نظریه‌های ساختاری در شیمی، قدمتی بسیار بیشتر نسبت به نظریه‌ی کوانتومی دارند. در واقع آنها بر اساس مشاهدات و شهود بشر شکل گرفته‌اند و از این رو، به کیفی‌ترین زبان ممکن بیان شده‌اند. از طرفی، با ظهور نظریه‌ی کوانتومی دانشمندان سعی کردند مفاهیم بنیادی شیمی را به زبان دقیق کوانتومی بیان کنند که حاصل آن، تولد شیمی کوانتومی بود؛ اما ارتباط مفاهیم کیفی‌تری که فاصله‌ی زیادی با این زبان جدید داشتند، همچنان مبهم باقی ماند. اکنون دانشمندان در پژوهش تازه‌ای، یکی از این ارتباطات جذاب را بین دو زبان متفاوت شیمی، یافته‌اند که نتیجه‌ی آن در مجله‌ی معتبر Nature Communications منتشر شده است. با دیپ لوک همراه باشید…
شیمیدانان آلی، معمولا از پیکان‌های خمیده‌ای برای به تصویر کشیدن مسیر واکنش‌های شیمیایی و ساختارهای ملکولی بدست آمده، استفاده می‌کنند. این در حالی است که شیمیدانان نظری، پیکان‌های خمیده را مفاهیمی افسانه‌ای می‌دانند و در عوض، از نظریه اوربیتال ملکولی (نظریه موج) برای صحبت درباره‌ی ساختار ملکول‌ها استفاده می‌کنند. اکنون در این پژوهش، برای اولین بار، پلی بین این دو نوع تصویر متفاوت ساختار الکترونی، برقرار شده است. دانشمندان به کمک مدلسازی نظری، روش تازه‌ای برای نگاه کردن به توابع موج پیدا کرده‌اند و دریافته‌اند پیکان‌های خمیده چگونه کار می‌کنند. آنها می‌گویند:
ما قبلا می‌دانستیم پیکان‌های خمیده کار می‌کنند، اما نمی‌دانستیم چرا! محققان توانسته بودند روشی ابداع کنند که مکان احتمالی الکترون‌ها را هنگام رخ دادن یک واکنش شیمیایی حدس می‌زند. این روش ما را قادر می‌کند تا واکنش‌های شیمیایی را با دقیق‌ترین روش ممکن، مدلسازی کنیم.
این روش بی‌سابقه‌ی استخراج حرکات الکترون‌ها در طول یک واکنش شیمیایی، پیشرفت مهمی در زمینه‌ی ارتباط تصویر سنتی مکانیسم‌های شیمیایی با جدیدترین محاسبات شیمی کوانتومی است. دانشمندان می‌گویند:
ما نشان داده‌ایم که محاسبات دقیق شیمی کوانتومی به نمودارهای کیفی شیمیدانان آلی، ربط پیدا می‌کنند. این پژوهش ثابت می‌کند که ایده‌ی شهودی و کلاسیکی حرکات جداگانه‌ی الکترون، راه درستی برای نگاه به واکنش‌پذیری شیمیایی بوده، حتی با اینکه از سوی مکانیک کوانتومی، حمایت چندانی نشده بود.
