Magas hőmérsékletű szervetlen molekulák szerkezetvizsgálata = Structural Studies of High-Temperature Inorganic Molecules

Szervetlen vegyületek, elsősorban fém-halogenidek molekulaszerkezetét, dinamikáját és termodinamikai tulajdonságait határoztuk meg kísérleti módszerekkel (gázfázisú elektrondiffrakció és különböző rezgési spektroszkópiai módszerek) és kvantumkémiai számításokkal. Vizsgálatainkban hatékonyan kombináltuk a kísérleti és kvantumkémiai számításos módszereket. Összefüggéseket állapítottunk meg a molekulaszerkezet és a kötésviszonyok között és trendeket írtunk le a szerkezeti változásokban, stabilitási viszonyokban és a gáz- és kristályszerkezet kapcsolatában. Különleges szerkezeti hatásokat derítettünk fel fém-halogenid molekulákban, mint a Jahn-Teller effektus (VCl3), relativisztikus hatások (higany-dihalogenidek) és a várakozással ellentétben a 4f elektronpályák betöltöttségének fontosságát a geometriára (diszprózium trihalogenidek dimerjei). Elsőként találtunk kísérleti geometriai bizonyítékot a Renner-Teller effektus jelentkezésére fém-halogenidek (CrF2, CrCl2) molekuláiban. Rámutattunk arra, hogy lantanida halogenidek mátrix-izolációs spektrumaiban különböző típusú komplexek képződhetnek; ez okozza a spektrumok bonyolultságát és vezethet esetleges téves szimmetria meghatározáshoz a vizsgált molekulára (diszprózium-trihalogenidek). Az irodalomban megjelent téves magyarázatokat megcáfolva bizonyítottuk, hogy a molekulák hőhatásra kiterjednek és ezáltal kötéseik megnyúlnak. | The molecular geometries, dynamics, and thermodynamic properties of inorganic substances, mostly metal halides have been determined by experimental techniques (gas-phase electron diffraction and various vibrational spectroscopic techniques) and quantum chemical calculations. The experimental and computational techniques have been applied effectively in a concerted way. We established relationships between molecular structure and bonding properties and described trends in structural variations, stabilities, and in the structural relationship between gaseous and crystalline structures. We revealed special structural effects in metal halide molecules such as the Jahn-Teller effect (VCl3), relativistic effects (mercury dihalides) and, contrary to expectation, the importance of 4f orbital occupation in selected geometries (dimers of dysprosium trihalides). For the first time in the literature, we have provided experimental proof for the Renner-Teller effect in the geometry of metal-halides (CrF2, CrCl2). We have shown that various complex molecules might form in the matrix isolation spectra of lanthanide trihalides and this enhances the complexity of the spectrum, which might result in wrong symmetry assignment (dysprosium trihalides). We corrected an erroneous suggestion in the literature about the absence of thermal effects on the molecular geometry of certain compound classes and showed that molecules do, indeed, expand upon heating and, consequently, their bonds lengthen

THE CONCEALED SIDE OF THE HISTORY OF COMBINATORIAL CHEMISTRY

Combinatorial chemistry today is an accepted new branch of science that comprises methods widely applied in drug research and other research fields within chemistry and even outside of it. Its beginnings were slow and painful in the 1980s. The present account describes a story that has not been heretofore revealed in the history of its discovery. Its format is a conversation in which Árpád Furka, the original discoverer, provides the answers to István Hargittai´s questions

Szerkezeti változások monomerektől a biopolimerek felé = Structural changes from monomers to biopolymers

