Kenichi Fukui (福井 謙一, Fukui Ken'ichi , 4 de octubre de 1918 - 9 de enero de 1998) fue un químico japonés . [1] Se convirtió en la primera persona de ascendencia asiática oriental en recibir el Premio Nobel de Química cuando ganó el premio de 1981 junto con Roald Hoffmann , por sus investigaciones independientes sobre los mecanismos de las reacciones químicas . El trabajo premiado de Fukui se centró en el papel de los orbitales frontera en las reacciones químicas: específicamente en que las moléculas comparten electrones débilmente enlazados que ocupan los orbitales frontera, es decir, el orbital molecular más alto ocupado ( HOMO ) y el orbital molecular más bajo desocupado ( LUMO ). [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]
Fukui era el mayor de los tres hijos de Ryokichi Fukui, un comerciante de comercio exterior, y Chie Fukui. Nació en Nara, Japón . En sus días de estudiante, entre 1938 y 1941, el interés de Fukui se vio estimulado por la mecánica cuántica y la ecuación de Erwin Schrödinger . También había desarrollado la creencia de que un gran avance en la ciencia ocurre a través de la fusión inesperada de campos remotamente relacionados.
En una entrevista con The Chemical Intelligencer, Kenichi analiza su camino hacia la química a partir de la escuela secundaria.
"La razón por la que elegí la química no es fácil de explicar, ya que la química nunca fue mi rama favorita en los años de secundaria y preparatoria. En realidad, el hecho de que mi respetado Fabre hubiera sido un genio en química había capturado mi corazón latentemente, el suceso más decisivo en mi carrera educativa se produjo cuando mi padre pidió consejo al profesor Gen-itsu Kita de la Universidad Imperial de Kioto sobre la causa que debía tomar".
Por consejo de Kita, un amigo personal del mayor de los Fukui, el joven Kenichi fue enviado al Departamento de Química Industrial, al que Kita estaba entonces afiliado. También explica que la química le resultaba difícil porque parecía requerir memorización para aprenderla, y que prefería un carácter más lógico en química. Siguió el consejo de un mentor que era muy respetado por el propio Kenichi y nunca miró atrás. También siguió esos pasos asistiendo a la Universidad de Kioto en Japón. Durante esa misma entrevista, Kenichi también explicó su razón para preferir la química más teórica que la experimental. Aunque ciertamente accedió a la ciencia teórica, en realidad dedicó gran parte de su investigación inicial a la experimental. Kenichi había completado rápidamente más de 100 proyectos y artículos experimentales, y disfrutaba bastante con los fenómenos experimentales de la química. De hecho, más tarde, cuando enseñaba, recomendaba proyectos de tesis experimentales para sus estudiantes para equilibrarlos; la ciencia teórica era más natural para los estudiantes, pero al sugerir o asignar proyectos experimentales, sus estudiantes podían comprender el concepto de ambas, como todo científico debería hacer. Tras graduarse en la Universidad Imperial de Kioto en 1941, Fukui trabajó en el Laboratorio de Combustible del Ejército de Japón durante la Segunda Guerra Mundial . En 1943, fue nombrado profesor de química de combustibles en la Universidad Imperial de Kioto y comenzó su carrera como químico orgánico experimental.
Fue profesor de química física en la Universidad de Kioto de 1951 a 1982, presidente del Instituto de Tecnología de Kioto entre 1982 y 1988, y miembro de la Academia Internacional de Ciencias Moleculares Cuánticas y miembro honorario de la Academia Internacional de Ciencias de Múnich. [ cita requerida ] También fue director del Instituto de Química Fundamental desde 1988 hasta su muerte. Así como presidente de la Sociedad Química de Japón de 1983 a 1984, recibiendo múltiples premios además de su Premio Nobel , como; Premio de la Academia Japonesa en 1962, Persona de Mérito Cultural en 1981, Honor Imperial del Gran Cordón de la Orden del Sol Naciente en 1988, con muchos otros premios no tan prestigiosos.
