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ICF | 专辑 | 纪念徐光宪先生百年诞辰

来源:Frontiers Journals   高松   2020-11-07
导读:今天适逢徐光宪先生百岁诞辰,ICF 郑重推出文章特辑,通过集合海内外稀土化学领域的前沿进展,致敬“中国稀土之父”! 该专辑由徐先生的学生,ICF主编,高松院士组织发表,并撰写前言。专辑文章于2020年底前免费阅读,部分文章仍在持续收录中。

徐光宪 生平

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徐光宪(1920-2015),浙江绍兴人,北京大学教授,著名化学家、教育家,1980年当选为中国科学院院士。

徐光宪先生1944年毕业于上海交通大学化学系,获理学学士学位。1949年至1951年在美国哥伦比亚大学先后获得理学硕士和物理化学博士学位。1951年5月受聘北京大学化学系副教授,1961年晋升为教授。历任北京大学放射化学教研室主任、原子能系副主任、稀土化学研究中心主任(1986-1999)、稀土材料化学及应用国家重点实验室主任。曾任中国稀土学会副理事长(1980)、中国化学会第22届理事会理事长(1986)、中国国家自然科学基金委员会首任化学学部主任(1986-1994)、亚洲化学学会联合会主席(1991-1992)。先后担任过《中国科学B辑:化学》、《北京大学学报》(自然科学版)、《中国稀土学报》等学术期刊主编,《高等学校化学学报》、《无机化学学报》、《中国科学》、《科学通报》等学术期刊副主编。

徐光宪先生研究兴趣广泛,善于将量子化学理论计算与实验研究相结合,将基础研究与工业实践相结合,在稀土化学与分离、配位化学、量子化学理论与计算等领域均做出了重要的贡献。

徐光宪先生于1957年开始从事核燃料萃取化学研究,于1962年提出新的萃取体系分类方法。他对各类萃取体系开展了深入的研究,从中总结出的萃取过程一般规律,特别是协同萃取规律,对解释萃取现象,设计和预测新的协同萃取体系有重要指导意义。同期,从Pr/Nd体系分离开始,他系统地开展了稀土分离方法的理论、实验和工业化研究。他运用配位化学和溶液平衡等理论,设计萃取剂和络合剂同时使用的“推拉”体系,将Pr/Nd分离系数从1.4提高到4以上,是当时国际上的最高值。针对常用的Alders液液萃取理论存在的问题,他提出“混合萃取比”(EM,即稀土混合组分的总萃取比)的新概念以及“EM恒定”的新假设,在国际上首次创建了适用于稀土分离的串级萃取理论,推导出计算最优化工艺参数所需的全部理论公式,建立了仿真计算串级萃取动态过程的数学模型。该理论和方法先后在包头稀土矿和南方离子型稀土矿的萃取分离工业中广泛推广应用。这些成果为中国的稀土工业发展做出了巨大贡献。

在量子化学研究方面,他发现了化学键四极矩对生色团的微扰作用是决定旋光度的主要因素;提出了简便的判断多电子原子轨道能级排布的n+0.7l规则;改进了计算原子电离能的Slater方法。通过对结构数据和量子化学计算结果的分析与总结,徐光宪先生提出了共价和配位数的新概念,给出了共价的量子化学新定义。基于Hoffmann等的分子片概念,他提出nxcπ规则(n为分子片数,x为分子超额电子数,c为环数,π为π键数)。这为全部无机和有机分子提供了一个新的分类方法,成为沟通无机化学和有机化学的桥梁,可用于预测新化合物结构与合成。同时,徐光宪先生开展了稀土量子化学研究,在国际上首次建立起适用于稀土化合物电子结构研究的INDO方法和计算程序,结合他提出的共价新定义和nxcπ规则,对稀土化合物的成键进行了详细分析,澄清了很多概念,是对稀土量子化学和物理无机化学发展的重要贡献。

在配位化学领域,在20世纪50年代,徐光宪先生提出并证实碱金属离子与配体的络合作用。并提出“络合平衡吸附”理论,简便地描述了溶液中弱配位平衡反应过程。徐先生在配合物的结构和光谱研究的基础上,发展了发光稀土配合物、磁性分子固体材料和稀土纳米材料化学等新领域。

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▲霞光—徐光宪、高小霞1951年回归新中国

徐光宪先生非常重视教育和人才培养,先后开设过物理化学、物质结构、量子化学、统计力学、原子核物理导论、配位场理论、络合物化学、萃取化学、高等无机化学、分子光谱等多门课程,对北京大学乃至全中国的化学学科建设起到了奠基和推动作用。他主持编写的《量子化学-基本原理和从头计算法》、《物质结构》、《萃取化学原理》、《稀土的溶剂萃取》、《稀土》等教材和学术专著,在中国化学界人才培养中发挥了巨大作用。

基于在科学研究和教育事业上的杰出贡献,徐光宪先生曾先后获得国家自然科学二等奖(1987)和三等奖(1987)、全国优秀教材特等奖(1988)、国家科学技术进步三等奖(1991)和二等奖(1999)、何梁何利科技进步奖(1994)和科技成就奖(2005)等多种奖励,并荣获2008年国家最高科学技术奖。

今年11月7日是徐光宪先生诞辰一百周年纪念日。《无机化学前沿》邀请了稀土化学、配位化学、量子化学相关领域的学者撰写研究论文集结成本期文集,以纪念他在无机化学学术研究和人才培养等方面的杰出贡献。

参考资料

【1】微信公众号Frontiers Journals(ID:FrontiersRSC),ICF | 专辑 | 纪念徐光宪先生百年诞辰


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