From Fuel Chemistry to Quantum Chemistry: Kenichi Fukui and the Rise of the Kyoto School



Yüklə 357,95 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix28.07.2018
ölçüsü357,95 Kb.
#59469


International Workshop on the History of Chemistry 2015 Tokyo

 

138 



 

From Fuel Chemistry to Quantum Chemistry:   

Kenichi Fukui and the Rise of the Kyoto School

1

 



Yasu Furukawa 

Nihon University, College of Bioresource Sciences, Japan 

 

 

Kenichi Fukui (1918–1998) was the first Japanese Nobel laureate in chemistry.    He received 



the 1981 Nobel Prize for his frontier orbital theory, which clarified the mechanism and course 

of  chemical  reactions  in  terms  of  quantum  mechanics.  Roald  Hoffmann  who  developed  the 

principle  of  the  conservation  of  orbital  symmetry  or  the  so-called  “Woodward-Hoffmann 

rule” shared the award. Their joint award was the third Nobel Prize in the field of quantum 

chemistry,  following  the  award  received  by  Linus  Pauling  (1954)  and  Robert  Mulliken 

(1966).   

The  frontier  orbital  theory  is  considered  by  many  chemists  to  be  one  of  the  most 

important  conceptual  advances  in  the  1950s  in  the  field  of  chemical  sciences.

2

  Despite  its 



historical significance, the literature on the history of quantum chemistry has long been silent 

about Fukui and his work. Kostas Gavrogru and Anna Simões’ recent book, Neither Physics 



Nor  Chemistry: A History of  Quantum Chemistry  (2012), deals with  the history of quantum 

chemistry  from  the  1920s  to  the  1970s,  but  contains  no  mention  of  Fukui  at  all.

3

  Today,  I 



would like to talk about Fukui and his quantum chemistry from one perspective, namely, the 

rise of pure science in an applied academic setting. 

When  Fukui  was  awarded  the  Nobel  Prize,  there  was  some  confusion  about  his 

professional  identity among Western media and  the people in  the scientific  realm.  Chemical 



and  Engineering  News  erroneously  described  him  as  a  physics  professor  of  Kyoto 

University.

4

  In  addition,  the  secretary  of  the  Royal  Swedish  Academy  asked  whether  Fukui 



was  a  student  of  Hideki  Yukawa  (1907–1981),  Japan’s  first  Nobel  laureate  in  physics.

5

 



Yukawa was a physics professor in Kyoto University, but Fukui was not his disciple.     

The  confusion  seems  to  have  sprung  due  to  the  gap  between  affiliation  and 

accomplishment. Throughout his long career, Fukui belonged to the Faculty of Engineering in 

Kyoto  University, and not  the Faculty of Science, which had both  the chemistry department 

and the physics  department.  He was a professor  in  the Department  of  Fuel  Chemistry. With 

this background, why was Fukui able to pursue pure science like quantum chemistry in such a 

strongly applied academic setting? How could he have established a world-renowned research 

school of theoretical chemistry there? 

James  Barthoromew  has  provided  one  answer  to  these  questions.

6

  In  his  paper, 



                                            

1

  Some  aspects  of  this  paper  have  been  discussed  in  Yasu  Furukawa,  “Nenryo-kagaku  kara  ryoshi-kagaku  e: 



Fukui Kenichi  to Kyoto gakuha no  mohitotu  no tenkai (From Fuel Chemistry to Quantum Chemistry: Kenichi 

Fukui and a New Development of the Kyoto School),” Kagakushi, vol.41 (2014): 181–233. 

2

  E.g., Scott A. Davis, “Kenichi Fukui, 1981,” in Frank N. Magill, ed., The Nobel Prize Winners, vol.3: 



Chemistry (Pasadena, CA: Salem Press, 1990), pp. 1061–1067, on p.1063.     

3

  Kostas Gavrogru and Ana Simões, Neither Physics nor Chemistry: A History of Quantum Chemistry 



(Cambridge, Massachusetts: The MIT Press, 2012).    E. Thomas Strom and Angela K. Wilson, eds., Pioneers of 

Quantum Chemistry (Washington, D.C.: American Chemical Society, 2013) mentions Fukui’s name only once.   