Kutatásaink fő célja kémiai-biológiai frontvonalbeli jelentőségű peptidek és szénhidrátok szerkezeti jellemzőinek felderítése volt, fokozott figyelemmel a szerkezeti jellemzők alakulására a biomolekulák méretének növekedésével. Homo-oligopeptidek kvantumkémiai vizsgálatával kimutattuk a távolható kölcsönhatások stabilizáló szerepét és mértékét a másodlagos szerkezetekben, és meghatároztuk azokat a geometriai paramétereket, amelyek ezen kölcsönhatások jelzésére/mérésére alkalmasak. A prionfehérje 115-122 szegmensének konformációs analízisével igazoltuk ezen szegmens hajlamát béta-redős szerkezet kialakítására vizes oldatban. Felderítettük a hialuronan kisebb szacharid egységeinek (D-glükuronsav, N-acetil-D-glükózamin és a belőlük származtatható diszacharidok) konformációs tulajdonságait a gázfázis és a vizes oldat kvantumkémiai modellezésével. Kísérleti és elméleti módszerek kombinált alkalmazásával elvégeztük a fenti monoszacharidok teljes rezgési analízisét szilárd fázisú FT-IR spektrumaik alapján. Részben analóg módon, de a kifagyasztott gázfázisról készített FT-IR spektrumok alapján határoztuk meg a glükóz teljes rezgési erőterét és a gázfázisban uralkodó konformációs egyensúly jellemzőit. Kisebb biológiai jelentőséggel bíró vegyületeken végzett szerkezeti vizsgálatokkal együtt a pályázat anyagi támogatásával 19 tudományos közlemény és 2 könyvfejezet készült. | The main goal of our project was the determination of structural characteristics of peptides and carbohydrates of frontier chemical-biological importance. We paid particular attention to the variation of the structural properties with increasing model size. Our quantum chemical calculations on homooligopeptides showed the importance and magnitude of long-range interactions on the stabilization of the secondary structures and determined the geometrical parameters of marker character. On the basis of a conformational analysis of the 115-122 segment of prion protein we interpreted the propensity for beta-sheet formation of secondary structures in aqueous solutions. We elucidated the conformational properties of the building-blocks of hyaluronan (D-glucuronic acid, N-acetyl-D-glucosamine and disaccharides formed from them) by means of quantum chemical modeling of the gaseous phase and aqueous solution. We performed a complete vibrational analysis of the monosaccharides on the basis of their solid-phase FT-IR spectra jointly applying experimental and theoretical methods,. Using in part an analogous approach, we determined the full vibrational force field of glucose and the character of its gas-phase conformational equilibrium on the basis of FT-IR spectra of the frozen vapor,. These works augmented with structural studies of compounds of lesser biological importance resulted in 19 research papers and 2 book chapters with the financial support from the present OTKA grant

Budapest scientific: a guidebook

This guidebook introduces the reader—the scientific tourist and others—to the visible memorabilia of science and scientists in Budapest—statues, busts, plaques, buildings, and other artefacts. According to the Hungarian–American Nobel laureate Albert Szent-Györgyi, this metropolis at the crossroads of Europe has a special atmosphere of respect for science. It has been the venue of numerous scientific achievements and the cradle, literally, of many individuals who in Hungary, and even more beyond its borders became world-renowned contributors to science and culture. Six of the eight chapters of the book cover the Hungarian Nobel laureates, the Hungarian Academy of Sciences, the university, the medical school, agricultural sciences, and technology and engineering. One chapter is about selected gimnáziums from which seven Nobel laureates (Szent-Györgyi, de Hevesy, Wigner, Gabor, Harsanyi, Olah, and Kertész) and the five “Martians of Science” (von Kármán, Szilard, Wigner, von Neumann, and Teller) had graduated. The concluding chapter is devoted to scientist martyrs of the Holocaust. A special feature in surveying Hungarian science is the contributions of scientists that left their homeland before their careers blossomed and made their seminal discoveries elsewhere, especially in Great Britain and the United States. The book covers the memorabilia referring to both émigré scientists and those that remained in Hungary

Wisdom of the martians of science: in their own words with commentaries

Wisdom of the Martians of Science refers to five scientists whose brilliance contributed to shaping the modern world. John von Neumann was a pioneer of the modern computer; Theodore von Kármán was the scientist behind the US Air Force; Leo Szilard initiated the development of nuclear weapons; the Nobel laureate Eugene P Wigner was the world's first nuclear engineer; and Edward Teller was the father of the hydrogen bomb. They were born and raised in Budapest, were forced out of Hungary and then from Germany, they became Americans, and devoted themselves to the defense of the United States and the Free World. They contributed significant discoveries to fundamental science ranging from the properties of materials to the application of the symmetry principle in physics, to creating information theory, to game theory. The areas in which we can learn about their wisdom include applications of science to past, present and future real-world needs; defense; education; environment; human nature; humor; politics; religion; weather modification, and others. This book shows the wisdom of the Martians by presenting their thoughts and ideas in their own words and placing them into context. Their wisdom is intriguing, witty, provocative and thought provoking. It extended over many aspects of life and culture that impinge on our existence. While we cannot always agree with what they say, they are never boring. The power of their words and their philosophies will inspire the readers to pursue their own dreams