Нерешённые проблемы химии

Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь улучшить эту статью, исправив в ней ошибки. Оригинал на английском языке — List of unsolved problems in chemistry. Эта отметка стоит на статье с 8 октября 2011.

К нерешенным проблемам химии чаще всего отноятся вопросы типа: «Можно ли создать химическое соединение Х», «Можно ли его разложить?», «Можно ли очистить его от примесей?» и т. д. Подобные проблемы обычно решаются достаточно быстро. Однако существуют ряд куда более сложных вопросов и проблем в химии, многие из которых до сих пор не были решены и являются областью активного исследования. В химии проблема считается нерешенной, если эксперт в этой области считает проблему нерешенной, либо если несколько экспертов расходятся во мнениях по поводу её решения. В данной статье приводится список таких проблем.

Проблемы органической химии

• Сольволиз норборнильного катиона: Почему норборнильный катион так устойчив? Является ли симметричным? Если да, то почему? Для незамещаемого норборнильного катиона ответы на все поставленные вопросы уже были найдены. Ситуация с замещаемым катионом остается неясной.
• В водных реакциях: Почему некоторые органические реакции ускоряются на водно-органических поверхностях?^[1]
• Каково происхождение барьера вращения соединения в этане, стерической помехе или гиперсоединении?
• Каково происхождение альфа-эффекта? Нуклеофилы с электроотрицательным атомом или же одна и более одиночных пар, смежных нуклеофильному центру, особенно реактивны.
• Многие механизмы, предложенные для каталитических процессов, с трудом поддаются пониманию и зачастую не объясняют природу всех сопровождающих явлений.

Проблемы биохимии

• «Лучше, чем идеальные» энзимы: Почему некоторые энзимы проявляют кинетику со скоростью выше, чем при диффузии?^[2] См. Кинетика энзимов.
• Каково происхождение гомохиральности в аминокислотах и сахарах?
• Фолдинг белка: Можно ли предсказать вторичную, третичную или же четвертичную структуру полипептидной цепи, основываясь только на информации о последовательности полипептидов и условиях среды? Обратная сторона вопроса: Является ли возможным спроектировать полипептидный ряд, который примет данную структуру при определенных условиях среды?^[3][4]

• Фолдинг РНК: Можно ли в точности предсказать вторичную, третичную или же четвертичную структуру полирибонуклеиновой кислоты, основываясь на первичной последовательности и условиях среды?
• Химическая картина происхождения Жизни: Как неживые химические соединения образовали сложные, самовоспроизводящиеся формы жизни?

Проблемы физической химии

• Что представляет собой электронная структура высокотемпературных сверхпроводников в различных точках фазовой диаграммы? Можно ли довести переходную температуру до комнатной температуры? См. Сверхпроводимость.
• Ионная сверхпроводимость электролитов или сверхпроводимость второго рода. Теоретически предсказанная, но ни разу не наблюдавшаяся.
• Фейнманиум: Что будет происходить с химическим элементом, атомная масса которого окажется выше 137, вследствие чего 1s-электрону придется двигаться со скоростью, превышающей скорость света? Является ли «Фейнманиум» последним химическим элементом, способным существовать физически? Проблема может проявиться приблизительно на 173 элементе, где расширение дистрибуции заряда ядра достигает финальной точки. Смотрите статью Extension of the periodic table beyond the seventh period и секцию Relativistic effects of Atomic orbital.
• Как можно наиболее эффективно преобразовать электромагнитную энергию (фотоны) в химическую? (Например, путем расщепления воды на водород и кислород, используя солнечную энергию)^[5][6]
• Какова природа связей в гипервалентных молекулах?
• Возможно ли создание Единой теории катализа (ЕТК)?
• Структура воды: По данным Science Magazine (2005), одной из 100 главных нерешенных проблем науки явялется вопрос о том, как одни молекулы воды формируют водородные связи с другими своими соседями там, где их много.^[3] См. Водный кластер.
• Какой процесс создает септарию в септарных узлах?

См. также

• Нерешенные проблемы науки

Примечания

1. ↑ Unique Reactivity of Organic Compounds in Aqueous Suspension Sridhar Narayan, John Muldoon, M. G. Finn, Valery V. Fokin, Hartmuth C. Kolb, K. Barry Sharpless Angew. Chem. Int. Ed. 21/2005 p 3157
2. ↑ Hsieh M, Brenowitz M (August 1997). «Comparison of the DNA association kinetics of the Lac repressor tetramer, its dimeric mutant LacIadi, and the native dimeric Gal repressor». J. Biol. Chem. 272 (35): 22092–6. DOI:10.1074/jbc.272.35.22092. PMID 9268351.
3. ↑ ^{1 2} (July 2005) «So much more to know». Science 309 (5731): 78–102. DOI:10.1126/science.309.5731.78b. PMID 15994524.
4. ↑ MIT OpenCourseWare 7.88J / 5.48J / 7.24J / 10.543J Protein Folding Problem, Fall 2003 Lecture Notes - 1 (2003).(недоступная ссылка — история)
5. ↑ Duffie John A. Solar Engineering of Thermal Processes. — Wiley-Interscience. — P. 928. — ISBN 978-0471698678
6. ↑ Brabec Christoph Organic Photovoltaics: Concepts and Realization. — Springer. — P. 300. — ISBN 978-3540004059

Ссылки

• 10 problems for Chemistry in the 21st Century — French Chemical Society
• (1 July 2005) «First 25 of 125 big questions that face scientific inquiry over the next quarter-century». Science 309 (125th Anniversary).
• (July 2005) «So much more to know — Next 100 of 125 big questions that face scientific inquiry over the next quarter-century». Science 309 (5731): 78–102. DOI:10.1126/science.309.5731.78b. PMID 15994524.
• Unsolved Problems in Nanotechnology: Chemical Processing by Self-Assembly — Matthew Tirrell — Departments of Chemical Engineering and Materials, Materials Research Laboratory, California NanoSystems Institute, University of California, Santa Barbara