4

  “Five Win Nobels for Chemistry, Physics,” Chemical and Engineering News, vol.59, no.43 (1981): 6–7, on p. 



6. 

5

  Fukui Kenichi hakase kinenn gyouji kiroku-shu (Record of the Dr. Keniichi Fukui Memorial Ceremony) 



(Kyoto University, 1998), p.7. 

6

  James Bartholomew, “Perspectives on Science and Technology in Japan:    The Career of Fukui Ken’ichi,” 



Historia Scientiarum, Vol.4 (1994): 47–54. 


International Workshop on the History of Chemistry 2015 Tokyo

 

139 



 

“Perspectives on Science and Technology in Japan: The Career of Fukui Ken’ichi,” he relates 

the case of Fukui to Japan’s unique historical experience with modern science and technology. 

In the West, the tendency to stress the distinctions between science and technology has been 

very  strong.  By  contrast,  from  the  Meiji  Restoration  period  in  1868  onward,  the  Japanese 

have  adopted  Western  science  and  technology  as  one  unified  field  of  research,  without 

considering the difference between the two cognitive domains.   

This  way  of  thinking  has  affected  Japan’s  institutional  systems.  For  example,  the 

University  of  Tokyo,  founded  in  1877,  taught  several  engineering  specialties,  together  with 

physics,  mathematics,  and  chemistry  in  a  single  unit  prior  to  the  establishment  of  separate 

faculties in 1885. Fukui’s institution, Kyoto University, was founded in 1897. It, too, made do 

with  a  single  Faculty  of  Science  and  Engineering  during  its  formative  years.  In  1913,  the 

original faculty was made into two separate faculties: the Faculty of Science and the Faculty 

of  Engineering.  In  Japan’s  universities,  the  Engineering  Faculty  often  received  more  funds 

than  the  Science  Faculty.  As  Bartholomew  states,  “Fukui  was  materially  better  off  in  the 

Faculty  of  Engineering  than  he  might  have  been  in  the  Faculty  of  Science.”

7

  Given  this 



background,  it  is  not  surprising  that  a  pure  scientist  like  Fukui  emerged  from  Japan’s 

Engineering Faculty. 

 

However,  if  this  thesis  stands  good,  the  same  could  also  be  said  about  the 



engineering  faculties  in  Japan’s  other  universities  (including  Tokyo,  Tohoku,  Kyushu, 

Hokkaido,  Osaka,  and  Nagoya).    In  reality,  the  case  of  Fukui  is  exceptional.    The 

University  of  Tokyo,  for  example,  produced  a  few  talented  quantum  chemists  before  World 

War  II.    They  were  either  from  the  Department  of  Physics  (e.g.,  Masao  Kotani)  or  the 

Department of Chemistry (e.g., San-ichiro Mizushima) in the Faculty of Science. Chemists of 

Tokyo’s large Department of Applied Chemistry in the Faculty of Engineering were probably 

materially  better  off  than  those  of  the  Department  of  Chemistry  in  the  Faculty  of  Science. 

However, no quantum chemists had come from the Department of Applied Chemistry.   

To answer the above questions, then, it is essential to look into Fukui’s own talent 

and career as well as the peculiar environment in which he pursued quantum chemistry.   

 

The Making of a Domestic Quantum Chemist 

Unlike  earlier  generations  of  Japanese  scientists,  Fukui  had  no  opportunities  to 

study abroad, as his  student  days  and  early  career in  chemistry concurred with  the wartime. 

He later labeled himself as a purely domestic scholar.

8

 

Fukui was born in 1918 in Nara, a province nearby Kyoto. As a high school student, 



Fukui’s interest  turned to mathematics and physics. He favored mathematics, because of its 

logical  rigor  and  simplicity.  By  contrast,  he  disliked  chemistry  as  it  appeared  to  him  as  too 

empirical, nonmathematical, and far from theoretical. He thought of enrolling in the Faculty 

of Science at Kyoto Imperial University (renamed Kyoto University in 1947) and to major in 

physics. However, when it was time for him to    enter the university in 1938, he applied and 

was  accepted  to  the  Department  of  Industrial  Chemistry  in  Kyoto’s  Engineering  Faculty 

instead.    This  department  dealt  with  very  practical  subjects,  like  fibers,  rubber,  coal, 

petroleum,  and  plastics.  His  decision  was  based  on  advice  he  had  received  from  Gen-itsu 

                                            

7

  Ibid., p. 52. 



