологий. То, как объясняют и преподают поведение молекул, напрямую влияет на подготовку будущих учёных и инженеров. Если базовая концепция неточна, ошибки могут проявиться в серьёзных исследованиях.