Международен екип от изследователи заяви, че описанието на индуктивния ефект, което от десетилетия се цитира в учебниците по органична химия не съответства на съвременните данни. Според тях този ефект в неутрална молекула не се разпространява по-далеч от една връзка, докато учебниците почти 100 години твърдяха, че неговото влияние се предава през три-четири връзки, като постепенно отслабва.

Индуктивният ефект е фундаментално понятие в структурната органична химия, което обяснява как атомите влияят върху разпределението на електроните в молекулите. Изследване от 2024 година, публикувано в списанието Organic & Biomolecular Chemistry показва, че учебниците са описвали този ефект погрешно. Вече два изпитни съвета на ниво A-level обявиха преразглеждане на методите за преподаване на индуктивния ефект, позовавайки се на това проучване.

Нова статия в списанието Journal of Chemical Education е развила тези заключения. Ръководителят на изследването Д-р Марк Елиът от Факултета по химия на Университета в Кардиф обясни:

„Индуктивният ефект е фундаментално понятие в химичната връзка, тъй като с негова помощ се обяснява разпределението на електроните между атомите в молекулите. Той се изучава от всички, които се занимават с химия на ниво, по-напреднало от училищното.“

Според изследователите заключенията са особено важни за органичната химия, където учените рутинно изучават веригите от атоми, които са в основата на лекарствата, съвременните материали, агрохимикалите и полимерите. Разбирането на разпределението на електроните помага да се обяснят свойствата на молекулите и техните реакции.

Екипът не е провел нито един експеримент, а е събрал разпръснати данни от научната литература и ги е допълнил със собствен, съгласуван набор от данни.

„Въпреки че в литературата вече има някои данни в подкрепа на нашите заключения, те са малко известни. Ние събрахме всичко съществуващо на едно място, подкрепихме го със собствени данни и показахме общата картина и педагогическите последствия от такъв подход. Важно е основите да се преподават правилно.“

отбеляза Елиът

Сътрудничеството започнало, след като Елиът се запознал с трудовете на Д-р Едвин Джонсън от Университета в Нюкасъл и Д-р Казимир Грегори от Университета на Нова Англия. Тяхното проучване за влиянието на електроотрицателните елементи върху киселинността също даде резултати, които не се вписват в традиционните описания.

„Разбрахме, че разминаването между съвременните изчислителни данни и учебниците се оказа по-голямо, отколкото предполагахме.“

добави Джонсън

Учените признават, че не са се решили да оспорят утвърденото понятие веднага:

„В началото ни беше неудобно да оспорим общоприетата мъдрост. Някои имена, свързани с индуктивния ефект са легенди в нашата дисциплина. Ние, разбира се, не сме по-умни от тези пионери, но днес разполагаме с по-добри инструменти, които ни позволяват да погледнем нещата по друг начин – да изследваме директно молекулярните структури, докато те са били принудени да правят косвени изводи въз основа на ограничени експериментални данни.“

Изследователите се надяват, че изясняването на същността и границите на индуктивния ефект ще подобри преподаването на химия и ще укрепи концептуалните основи за изучаване на структурата и реакционната способност на молекулите. Статията Rethinking the Nature and Extent of Inductive Effects in Organic Compounds е публикувана в списанието Journal of Chemical Education.