8

  Kenichi Fukui, “Wastashi no rirekisho (My Curriculum Vitae),” Watashi no rirekisho: kagaku no kyudosha 

(My Curriculum Vitae: Seekers of Science)(Tokyo: Nikkei shinbun-sha, 2007), 119−226, on p.171. On Fukui, 

see also Kenichi Fukui, Gakumon no sozo (Creation of Scholarship), (Tokyo: Kosei shuppan-sha, 1984);Tokio 

Yamabe, ed., Kagaku to watashi (Chemistry and I) (Kyoto: Kagaku dojin, 1982); Teijiro Yonezawa and 

Chikayoshi Nagata, eds., Noberu-sho no shuhen: Fukui Kenichi hakase to Kyoto daigaku no jiyu na gakufu (The 

Surroundings of Nobel Prize: Dr. Kenichi Fukui and the Liberal Academic Style of Kyoto University), (Kyoto: 

Kagaku-dojin, 1999); and James B. Bartholomew, “Fukui, Ken’ichi,” New Dictionary of Scientific Biography, ed. 

by Noretta Koertge, vol. 3 (Detroit: Thomson Gale, 2007), pp. 85–89.   



International Workshop on the History of Chemistry 2015 Tokyo

 

140 



 

Kita  (1883–1952),  a  distant  relative  and  lifelong  mentor  who  impressed  him  greatly.  Fukui 

sensed  Kita’s  insight  that  chemistry  would  become  based  more  and  more  on  physics  and 

mathematics. His insight about the future of chemistry proved correct. 

Kita had built up a tradition that stressed the importance of basic research in applied 

chemistry  in  the  Faculty  of  Engineering  at  Kyoto  Imperial  University.

9

  He  graduated  from 



the Department  of Applied  Chemistry in  Tokyo  Imperial  University in  1906. Right  after his 

graduation, 

he  served  there  as  an  associate  professor  for  nine  years.  However,  due  to  a 

conflict with his boss and his discontent with the department’s practically-oriented teaching 

program,  he  left  Tokyo  for  Kyoto  in  1916.  He  maintained  a  sense  of  rivalry  against  Tokyo 

Imperial University. At Kyoto Imperial University’s newly created Department of Industrial 

Chemistry, Kita realized his educational ideal, which stressed pure chemistry as the basis for 

applied chemistry.     

During Fukui’s undergraduate days, students of industrial chemistry were required 

to  take  courses  in  basic  chemistry  such  as  organic  chemistry,  inorganic  chemistry,  and 

physical  chemistry  in  the  Department  of  Chemistry  of  the  Faculty  of  Science.  The  applied 

chemistry building was located next to the pure chemistry building. This geographical setting 

helped promote exchange between the two departments. This setting was in contrast with the 

setting  at  Tokyo  Imperial  University  where  the  department  of  pure  chemistry  and  the 

department of applied chemistry were separated both geographically and institutionally.   

Aware  of  Fukui’s  distinct  talent  for  mathematics,  Kita  further  encouraged  the 

undergraduate to  learn  fundamental  science  beyond chemistry. Fukui  chose to  study physics 

and  to  focus  on  quantum  mechanics  as  a  newly  emerging  fundamental  science  during  that 

time.    At  that  period,  quantum  mechanics  was  not  taught  even  in  the  physics  department. 

Fukui enjoyed teaching himself the subject by reading Erwin Schrödinger’s famous papers in 



Annalen der Physik

10

  as well as books such as Handbuch der Physik from the library of the 

Physics  Department.  He  also  read  Einführung  in  die  Quantenchemie,  one  of  the  earliest 

textbooks  on  quantum  chemistry  written  by  the  exiled  German  scientist,  Hans  Hellmann

11



Now, Fukui was convinced that quantum mechanics was a powerful means of mathematizing 



and theorizing chemistry. He also believed that it could be used in diminishing the empirical 

traits  of chemistry.  Fukui  later  recalled that the liberal  atmosphere in  Kyoto  had a profound 

influence on his ideas.

