Meglepő eredménnyel zárult az angliai New Castle-i Egyetem és az ausztrál Cardiff Egyetem közös kutatása: vegyészeik azt állítják, hogy az induktív hatás régóta tanított egyszerűsítő magyarázata nem írja le pontosan a valóságot, a leírás nem egyezik meg következetesen az elektronok számítógépes szimulációkban mutatott viselkedésével.
Az induktív hatás fogalmát csaknem száz évvel ezelőtt alkották meg a kémikusok, hogy egyszerű, vizuális magyarázatot adjanak arra, hogyan vonzzák vagy taszítják maguk felé az elektronokat az egyes atomok a kémiai kötéseken keresztül. A tankönyvek szerint az elektronok sűrűsége egyfajta „láncreakcióként”, a kémiai kötések mentén, akár nagy távolságokra is képes továbbítódni egy molekulán belül. Ez a láncolat határozza meg a molekula polaritását, és végső soron azt, hogyan fog reagálni más anyagokkal. Például a klór erősebben vonzza az elektronokat, mint a szén. Emiatt a klór közelében kevesebb elektron marad a szénatomokon, és ez a hatás – bár egyre gyengébben – tovább terjed a szomszédos kémiai kötésekre is.
A mostani kutatás viszont más eredményre jutott. A kutatók korszerű kvantumkémiai számításokat végeztek, amelyek sokkal részletesebben mutatják meg az elektronok viselkedését, mint amire száz évvel ezelőtt lehetőség volt. Megfigyelték, hogy az elektronok nem mindig úgy viselkednek, mintha ez a hatás lépésről lépésre, egyik kötésről a másikra terjedne. Sok esetben ehelyett inkább az történik, hogy az elektronok az egész molekulában egyszerre rendeződnek át, ezért nincs is szükség arra, hogy egy „láncként továbbadott" induktív hatást feltételezzenek.
Az átdolgozott molekulapályás megközelítés
Journal of Chemical Education
„Eredményeikből kiindulva, egy egyszerűbb, következetesebb magyarázatot javasolunk erre a jelenségre, ami javíthatja a kémiaoktatást, és világosabb alapot adhat a tudósoknak a molekuláris viselkedés megértéséhez” – mondta Dr. Edwin Johnson, a Newcastle-i Egyetem oktatója, a Journal of Chemical Education folyóiratban megjelent tanulmány egyik szerzője.
Jogosan vetődhet fel a kérdés, hogy akkor ki kell dobni a tankönyveket? Nos, erről szó sincs, a szerves kémia alapjai nem dőltek meg. A mostani megállapítás arra utal, hogy az egyik jól ismert tanítási módszert kell frissíteni, hogy a diákok egy olyan modellt tanuljanak, amely jobban tükrözi a molekulák tényleges viselkedését.
„Ha egy alapvető koncepciót pontatlanul tanítanak, az abból fakadó félreértések átgyűrűzhetnek a haladóbb kutatásokba és a gyakorlati fejlesztésekbe is” – véli Johnson. Ha a vegyészek pontosabban értik, hogyan oszlanak el az elektronok egy molekulában, akkor megbízhatóbban tudják megjósolni a kémiai reakciókat, könnyebben tervezhetnek új gyógyszereket és jobb számítógépes modelleket készíthetnek.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
