Фізико-органічна хімія

Фізико-органічна хімія

Фізико-органічна хімія у Вікісховищі

Фізико-органічна хімія, термін, введений Луїсом Хамметтом у 1940 році, відноситься до дисципліни органічної хімії, яка зосереджується на взаємозв'язку між хімічними структурами та реакційною здатністю, зокрема, застосуванні експериментальних інструментів фізичної хімії для вивчення органічних молекул.

Загальний опис

Конкретні фокусні точки дослідження включають швидкість органічних реакцій, відносну хімічну стабільність вихідних матеріалів, реакційноздатні проміжні продукти, перехідні стани та продукти хімічних реакцій, а також нековалентні аспекти сольватації та молекулярних взаємодій, які впливають на хімічну реакційну здатність. Такі дослідження забезпечують теоретичні та практичні основи для розуміння того, як зміни в структурі розчину або твердого тіла впливають на механізм реакції та швидкість для кожної цікавої органічної реакції.

Фізико-органічні хіміки використовують теоретичні та експериментальні підходи, щоб зрозуміти ці фундаментальні проблеми органічної хімії, включаючи класичні та статистичні термодинамічні розрахунки, квантово-механічну теорію та обчислювальну хімію, а також експериментальну спектроскопію (наприклад, ЯМР), спектрометрію (наприклад, МС), і кристалографічні підходи. Таким чином, ця галузь має застосування в широкому спектрі більш спеціалізованих галузей, включаючи електро- та фотохімію, полімерну та супрамолекулярну хімію, біоорганічну хімію, ензимологію та хімічну біологію, а також у комерційних підприємствах, пов’язаних із хімією процесів, хімічною інженерією, матеріалознавством і нанотехнології, і фармакологія у відкритті ліків за дизайном.

Область застосування

Фізична органічна хімія — це дослідження взаємозв’язку між структурою та реакційною здатністю органічних молекул. Зокрема, фізична органічна хімія застосовує експериментальні інструменти фізичної хімії для вивчення структури органічних молекул і забезпечує теоретичну основу, яка інтерпретує, як структура впливає як на механізми, так і на швидкість органічних реакцій. Його можна розглядати як підгалузь, яка поєднує органічну хімію з фізичною хімією.

Фізико-органічні хіміки використовують як експериментальні, так і теоретичні дисципліни, такі як спектроскопія, спектрометрія, кристалографія, обчислювальна хімія та квантова теорія, щоб вивчати як швидкість органічних реакцій, так і відносну хімічну стабільність вихідних матеріалів, перехідних станів і продуктів. Хіміки в цій галузі працюють над тим, щоб зрозуміти фізичні основи сучасної органічної хімії, і тому фізична органічна хімія має застосування в спеціалізованих галузях, включаючи хімію полімерів, супрамолекулярну хімію, електрохімію та фотохімію.

Див. також

• Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії імені Л. М. Литвиненка НАН України

Джерела

• Опейда Й. О. Фізико-органічна хімія 60—70-х років, три вклади академіка Л. М. Литвиненка [Текст] / Й. О. Опейда // Фізико-органічна хімія, фармакологія та фармацевтична технологія біологічно активних речовин: збірник наукових праць / за заг. ред. А. Ф. Попова. — Київ: КНУТД, 2021. — Вип. 3. — С. 7—36.
• Peter Atkins & Julio de Paula, 2006, "Physical chemistry, " 8th Edn., New York, NY, USA: Macmillan, ISBN 0716787598, accessed 21 June 2015. [E.g., see p. 422 for a group theoretical/symmetry description of atomic orbitals contributing to bonding in methane, CH₄, and pp. 390f for estimation of π-electron binding energy for 1,3-butadiene by the Hückel method.]
• Thomas H. Lowry & Kathleen Schueller Richardson, 1987, Mechanism and Theory in Organic Chemistry, 3rd Edn., New York, NY, USA: Harper & Row, ISBN 0060440848, accessed 20 June 2015. [The authoritative textbook on the subject, containing a number of appendices that provide technical details on molecular orbital theory, kinetic isotope effects, transition state theory, and radical chemistry.]
• Eric V. Anslyn & Dennis A. Dougherty, 2006, Modern Physical Organic Chemistry, Sausalito, Calif.: University Science Books, ISBN 1891389319. [A modernized and streamlined treatment with an emphasis on applications and cross-disciplinary connections.]
• Michael B. Smith & Jerry March, 2007, "March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, " 6th Ed., New York, NY, USA: Wiley & Sons, ISBN 0470084944, accessed 19 June 2015.
• Francis A. Carey & Richard J. Sundberg, 2006, "Advanced Organic Chemistry: Part A: Structure and Mechanisms, " 4th Edn., New York, NY, USA: Springer Science & Business Media, ISBN 0306468565, accessed 19 June 2015.
• Hammett, Louis P. (1940) Physical Organic Chemistry, New York, NY, USA: McGraw Hill, accessed 20 June 2015.
• Hammond, George S. (1997). Physical organic chemistry after 50 years: It has changed, but is it still there? (PDF). Pure Appl. Chem. 69 (9): 1919—22. doi:10.1351/pac199769091919. S2CID 53723796. Процитовано 20 June 2015. [An outstanding starting point on the history of the field, from a critically important contributor, referencing and discussing the early Hammett text, etc.]