12

     



Fukui worked on his senior thesis under the guidance of Haruo Shingu (1913–1988), 

a  young  associate  professor.  The  experimental  study  assigned  to  Fukui  was  the  synthesis  of 

isooctane  which  was  used  for  raising  the  octane  number  of  aircraft  fuel.  This  experience 

aroused his interest in the chemical reaction of paraffinic hydrocarbons.     

During  this  time,  Fukui  encountered  Shingu’s  Japanese  translation  of  Erick 

Hückel’s famous lecture on the significance of the new quantum theory for chemistry.

13

  The 


translation  was  published  in  a  faculty  bulletin.  Hückle  had  delivered  that  lecture  at  the 

National  Meeting  of  German  Chemists  which  was  held  in  Münich  in  1936.  In  this  lecture, 

                                            

9

  Yasu Furukawa, “Kita Genitsu to Kyoto gakuha no keisei (Genitsu Kita and Kyoto School’s Formation),” 



Kagakushi, vol.35 (2010): 1–17. 

10

  E. Schrödinger, “Quantiesierung als Eigenwertproblem (Erste Mitteilung),” Annalen der Physik, ser.4, 79 



(1926): 361–376; idem., “Quantiesierung als Eigenwertproblem (Zweite    Mitteilung),” ibid., 4, 79 (1926): 

489–527; idem., “Quantiesierung als Eigenwertproblem (Dritte Mitteilung: Störungstheorie, mit Anwendung auf 

den Starkeffekt der Balmerlinien),” ibid., 4, 80 (1926): 437–490; idem., “Quantiesierung als Eigenwertproblem 

(Vierte Mitteilung),” ibid., 4, 81 (1926): 109–139. 

11

  Hans Hellmann, Einführing in die Quantenchemie (Leipzig und Wien: Deuticke, 1937). 



12

  “Science and Technology in Japan,” New Scientist, 21 March 1985, 30–35, on p. 31. 

13

  E. Hückel, “Shin ryoshi rikigaku no kagaku ni taisusru imi,” trans. By Haruo Shingu, Kagaku Hyoron, Vol.3, 



No.3 (1938):115–121;Erich Hückel, “Die Bedeutung der neuen Quantentheorie für die Chemie,” Zeitschrift für 

die Chemie, Bd.42, Nr.9 (1936): 657–662. 


International Workshop on the History of Chemistry 2015 Tokyo

 

141 



 

Hückel  stated  that  there  was  a  big  gap  between  theoretical  physicists  and  organic  chemists. 

He  said  that  the  former  should  know  more  about  actual  chemistry,  while  the  latter  should 

learn  more  about  new  quantum  mechanics.  He  also  said  that  each  group  should  apply  then 

their  specialized  knowledge  in  their  field.  In  all  likelihood,  Fukui  was  encouraged  by  this 

lecture. He wished to bridge the gap between theoretical physicists and organic chemists as an 

applied chemist. 

In  1939,  during  Fukui’s  sophomore  year,  the  Department  of  Fuel  Chemistry  was 

created  as  an  expansion  of  the  Department  of  Industrial  Chemistry.  At  this  time,  Kita,  who 

became  its  first  chair,  directed  a  large  national  project  of  synthetic  fuel  based  on  the 

Fischer-Tropsch  method.  As  a  graduate  student,  Fukui  studied  under  Shinjiro  Kodama 

(1906–1996),  another  loyal  protégé  of  Kita,  in  the  Department  of  Fuel  Chemistry.  Kodama 

had  studied  at  the  Kaiser  Wilhelm  Institute  for  Physical  Chemistry  and  Electrochemistry  in 

Berlin in the early 1930s. There, he was influenced by Michel Polanyi who asked him to learn 

the  quantum  theory  to  be  able  to  conduct  chemical  research.