En 1952, Fukui, junto con sus jóvenes colaboradores T. Yonezawa y H. Shingu, presentó su teoría de la reactividad de los hidrocarburos aromáticos basada en orbitales moleculares , que apareció en el Journal of Chemical Physics . En aquel momento, su concepto no logró atraer la atención adecuada entre los químicos. Fukui observó en su discurso de aceptación del Nobel en 1981 que su artículo original "recibió una serie de comentarios controvertidos. Esto era en cierto sentido comprensible, porque, debido a mi falta de capacidad experimental, el fundamento teórico de este notable resultado era oscuro o, más bien, se había expuesto de forma incorrecta".
El concepto de orbitales frontera se reconoció tras la publicación en 1965 por Robert B. Woodward y Roald Hoffmann de las reglas de estereoselección de Woodward-Hoffmann , que podían predecir las velocidades de reacción entre dos reactivos. Estas reglas, representadas en diagramas, explican por qué algunos pares reaccionan fácilmente mientras que otros no. La base de estas reglas reside en las propiedades de simetría de las moléculas y, especialmente, en la disposición de sus electrones. Fukui había reconocido en su discurso de aceptación del Nobel que "sólo después de la notable aparición del brillante trabajo de Woodward y Hoffmann me he dado cuenta de que no sólo la distribución de densidad sino también la propiedad nodal de los orbitales particulares tienen importancia en una variedad tan amplia de reacciones químicas".
Lo más sorprendente de las contribuciones significativas de Fukui es que desarrolló sus ideas antes de que los químicos tuvieran acceso a grandes computadoras para modelarlas. Además de explorar la teoría de las reacciones químicas, las contribuciones de Fukui a la química también incluyen la teoría estadística de la gelificación , la síntesis orgánica mediante sales inorgánicas y la cinética de la polimerización .
En una entrevista a la revista New Scientist en 1985, Fukui había criticado duramente las prácticas adoptadas en las universidades e industrias japonesas para fomentar la ciencia. Señaló: "Las universidades japonesas tienen un sistema de cátedras que es una jerarquía fija. Esto tiene sus méritos cuando se trata de trabajar como un laboratorio sobre un tema. Pero si quieres hacer un trabajo original, debes empezar joven, y los jóvenes están limitados por el sistema de cátedras. Incluso si los estudiantes no pueden convertirse en profesores asistentes a una edad temprana, se les debe alentar a hacer un trabajo original". Fukui también amonestó la investigación industrial japonesa diciendo: "Es más probable que la industria ponga su esfuerzo de investigación en su negocio diario. Es muy difícil que se involucre en la química pura. Es necesario alentar la investigación a largo plazo, incluso si no conocemos su objetivo y si se desconoce su aplicación". En otra entrevista con The Chemical Intelligencer, profundizó en su crítica diciendo: "Como es conocido en todo el mundo, Japón ha tratado de ponerse a la altura de los países occidentales desde principios de este siglo importando ciencia de ellos". En cierto sentido, Japón es un país relativamente nuevo en el ámbito de las ciencias fundamentales, y la falta de capacidad de originalidad y financiación, que los países occidentales tienen más ventajas, perjudican al país en este ámbito. No obstante, también ha afirmado que la situación está mejorando en Japón, especialmente la financiación de las ciencias fundamentales, que ha experimentado un aumento constante durante años.
Fukui recibió el Premio Nobel por descubrir que se podía encontrar una buena aproximación de la reactividad observando los orbitales frontera ( HOMO/LUMO ). Esto se basó en tres observaciones principales de la teoría de orbitales moleculares cuando dos moléculas interactúan.
A partir de estas observaciones, la teoría de orbitales moleculares de frontera (FMO) simplifica la reactividad a las interacciones entre el HOMO de una especie y el LUMO de la otra. Esto ayuda a explicar las predicciones de las reglas de Woodward-Hoffman para las reacciones pericíclicas térmicas, que se resumen en la siguiente afirmación: "Un cambio pericíclico del estado fundamental es simétrico cuando el número total de componentes (4q+2)s y (4r)a es impar" [10] [11] [12] [13]
Fukui fue elegido miembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS) en 1989. [ 1]
