Кучеров Олександр Павлович

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Кучеров Олександр Павлович
Народився 7 січня 1953(1953-01-07) (71 рік)
Баликчі , Іссик-Кульська область, Киргизька РСР, СРСР
Місце проживання Київ
Країна Україна Україна
Національність українець
Alma mater Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова НАН України
Галузь Фізика
Заклад Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Вчене звання старший науковий співробітник
Науковий ступінь Кандидат фізико-математичних наук
Науковий керівник Лисиця Михайло Павлович
Відомий завдяки: Відкриття Денситометрії електронної хмарки

Кучеров Олександр Павлович (англ. Olexandr Kucherov) (нар. 7 січня 1953, Баликчі, Іссик-Кульська область, Киргизька РСР, СРСР) — український науковець-фізик, старший науковий співробітник, кандидат фізико-математичних наук.

Освіта[ред. | ред. код]

У 1975 році закінчив фізичний факультет Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Керівник дипломної роботи Білий Михайло Ульянович. Далі навчався в аспірантурі Інституту фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова НАН України. Керівник Лисиця Михайло Павлович. Кандидат фізико-математичних наук. Вчене звання старшого наукового співробітника отримав на посаді заступника директора Українського науково-дослідного інституту продуктивності агропромислового комплексу.

Наукова діяльність[ред. | ред. код]

Відомий через відкриття денситометрії електронної хмарки  — міждисциплінарної технології, яка використовує засади квантової механіки для отримання прямого зображення форми електронної хмарки окремих атомів, молекул та хімічних зв'язків [1][2]. Таким чином було розв'язано проблему, який дві з половиною тисячі років, починаючи з того часу, як Демокріт заснував атомістичну[3] концепцію будови Всесвіту, в основу якої покладено поняття атома, як гранично неподільної частки речовини. Надалі О. П. Кучеров, виходячи з фундаментальних основ квантової механіки, відкрив ефект зсуву траєкторії зовнішніх електронів хмаркою атома. В результаті дії цього ефекту величина зсуву траєкторії електронів прямо пропорційна густині електронної хмарки ρ(x,y), яка визначається як квадрат модуля хвильової функції Ψ(q) [4]. Таким чином, електронний промінь починає світитися різними кольорами. Також можна подивитись пряме зображення валентних зв’язків.

Таким чином, денситометрія електронної хмарки доводить, що атом має реальне матеріальне тіло з різними частинами, яки виконують чітко визначені функції.

Досягнення в хімії[ред. | ред. код]

Отримання прямих зображень атомів, молекул та хімічних зв’язків започаткувало створення нової науки «візуальної хімії» (англ. Visual chemistry)[5], яка вже призвела до ряду відкриттів.

Відкриття бінарної структури атомів[ред. | ред. код]

Пікоскопічні зображення бінаронї структури атома вуглецю (а) та атома кремнію(b) в аморфному стані[6].

Закономірності просторового устрою внутрішніх та валентних електронів було вивчено О. Кучеровим та А. Мудриком на прикладі чотиривалентних вуглецю та кремнію: а) атом вуглецю в аморфному стані з рожевою внутрішнею оболонкою у формі атома гелію [He] та чотирма зеленими зовнішніми валентними електронами 2s 2p³; b) атом кремнію в аморфному стані з рожевою внутрішнею оболонкою у формі атома неону [Ne] та чотирма зеленими зовнішніми валентними електронами 3s 3p [6]. Таким чином, внутрішні електрони розмішуються в середині кулі, що обмежена жовтим шаром, а зовнішні валентні електрони розташовуються поза межами кулі. Вони мають форму витягнутих пелюстків і проявляють велику хімічну активність.

Пряма візуалізація ковалентних зв'язків[ред. | ред. код]

Пікоскопічне зображення сигма-зв'язку між двома атомами карбону.

Пікоскопічні зображення сигма-зв'язкІв, як різновид ковалентних зв’язків, було отримано для атомів C [7], Si [8] та Ge [9]. Для всіх досліджених хімічних елементів сигма-зв’язки мають однакову форму. А саме: внутрішні електрони атомів мають рожевий колір, а два зовнішніх валентних електрони сусідніх атомів створюють гібридизацію у формі знака нескінченності жовтого кольору. Реальна форма гібридизації має точку перетину, що лежить посередині між двома атомами. Базуючись на отриманих експериментальних результатах, квантовомеханічну теорію молекулярного водню, що створена Гайтлером та Лондоном у 1927 році[10], О. П. Кучеровим було розповсюджено на атоми всіх елементів періодичної таблиці[8]. В результаті було розраховано геометрію ковалентного зв’язку.

Пряма візуалізація іонних зв'язків[ред. | ред. код]

Пікоскопічне зображення молекули пентану та її анімація[11].

Пікоскопічне зображення молекули н-пентану[11] (роздільна здатність 10 пікометрів), отримане О. П. Кучеровим та С.Є.  Лавровським, шляхом денситометрії електронної хмарки. На зображенні видно всі п'ять атомів вуглецю з відповідною просторовою геометрією. Атомів водню на пікоскопічному зображенні нема тому, що іонний зв'язок, це повна передача електрона від одного атома до іншого з утворенням іона. Іоном атома водню є протон. Тобто, іон водню повністю позбавлений електронної хмарки на що вказує список ступенів окислення хімічних елементів заснований на таблиці Грінвуда [12], що й передає пряме пікоскопічне зображення та анімація. Практичним підтвердженням цього факту є ступінь окиснення, яка при хімічній взаємодії атомів водню завжди дорівнює +1. В результаті у водню зникає електронна хмарка і залишається лише ядро атома.