14

  Back  in  Kyoto,  Kodama 



proposed that Kita hire a physicist who would teach mathematics and quantum mechanics to 

applied  chemistry  students.  Consequently,  the  theoretical  physicist  Gentaro  Araki 

(1902-1980)  was  employed  as  a  fulltime  professor  in  the  applied  chemistry  section  of  the 

Engineering  Faculty,  an  appointment  that  surprised  Japan’s  chemical  community.  Kita  and 

Kodama  thus  created  a  unique  environment  that  would  encourage  Fukui’s  research  in 

quantum chemistry.   

 

The Frontier Orbital Theory 

 Thanks to Kita and Kodama’s arrangements, Fukui was exempted from the military 

draft  during  the  war.  Instead,  he  was  allocated  to  engage  in  the  Army  Fuel  Laboratory  in 

Tokyo. There, he joined wartime research on the synthesis of gasoline additives from butanol 

(made  by  the  fermentation  of  sugar),  which  aroused  his  deep  interest  in  the  reaction  of 

olefinic  hydrocarbon  compounds.    Aside  from  laboratory  work,  he  was  fortunate  to  spare 

ample  time  reading  English  and  German  books  on  quantum  physics  in  the  laboratory’s 

well-equipped library.     

In 1945, shortly before the end of the war, Fukui became an associate professor of 

fuel chemistry in Kyoto. One characteristic of the Japanese national university system was the 



koza system. Koza is a teaching and research unit consisting of a fixed hierarchy of one full 

professor, one  associate  professor, and one or two assistants.  The inflexibility of the system 

sometimes caused problems, but the professor there at the time encouraged Fukui to work on 

his own research. As Fukui recalled, “Being allowed to be independent and pursue my own 

work at an early age was a major reason I could become what I am.”

15

  In 1951, while he was 



in  his  early  thirties,  he  was  promoted  to  full  professor.  Now,  he  has  gained  more 

administrative power.   

While  teaching  applied  subjects  such  as  fuel  engineering  and  industrial  physical 

chemistry,  he  focused  his  investigative  efforts  on  his  long-cherished  study:  the 

quantum-mechanical understanding of the chemical reactions of hydrocarbon compounds. His 

interest in reactions was in contrast to Mizushima’s group of theoretical chemistry at Tokyo 

University where the molecular structure was the main focus of research.

16

   



Shingu helped Fukui to recognize the limits of the then dominant electronic theory 

of  organic  reactions,  the  theory  developed  by  the  English  chemists  Robert  Robinson  and 

Christopher  Ingold.  Fukui  chose  familiar  aromatic  hydrocarbons  as  the  first  object  of  his 

                                            

14

  Shinjiro Kodama, Kenkyu kaihatsu eno michi (The Path to Research and Development) (Tokyo: Tokyo 



kagaku dojin, 1978). 

15

  “Science and Technology in Japan” (note 12), p.31. 



16

  Mizushima’s students at Tokyo’s Department of Chemistry included Yonezo Morino and Saburo Nagakura. 




International Workshop on the History of Chemistry 2015 Tokyo

 

142 



 

investigation. The reactivity of naphthalene, for example, could not be sufficiently explained 

by  the  Robinson-Ingold  electronic  theory.  The  electrophilic  substitution  in  the  naphthalene 

molecule  (like  the  nitration)  predominantly  yieldsα-substituted-derivatives.  The  reason 

behind this phenomenon was not clear.     

Like other quantum chemists, Fukui considered the electron to be the critical entity 

in  chemical  reactions.  He  adopted  the  molecular  orbital  approach  developed  by  Hückle  and 

others.  However,  he  “tried  to  attack  this  problem  in  a  way  that  was  at  that  time  slightly 

unusual.”

17

  Fukui  assumed  that  the  molecular  orbital  with  the  highest  energy  level  should 



play a crucial role in chemical reactions.    Using the  molecular orbital  method, he manually 

calculated  the  electron  density  of  the  naphthalene  molecule  and  found  that  the  density  was 

largest  at  the  position  of  α  where  a  chemical  reaction  took  place.  With  the  help  of  his 

graduate  student  Teijiro  Yonezawa  (1923-2008),  he  proceeded  to  calculate  by  using  a 

mecahnical calculator the density of more complex hydrocarbons such as anthracene, pyrene, 

and  perylene  one  by  one.  They  found  that  his  initial  assumption  perfectly  coincided  with 

empirical  data.    He  recalled  that  to  his  surprise,  no  one  else  had  ever  conceived  of  such  a 

simple mechanism.

