Erich Arthur Hückel

Erich Armand Arthur Joseph Hückel (1896- 1980) fue un químico y físico alemán quien destacó por sus estudios sobre la física de las moléculas. Hückel era originario del suburbio berlinés de Charlottenburg, y se formó en física y matemáticas en la Universidad de Göttingen entre 1914 y 1921. Nació el 9 de agosto de 1896 en Berlín y murió el 16 de febrero de 1980 en Marburg.

Hückel, es uno de los grandes químico-físicos del siglo XX, pionero en el área de la química cuántica, y es ampliamente reconocido por dos contribuciones fundamentales en la química y la física:

1. La teoría de Debye-Hückel, desarrollada en 1923 junto a Peter Debye en Zúrich, que revolucionó el entendimiento de las soluciones electrolíticas. Esta teoría aborda el comportamiento de los electrolitos fuertes, enfocándose en las fuerzas interiónicas para explicar su conductividad eléctrica y coeficientes de actividad termodinámica.
2. El método Hückel de cálculos orbitales moleculares aproximados (MO) para sistemas de electrones π, una herramienta esencial en la química cuántica.

Luego de obtener su doctorado, Hückel inició su carrera como asistente en Göttingen, seguido por un período de colaboración con Peter Debye en Zúrich. Su carrera internacional incluyó estancias en Inglaterra y Dinamarca, donde trabajó brevemente con Niels Bohr. Posteriormente, se unió a la facultad de la Technische Hochschule en Stuttgart y, en 1935, se trasladó a la Universidad Phillips de Marburg. Allí, fue nombrado profesor titular en 1960, un año antes de su jubilación en 1961. Su legado incluye también su membresía en la Academia Internacional de Ciencias Moleculares Cuánticas.

HSD

Biografía

Erich Hückel nació en 1896 como el mediano de los tres hijos del médico Armand Hückel (1860-1927). Su padre tenía intereses científicos y, como académico privado, tenía su propio laboratorio. Sus hermanos fueron Walter Hückel (1895-1973), profesor de química orgánica, y Rudi Hückel (1899-1949), médico. Uno de sus bisabuelos fue el conocido botánico Carl Friedrich von Gärtner (1772-1850), uno de sus tatarabuelos fue el botánico y profesor de San Petersburgo Joseph Gärtner (1732-1791).

Hückel fue a la escuela secundaria en Göttingen de 1905 a 1914 y estudió física y matemáticas en la Universidad de Göttingen de 1914 a 1921, donde se doctoró en 1921 con Peter Debye sobre la "dispersión de rayos X mediante líquidos anisotrópicos", una La tesis siguiente de Debye y Paul Scherrer desarrolló el método Debye-Scherrer en 1916. Sus estudios se vieron interrumpidos por el servicio militar como asistente de investigación en el instituto de investigación de modelos de aerodinámica de Ludwig Prandtl (1916) y en 1918 en el comando de hidroaviones de la Armada en Warnemünde.

Después de la guerra regresó a Göttingen y de hecho quería seguir a Debye hasta la ETH Zurich, pero tuvo que esperar un tiempo debido a restricciones laborales en Suiza. Fue asistente de David Hilbert y asistente de Max Born en Gotinga antes de ir en 1922 a la ETH Zurich como asistente de Debye, donde trabajó en el área de investigación actual de Debye (la teoría de los electrolitos fuertes). En 1925 completó su habilitación con Debye ( solución concentrada de electrolitos acuosos ).

En 1928, con una beca Rockefeller, fue al University College London al FC Donnan y luego a Copenhague a Niels Bohr, donde comenzó su trabajo sobre la aplicación de la mecánica cuántica a los enlaces químicos. Continuó esto a partir de 1929 con Werner Heisenberg y Friedrich Hund en la Universidad de Leipzig, donde creó su trabajo sobre el doble enlace y el benceno (1931), la base de lo que más tarde se conoció como la teoría HMO (Hückel Molecular Orbital Theory).

Sin embargo, este trabajo sólo encontró reconocimiento general mucho más tarde y en ese momento lo puso en desventaja porque se movía entre las áreas de la física y la química. En 1930 obtuvo una plaza de profesor de química física en Stuttgart, para la que completó su habilitación con su trabajo sobre el benceno. En 1937 se convirtió en profesor asociado en la Universidad de Marburg.