Досягнення в матеріалознавстві[ред. | ред. код]

Візуалізація вуглецевих нанотрубок[ред. | ред. код]

На міжнародній коференції NANOTECNOLOGY AND NANO-MATERIALSE (NANO-2017), Чернівці, було продемонстровано перше пряме пікоскопічне зображення вуглецевих нанотрубок [13].

Відкриття рудениту  — суперщільного матеріалу[ред. | ред. код]

Під керівництвом О. П. Кучерова засобами денситометрії електронної хмарки було відкрито новий суперщільний матеріал. Новий надщільний двошаровий алмазоподібний вуглецевий алотроп вперше був представлений українськими та російськими вченими на конференції по карбону (Троїцьк, РФ) у 2015 році[14]. Існування цього унікального матеріалу у 2018 році було підтверджене незалежною групою американських, французьких та італійських вчених[15]. Після ретельного вивчення властивостей та структури цього вуглецевого алотропу було запропоновано надати йому назву руденіт на честь українського фізика А. Д. Рудя[7].

Посилання[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ патент України № 115602, від 27.02.2018 р [Архівовано 9 липня 2021 у Wayback Machine.]
  2. ↑ Кучеров А.П., Лавровский С.Е. (2018). Пикоскопия - прямая визуализация молекул (PDF). Інформаційні технології та спеціальна безпека (№ 4): 12—41. Архів оригіналу (PDF) за 16 квітня 2021. Процитовано 20 квітня 2021.(рос.)
  3. ↑ Філософський енциклопедичний словник / В. І. Шинкарук (гол. редкол.) та ін. — Київ : Інститут філософії імені Григорія Сковороди НАН України : Абрис, 2002. — 742 с. — 1000 екз. — ББК 87я2. — ISBN 966-531-128-X.
  4. ↑ Kucherov, Olexandr (2022). Direct visualization of individual molecules in molecular crystals by electron cloud densitometry. Applied Functional Materials. 2 (1): 36—43.
  5. ↑ Kucherov, O.; Rud, A.; Gubanov, V.; Biliy, M. (2020). Spatial 3d Direct Visualization of Atoms, Molecules and Chemical Bonds. American Journal of Applied Chemistry. 8 (4): 94—99. doi:10.11648/j.ajac.20200804.11.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  6. ↑ а б Kucherov, Olexandr; Mudryk, Andrey (2023). Picoscopy Discoveries of the Binary Atomic Structure. Applied Functional Materials AFM. 3 (2): 1—7.
  7. ↑ а б Kucherov, O. P.; Rud, A. D. (2018). Direct visualization of individual molecules in molecular crystals by electron cloud densitometry. Molecular Crystals and Liquid Crystals. 674 (1): 40—47. doi:10.1080/15421406.2019.1578510.
  8. ↑ а б Kucherov, Olexandr (2021). Direct Visualization of Covalent Chemical Bonds in Crystalline Silicon (PDF). American Journal of Engineering Research (AJER). 10 (6): 54—58.
  9. ↑ Kucherov, Olexandr (2022). Direct Visualization of Si and Ge Atoms by Shifting Electron Picoscopy. Applied Functional Materials. 2 (4): 41—47.
  10. ↑ Heitler, W.; London, F. (1927). Wechselwirkung neutraler Atome und homöopolare Bindung nach der Quantenmechanik [Interaction of neutral atoms and homeopolar bonds according to quantum mechanics]. Zeitschrift für Physik. 44 (6–7): 455—472. Bibcode:1927ZPhy...44..455H. doi:10.1007/bf01397394. S2CID 119739102.
  11. ↑ а б Кучеров, О.П.; Лавровський, С.Є. (2022). Видимий атом (PDF). Інформаційні технології та спеціальна безпека. 8 (1): 29—62.
  12. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Chemistry of the. — 2-е изд. — Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. — С. 28. — ISBN 0080379419.
  13. ↑ O.P. Kucherov, S.E. Lavrovsky, Electron Trajectory Shifting Effect, Abstract book. International research and practice conference: NANOTECNOLOGY AND NANO-MATERIALSE (NANO-2017) (PDF), Chernivtsi
  14. ↑ Rud, A.D.; Kornienko, N.E.; Kiryan, I.M.; Kirichenko, A.N.; Kucherov, O.P. (2016). Local-allotropic structures of carbon (PDF). Thesis "Carbon: the fundamental problems of science, materials science, technology". Troitsk. (англ.)
  15. ↑ Gao, Yang; Tengfei, Hi; Cellini, Filippo; Berger, Claire; de Heer, Walter A .; Tosatti, Erio; Riedo, Elisa; Bongiorno, Angelo (2018). Ultrahard carbon film from epitaxial two-layer grapheme. Nature Nanotechnology (13): 133–138. doi:10.1038/s41565-017-0023-9.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Кучеров_Олександр_Павлович&oldid=42021534