18

   


In 1952 Fukui began publishing a series of papers on the frontier orbital  theory of 

reactions in the Journal of Chemical Physics.

19

  There, he went on to propose that the highest 



occupied  molecular  orbital  (HOMO)  of  one  reactant  and  the  lowest  unoccupied  molecular 

orbital (LUMO) of the other play a dominant role in chemical reactions. These two particular 

orbitals were referred to as frontier orbitals. He argued that the progress of a reaction depends 

on the geometries and relative energies of the HOMO and the LUMO frontier orbitals. During 

the 1950s and early 1960s, Fukui and his coworkers continued to refine and extend his theory.     

Initially,  the  frontier  orbital  theory  was  either  ignored  or  attacked.  Its  highly 

mathematical  expressions  were  beyond  the  comprehension  of  many  organic  chemists  of  the 

time. To those who had been working in the forefront of quantum chemistry, Fukui was totally 

a  stranger.  His  theory  received  critical  comments  from  theoretical  chemists,  such  as  Harry 

Greenwood, the Pullmans, and Raymond Daudel,  who, by  and large,  regarded the theory as 

too  simplistic and  extravagant.

20

    In due  course, however,  Fukui’s  theory  was  supported by 



Robert Mulliken’s work on the charge transfer theory and most importantly by the appearance 

of Woodward and Hoffmann’s paper on the conservation of orbital symmetry in 1965.

21

  I will 



not go into detail about what followed, as these will be discussed by other speakers including 

Professors Buhm Soon Park and Noboru Hirota. 



 

 

                                            

17

  Kenichi Fukui, “The Role of Frontier Orbitals in Chemical Reactions,” Nobel Lecture, December 8, 1981, 



p.10. 

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1981/fukui-lecture.pdf

 

18

  Kosaku Kamio, “Fukui Kenichi sensei no omoide (My Memories of Professor Kenichi Fukui),”   



http://www.gijuturyoku.com/doc/doc11.html

19



  Kenichi Fukui, Teijiro Yonezawa, and Haruo Shingu, “A Molecular Orbital Theory of Reactivity in Aromatic 

Hydrocarbons,” Journal of Chemical Physics, 20 (1952):722–725; Kenichi Fukui, Teijiro

 

Yonezawa, Chikayoshi 



Nagata, and Haruo Shingu, “Molecular Orbital Theory of Orientation in Aromatic, Heteroaromatic, and Other 

Conjugated Molecules,” Journal of Chemical Physics, 22 (1954): 1433–1442. 

20

  H. H. Greenwood, “Molecular Orbital Theory of Reactivity in Aromatic Hydrocarbons,” Journal Chemical 



Physics, 20 (1952): 1653; idem., “Some Comments on the Frontier Orbital Theory of the Reactions of 

Conjugated Molecules,” ibid., 23 (1955): 756–757; Kenichi Fukui, “A Simple Quantum-Theoretical 

Interpretation of the Chemical Reactivity of Organic Compounds,” in P.-O. Löwdin, B. Pullman eds., Molecular 

Orbitals in Chemistry, Physics, and Biology (New York: Academic Press, 1964), pp. 513–537. 

21

  Robert S. Mulliken, “Molecular Compounds and their Spectra. II,” Journal of the American Chemical Society



74(1952): 811–824; idem., “Molecular Compounds and Their Spectra. III. The Interaction of Electron Donors 

and Acceptors,” Journal of Physical Chemistry, 56 (1952): 801–822; R.B. Woodward and Roald Hoffmann, 

“Stereochemistry of Electrocyclic Reactions,” Journal of the American Chemical Society, 87 (1965): 395–397. 



