Циклопедия:Списки:Нерешённые проблемы химии

К нерешённым проблемам химии чаще всего относятся 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 существует 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 нерешённой, если эксперт в этой области считает проблему нерешённой, либо если несколько экспертов расходятся во мнениях по поводу её решения.

Проблемы органической химии

• Сольволиз норборнильного катиона: Почему норборнильный катион так устойчив? Является ли симметричным? Если да, то почему? Для незамещённого норборнильного катиона ответы на все поставленные вопросы уже были найдены. Ситуация с замещённым катионом остаётся неясной.
• В водных реакциях: Почему некоторые органические реакции ускоряются на водно-органических поверхностях?
• Каково происхождение барьера вращения вокруг связи в этане — стерические препятствия или гиперконъюгация (сверхсопряжение)?
• Каково происхождение альфа-эффекта? Нуклеофилы с электроотрицательным атомом или же одной и более неподелённой парой, смежной нуклеофильному центру, особенно реакционноспособны.
• 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 скорость реакций с некоторыми энзимами выше, чем скорость диффузии? 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 определённых условиях среды?

• 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, атомный номер которого окажется выше 137, вследствие чего 1s-электрону придётся двигаться со скоростью, превышающей скорость света? Является ли «Фейнманиум» последним химическим элементом, способным существовать физически? Проблема может проявиться приблизительно на 137 элементе, где расширение дистрибуции заряда ядра достигает финальной точки.
• Как можно наиболее эффективно преобразовать электромагнитную энергию (фотоны) в химическую? (Например, путём расщепления воды на водород и кислород, используя солнечную энергию)
• 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 является вопрос о том, как одни молекулы воды формируют водородные связи с другими своими соседями там, где их много. См. Водный кластер.
• Какой процесс создает септарию в септарных узлах?

Ссылки

• 10 problems for Chemistry in the 21st Century — French Chemical Society
• First 25 of 125 big questions that face scientific inquiry over the next quarter-century (англ.) // Science : journal. — 2005. — Vol. 309. — № 125th Anniversary.
• So much more to know — Next 100 of 125 big questions that face scientific inquiry over the next quarter-century (англ.) // Science : journal. — 2005. — Vol. 309. — № 5731. — С. 78—102. — DOI:10.1126/science.309.5731.78b — PMID 15994524.
• Unsolved Problems in Nanotechnology: Chemical Processing by Self-Assembly — Matthew Tirrell Архивная копия от 1 сентября 2006 на Wayback Machine — Departments of Chemical Engineering and Materials, Materials Research Laboratory, California NanoSystems Institute, University of California, Santa Barbara