Czy w chemii pojawiła się jakaś nadrzędna zasada, taka jak teoria ewolucji w biologii?

user26143

2014-06-02 11:30:54 UTC

view on stackexchange narkive permalink

Pytanie dotyczy wyłaniania się i redukcjonizmu.

Z wyjątkiem kilku wyjątków, takich jak ciemna materia, większość zjawisk w przyrodzie można by z dużą dokładnością odtworzyć ze standardowego modelu i ogólnej teorii względności. Aż do skali Plancka nie ma niezgodności między ogólną teorią względności a teorią kwantową za pomocą teorii efektywnej. Jednak na innym poziomie złożoności może pojawić się nowa zasada. Jednym z przykładów jest teoria ewolucji w biologii.

Czy istnieje podobna wyłoniona teoria mistrzowska w chemii, która byłaby porównywalna z ewolucją w biologii?

Wyłoniona teoria mistrzowska oznacza tutaj:

To nie jest tylko brutalne obliczenie ab initio (emergencja). Tutaj wykluczyłem jawnie skorelowany Gaussian.
Teoria jest uniwersalna. W przeciwieństwie do zasady 8- i / lub 18-elektronowej i / lub VSEPR i / lub układu okresowego, wiemy, że istnieje wiele wyjątków.
Teoria powinna generować prognozy testowalne eksperymentalnie, mam nadzieję, że ilościowe. Tutaj wykluczyłem QTAIM Badera w jego obecnej formie. Atom w cząsteczce i typy wiązań chemicznych nie są zresztą obserwowalne. Można zauważyć pewną korelację między laplaciańskim w punkcie krytycznym wiązania a innymi właściwościami molekularnymi i przeprowadzić argument dopasowujący lub machający ręką. Taka dopasowana relacja może być przydatna. Jednak jest to dopasowanie, a nie wyprowadzenie z jego zasady. Nie uważam tego za prognozę.
Teoria nie powinna być najpierw odkrywana w fizyce materii skondensowanej. Tutaj wykluczyłem spontaniczne łamanie symetrii.
Nie spodziewam się stwierdzenia, że nie ma nadrzędnej zasady w chemii, jest główną zasadą w chemii.

Chemia jest rozszerzeniem fizyki. Widząc, jak wykluczyliście teorię, która jest tak rygorystycznie zdefiniowana, że pozwalają na ilościowe obliczenia, a także zignorowaliście fakt, że QTAIM Badera wywodzi się z podstawowej reprezentacji mechaniki kwantowej Schwingera, naprawdę nie widzę, co pozostało, aby stworzyć mistrzowską teorię . Przynajmniej odrzuciłeś regułę oktetu i, miejmy nadzieję, także hiperwalencję i udział orbity D.

QTAIM zajmuje się, między innymi, topologicznymi właściwościami gęstości elektronów, zwłaszcza tymi, które obejmują obniżające energię (wiązania!) Interakcje między atomami (rzeczy, które można zidentyfikować, ponieważ mają te same warunki brzegowe, które są zgodne z QM, i praktycznie można dokonać tej identyfikacji). Najlepszym miejscem do zobaczenia tego w działaniu jest krystalografia, gdzie dyfrakcja rentgenowska może faktycznie zobaczyć gęstość elektronów do wystarczająco wysokiej rozdzielczości, aby zidentyfikować takie rzeczy, jak punkty krytyczne.

co próbujesz zrobić, przewidzieć przyszłość? Jeśli masz pytanie, oceń system A (przewiduj jego właściwości), następnie oceń system B (przewiduj jego właściwości), a następnie uzyskaj A-B (przewidywana zmiana). To, czy rzeczywiście zaobserwowano A, czy B, jest właściwie nieistotne ze względu na moc predykcyjną mechaniki kwantowej.

Ale co próbujesz przewidzieć? Przewidywanie produktu / mechanizmu chemicznego ze względu na zachowanie symetrii stanu? Cóż, bez wątpienia. Przypomnijmy, że obraz MO jest tworzony, gdy symetria stanu jest już znana. Trudno przewidzieć. Mogę również napisać wiele błędnych (choć ważnych!) Obrazów jakościowych MO, prawidłowy jest znajdowany poprzez obserwację i / lub obliczenia. Jak to jest przewidywanie?

Świetnie, doszliśmy do porozumienia, że przewidywanie jest zakodowane w obliczeniach, co jest oczywiście zawarte w krwawych szczegółach mechaniki kwantowej. Zaproponowałem mechanikę kwantową jako „zasadę nadrzędną”. W drugiej kwestii oddzieliłbym kwestię użyteczności / użyteczności i prawdziwości / prawdziwości. Chociaż Hoffman może kwestionować to pierwsze, z pewnością nigdy nie kwestionował drugiego. (Omówiłem z R.H. i R.F.W.B. dość długo.)

A co ze sprzecznością? Mogę wskazać na biliard sprzeczności jakościowej teorii MO, którą wydaje się pan uważać za wzór przewidywania. Czy możesz wymienić sprzeczność QTAIM?

(Problem polega na tym, że mogę prześledzić rodowód retoryki nalegania na nieokreśloną „przepowiednię” aż do Cornella). Przewidywanie można uzyskać na podstawie różnic opisów określonych na podstawie ściśle określonych i możliwych do zrealizowania koncepcji naukowych. Mechanika kwantowa i mechanika statystyczna to „mistrzowskie teorie” chemii.

QTAIM nie jest zasadą minimalizacji energii (chociaż należy do tej samej teorii $ H \ Psi = E \ Psi $, więc może być okrężna) - można ją zastosować post hoc. Jednym z jego przewidywań (?) Jest to, że dwa atomy, które można łatwo rozróżnić w nieskończonej odległości, wciąż można dostrzec, gdy zostaną zbliżone. Kontrastuje to z innym poglądem, w którym atomy nie są już identyfikowalne, tylko jeden duży supersystem z ogólnym warunkiem brzegowym w nieskończoności. QTAIM to wspaniała wiadomość dla chemików, którzy myślą i operują grupami funkcyjnymi (małymi zbiorami atomów).

Czuję, że nasza rozmowa zmieniła się na lepsze. :-) Być może "co dobre jest QTAIM" i "jakie są jego eksperymentalnie testowalne" właściwości stanowiłoby dobre pytanie odrębne od obecnego (i prawdopodobnie również szerokiego zainteresowania).

@EricBrown Byłoby wspaniale, gdybyś mógł zadać pytanie, na które można odpowiedzieć samodzielnie, aby uchwycić część tej dyskusji, jeśli OP nie jest tym zainteresowany.

W przyszłości lepiej mieć tego rodzaju rozszerzone dyskusje na czacie.

Wydaje mi się interesujące, że wykluczyłeś QTAIM, ponieważ „Atom w cząsteczce i typy wiązań chemicznych są i tak nieobserwowalne”, podczas gdy wspominasz o ogólnej teorii względności i modelu standardowym, które są oparte na nieobserwowalnych, takich jak zakrzywiona czasoprzestrzeń, pola kwantowe i nagie cząstki. Interesujące jest również wspomnienie, że „aż do skali Plancka nie ma niezgodności między ogólną teorią względności a teorią kwantową za pomocą teorii efektywnej”, gdy szczególna teoria względności i mechanika kwantowa są wzajemnie niespójne (kwantowa teoria pola unika i ukrywa problemy).