Title Professor of Chemistry, Institute for Fundamental Chemistry, Kyoto, Japan. Nobel laureate in Chemistry, 1981 Nomination

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Kenichi Fukui

Nara City, Japan, 4 Oct. 1918 - Kyoto, Japan, 9 Jan. 1998

Title

 Professor of Chemistry, Institute for Fundamental Chemistry,

Kyoto, Japan. Nobel laureate in Chemistry, 1981

Nomination

 14 Dec. 1985

Summary of scientific research

A general method to explain the orientation and stereoselection in chemical reactions is given based on the

model in which the electron delocalization between the highest occupied molecular orbitals of a reactant and

the  lowest  unoccupied  molecular  orbitals  of  a  reagent  plays  an  essential  role.  These  particular  orbitals  are

popularly called "frontier orbitals". The symmetry of frontier orbitals is shown to be significant in various sorts

of cyclic additions and intramolecular rearrangements.

A  mathematical  formulation  of  reaction  coordinate,  named  as  "intrinsic  reaction  coordinate",  is  carried  out

with  respect  to  the  path  of  each  elementary  reaction.  This  approach  enables  calculation  of  the  change  of

energy and geometry of reacting molecules and various correlation diagrams along the reaction path, as well

as calculation of wave-mechanical absolute rates of chemical reactions. The same approach elucidates the

mathematical  nature  of  chemical  reaction  paths  in  the  potential  energy  hyperspace,  showing  that  the  path

of a chemical reaction is controlled by various variational formulae. The correlation diagram concerning the

vibrational modes and frequencies along the reaction path is shown useful in connection with laser-induced

mode-selective reactions and chemical lasers.

The  diagonalization  of  delocalization  energy  gives  a  quantitative  representation  of  the  frontier  orbitals  "for

the  reaction  species",  which  is  combined  with  the  intrinsic  reaction  coordinate  approach  giving  a  means  of

"visualization" of a chemical reaction.