Allí fue el único físico teórico que tuvo que impartir las clases magistrales (durante los años de la guerra también las prácticas para médicos) sin que se le asignaran puestos de asistente. La sobrecarga de trabajo le obligó inicialmente a suspender su investigación. En 1947 recibió la cátedra de física teórica y también un asistente (temporalmente el matemático Horst Tietz). La teoría HMO se había vuelto particularmente popular en el extranjero. Hückel, que tenía mala salud, ya no podía seguir el ritmo actual de la investigación en este campo. En 1961 se convirtió en profesor titular y un año después se jubiló.

Hückel estaba casado con Annemarie Zsigmondy, hija del premio Nobel de química Richard Zsigmondy, y con ella tuvo cuatro hijos.

Logros

Entre sus logros científicos más importantes se encuentra la interpretación teórica cuántica de las propiedades termodinámicas del benceno y, en relación con esto, la formulación de la aproximación de Hückel que lleva su nombre, de la que, entre otras cosas, A continuación se sigue la regla de Hückel para definir el estado aromático. También trabajó en el campo de la electroquímica, desarrollando particularmente la teoría de Debye-Hückel.

En 1965 recibió el Premio Otto Hahn de Química y Física. En 1966 fue elegido miembro de la Leopoldina. También fue nominado al Premio Nobel de Química 22 veces y al Premio Nobel de Física dos veces, pero nunca los recibió.

Desde 2016, la Sociedad de Químicos Alemanes otorga el Premio Erich Hückel por logros destacados en química teórica. El ganador del primer premio fue Werner Kutzelnigg.

Poema de Hückel sobre Schrödinger

Según Felix Bloch, Erich Hückel "incitó y ayudó" los estudiantes de la Universidad de Zúrich a escribir poemas sobre sus grandes profesores. El poema sobre Erwin Schrödinger decía así:

Gar Manches rechnet Erwin schon
Mit seiner Wellenfunktion.
Nur wissen möcht' man gerne wohl
Was man sich dabei vorstell'n soll.

(Erwin con su psi podrá hacer
Más de un cálculo.
Pero hay algo que no se ha visto:
Qué significa realmente eso)

Aportes a la teoría molecular

Hückel es más famoso por desarrollar el método Hückel de cálculos orbitales moleculares (MO) aproximados en sistemas de electrones π, un método mecánico cuántico simplificado para tratar con moléculas orgánicas insaturadas planas. En 1930 propuso una teoría de separación σ/π para explicar la rotación restringida de los alquenos (compuestos que contienen un doble enlace C=C). Este modelo amplió una interpretación de 1929 del enlace en oxígeno triplete por Lennard-Jones. Según Hückel, solo el enlace eteno σ es axialmente simétrico con respecto al eje C-C, pero el enlace π no lo es; esto restringe la rotación.

En 1931 generalizó su análisis formulando descripciones de enlaces de valencia (VB) y orbitales moleculares (MO) del benceno y otros hidrocarburos cicloconjugados. Aunque innegablemente una piedra angular de la química orgánica, los conceptos de Hückel no se reconocieron inmerecidamente durante dos décadas. Su falta de habilidades de comunicación contribuyó. La famosa regla de Hückel 4n+2 para determinar si las moléculas del anillo compuestas por enlaces C=C mostrarían propiedades aromáticas fue establecida claramente por primera vez por Doering en un artículo de 1951 sobre la tropolona. La tropolona había sido reconocida como una molécula aromática por Dewar en 1945.

En 1936, Hückel desarrolló la teoría de los birradicales conjugados con π (moléculas no Kekulé). El primer ejemplo, conocido como hidrocarburo Schlenk-Brauns, se había descubierto ese mismo año. El crédito por explicar tales birradicales generalmente se le da a Christopher Longuet-Higgins en 1950.

En 1937, Hückel perfeccionó su teoría MO de los electrones pi en moléculas orgánicas insaturadas. Esto todavía se usa ocasionalmente como una aproximación, aunque el método PPP Pariser-Parr-Pople más preciso lo sucedió en 1953. "Teoría extendida de MO de Hückel" (EHT) se aplica a los electrones sigma y pi, y tiene su origen en el trabajo de William Lipscomb y Roald Hoffmann para moléculas no planas en 1962.

Premios

• 1965 Premio Otto Hahn para Química y Física