Роалд Хоффман

Американский химик Роалд Хофман (при рождении Сафран), названный в честь норвежского исследователя Роальда Амундсена, родился в г. Злоцзове в Польше, в семье инженера Хиллеля Сафрана и школьной учительницы Клары Розен. В период с начала второй мировой войны по июнь 1941 г. на этой территории находились войска Советской Армии. Когда немецкая армия оккупировала эту местность, Сафраны, евреи по национальности, были интернированы в гетто, а затем в трудовой лагерь. В 1943 г. Сафрану-старшему удалось тайно переправить сына и его мать из лагеря, и остаток войны они прятались на чердаке школы вблизи украинского хутора. Отец Хофмана остался в лагере и, как большинство заключенных, был уничтожен нацистами. Хофман и его мать сумели остаться в живых и были освобождены Советской Армией в июне 1944 г. Позднее они переехали в Краков, где мальчик смог посещать школу и где мать вышла замуж за Пауля Хофмана.

    В течение последующих трех лет Хофманы жили в лагере для перемещенных лиц в Австрии и Германии. В 1949 г. они смогли эмигрировать в Соединенные Штаты Америки, где обосновались в Нью-Йорке. Хофман выучил английский язык, свой шестой язык, посещая государственную школу в Бруклине, а затем поступил в Стуивесантскую среднюю школу, специализированную на изучении естественнонаучных предметов. Он начал свое высшее образование по медицине в Колумбийском университете в 1955 г. и через три года получил степень бакалавра, после чего в Гарвардском университете специализировался по химии.

     В 1959 г. в Упсальском университете в Швеции Хофман прослушал летний курс по квантовой химии. В это время он познакомился с Евой Бёрьессон, в 1960 г. они поженились и уехали в Гарвард. Вскоре после этого супруги провели год в Советском Союзе, где Хофман учился в Московском государственном университете «по обмену».

     Вернувшись в Гарвард, Хофман начинает совместные исследования с Уильямом Н. Липскомбом, используя компьютерную технику для расчетов энергетических барьеров в органических молекулах. Он применил правило Хюккеля (которое определяет число электронов в электронном облаке данной молекулы) для вычислений электронной структуры гидридов бора и полиэдрических молекул. После получения докторской степени в 1962 г. Хофман работал в течение трех лет в Гарварде, имея стипендию для выполнения научно-исследовательской работы. Под влиянием Е. Дж. Кори и Р. Б. Вудворда он переключился с теоретической химии на прикладную органическую химию.

     Квантовая теория, разработанная главным образом в 20-х годах Луи де Бройлем, Эрвином Шрёдингером и Вернером Гейзенбергом, есть математическое описание поведения частиц на атомном и субатомном уровне. Квантовая механика – приложение этой теории к движению частиц. В 1965 г., пытаясь найти объяснение несколько неожиданной реакции, обнаруженной Вудвордом при синтезе витамина В12, Вудворд и Хофман открыли законы, основанные на квантовой механике и позволяющие предсказывать, будут ли продуктивны реакции для определенных комбинаций химических реагентов.

     В основе законов Вудворда – Хофмана заложена известная с 70-х годов прошлого века идея о том, что система стремится принять такую конфигурацию, при которой ее энергия была бы минимальной. Если образующиеся соединения имеют энергию меньшую, чем исходные реагенты, то реакция протекает при заданных атмосферных условиях (давлении и температуре). Если же продукт реакции находится на более высоком энергетическом уровне, чем сумма индивидуальных исходных соединений, то такая реакция не произойдет. Вудворд и Хофман анализировали эти эффекты орбитальной симметрии для реакций, в которых несколько связей разрывались или образовывались одновременно, а не для последовательно протекающих процессов с образованием промежуточных соединений. Законы Вудворда – Хофмана получили широкий резонанс как наиболее выдающиеся теоретические достижения после второй мировой войны. Из-за простоты их формулировок и отсутствия требований применения сложной компьютерной обработки они широко использовались в практической медицине и промышленности. Их относительная простота согласуется с убеждением Хофмана, что способность достоверно делать предсказание без лабораторных вычислений является основой понимания. «Если вы обращаетесь к компьютеру, значит, вы не поняли закона», – говорит он. Вудворд и Хофман описали свои открытия в 1970 г. в книге «Сохранение орбитальной симметрии».

     По окончании срока стипендии Хофман в 1965 г. переходит в Корнеллский университет на должность адъюнкт-профессора по химии (1965 – 1968), а затем становится полным (действительным) профессором. 

   Хотя Фукуи разработал свои идеи раньше Хофмана, его глубоко математизированные статьи, опубликованные в японских журналах, читал лишь небольшой круг западных химиков. 

     После получения Нобелевской премии Хофман заинтересовался взаимосвязью структуры и реакционной способности неорганических и металлоорганических соединений, от маленьких двухатомных комплексов до кластеров, включающих несколько атомов переходных металлов. Используя молекулы, состоящие из металл-лигандных фрагментов, Хофман также исследовал образование кластеров и геометрию олефин- и полиен-металлокарбонильных комплексов. Предсказанные им структуры новых типов трехслойных и порфириновых «сэндвичей» были синтезированы другими исследователями. Он и его коллеги также изучают твердофазные структуры.

     Другие интересы Хофмана были связаны с пониманием взаимосвязи науки с искусством и сходных процессов в этих двух областях. Хофманы, которые имеют сына и дочь, живут в Итаке (штат Нью-Йорк). Хофман принял американское гражданство.

    Он является членом американской Национальной академии наук, Американской ассоциации фундаментальных наук, Международной академии квантово-молекулярных исследований и Американского физического общества.