International Workshop on the History of Chemistry 2015 Tokyo

 

143 



 

Maintaining Theoretical Chemistry in an Applied Setting 

Kita  died  in  1952,  and  Kodama  left  Kyoto  for  Sumitomo  Chemical  Company  in 

1957. Now, Fukui was in a position to continue the academic tradition of his department. In 

1966,  the  Department  of  Fuel  Chemistry  was  renamed  the  Department  of  sekiyu  kagaku 

which  literally  means  petroleum  chemistry.  However,  at  Shingu’s  strong  suggestion,  the 

official English name was translated into the “Department of Hydrocarbon Chemistry.” In the 

Faculty of Engineering, Fukui was tactful enough to maintain his circle of quantum chemistry 

in his koza. He managed a laboratory where his associate professor and assistants worked on 

conventional  experimental  studies  on  fuel-related  practical  subjects,  such  as  catalysis, 

polymerization, and organic syntheses, while a select group of theoretical chemists focused on 

the  expansion  of  his  frontier  orbital  theory.  That  is  to  say  that  his  koza  consisted  of  two 

sections: experimental section and theoretical section.   

Fukui,  together  with  his  coworkers,  published  466  papers.  Of  these,  about  60  % 

stemmed from the theoretical section, while the rest stemmed from the experimental section.

22

 

The experimental section filed nearly 200 patents with Fukui’s name as one of the applicants. 



Through the experimental section, Fukui kept a good connection with industrial firms such as 

Sumitomo,  which  provided  his  koza  with  financial  support.  The  study  of  the  experimental 

section had nothing to do with quantum chemistry. Fukui needed the experimental section not 

to  support  or  verify  his  frontier  orbital  theory,  but  to  keep  his  theoretical  section  alive  in  a 

practical  academic  setting.    That  was  a  pragmatic  way  of  koza  management.  He  also 

encouraged  his  students  to  work  first  at  the  experimental  section  before  entering  the 

theoretical section, because he believed that theoretical chemists should have actual chemical 

experiences. As a number of quantum chemists and computational chemists emerged from the 

theoretical  section,  the  Fukui  school  of  theoretical  chemistry  flourished  in  Kyoto’s 

Engineering Faculty. 

 

Conclusions 

 

In  Fukui,  we  see  the  inquisitive  mind  of  an  experimental  chemist,  the  intuitive 



faculty of a theoretician  and mathematician, and  the pragmatic mindset of an engineer.    As 

Roald  Hoffmann  put  it,  “The  building  of  a  career  in  an  applied  setting  was,  I  believe, 

crucial—it  sensitized  Fukui  to  problems  of  real  chemical  reactivity.  In  this  he  had  an 

advantage  over  his  ‘purer’  theoretician  colleagues.”

23

  Fukui  recalled  that  had  he  been  a 



physicist  in  a  physics  department,  he  could  not  have  done  such  a  prize-winning  work  in 

quantum  chemistry.

24

  He  acquainted  himself  with  real  chemical  problems  more  than  any 



theoretical  physicists.  Unlike  many  other  applied  chemists,  he  was  well  versed  in 

mathematics  and  theoretical  physics.  Reciprocal  intellectual  stimuli  between  theoretical 

physics and chemical practices profoundly enhanced his scientific creativity.     

Fukui  succeeded  in  quantum  chemistry  because  he  stayed  not  in  the  Faculty  of 

Science  but  in  a  strongly  applied  setting  in  the  Engineering  Faculty.  Perhaps,  Fukui  was 

indeed materially better off in the Engineering Faculty than he might have been in the Science 

Faculty.    Had he stayed at the Engineering Faculty in Tokyo University or somewhere else, 

he could not have done what he did at Kyoto. It was the unique tradition created by Kita and 

Kodama that nurtured him as a successful quantum chemist. How useful quantum chemistry 

was for fuel chemistry was not material to Fukui and his followers. Taking over that unique 

tradition, Kenichi Fukui skillfully founded a research school of quantum chemistry in Kyoto’s 

Engineering Faculty in the 1960s.

 

 

                                            



22

  Taken from SciFinder. 

23

  Roald Hoffmann, “Obituary: Kenichi Fukui (1918–98),” Nature, 391 (19 February 1998): 750. 



24

  Fukui, Gakumon no sozo (note 8), p. 114. 



Yüklə 357,95 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə