量子化学论文范文

量子化学论文范文第1篇

（一）在建筑材料方面的应用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中，解决了很多实际问题。

钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一，它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1,2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下，研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现，含Ca钙矾石、含Ba钙矾石和含Sr钙矾石的Al-O键级基本一致，而含Sr钙矾石、含Ba钙矾石中的Sr，Ba原子键级与Sr-O，Ba-O共价键级都分别大于含Ca钙矾石中的Ca原子键级和Ca-O共价键级，由此认为，含Sr、Ba硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。

将量子化学理论与方法引入水泥化学领域，是一门前景广阔的研究课题，它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来，也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。

（二）在金属及合金材料方面的应用

过渡金属(Fe、Co、Ni)中氢杂质的超精细场和电子结构，通过量子化学计算表明，含有杂质石原子的磁矩要降低，这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明，在LnF3中Ln原子轨道参与成键的次序是：d＞f＞p＞s，其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说，NbO2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心)，其高温相的NbO2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论，并通过计算指出它和低温NbO2及其等电子化合物VO2在性质方面存在的差异[6]。

量子化学方法因其精确度高，计算机时少而广泛应用于材料科学中，并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善，同时由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展，将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。

二、在能源研究中的应用

（一）在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用

煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步，量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。

量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子,如低级芳香烃作为碳/碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径，由Guassian98程序中的半经验方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性，对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。

（二）在锂离子电池研究中的应用

锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点，被人们称之为“最有前途的化学电源”，被广泛应用于便携式电器等小型设备，并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域发展。

锂离子电池又称摇椅型电池，电池的工作过程实际上是Li+离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此，深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。Ago等[8]用半经验分子轨道法以C32H14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明，随着锂含量的增加，锂的离子性减少，预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种Li-C和具有共价性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子轨道计算法，对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究，研究表明，锂优先插入到石墨层间反应，然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。

随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展，相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。

三、在生物大分子体系研究中的应用

生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域，尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究，是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等，都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问，这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘,进而调控基因的复制与突变，使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等，可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。

综上所述，我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中，量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来，由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言，在不久的将来，量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。

参考文献：

[1]程新.[学位论文].武汉:武汉工业大学材料科学与工程学院,1994

[2]程新,冯修吉.武汉工业大学学报,1995,17(4):12

[3]李北星,程新.建筑材料学报,1999,2(2):147

[4]闵新民,沈尔忠,江元生等.化学学报,1990,48(10):973

[5]程新,陈亚明.山东建材学院学报,1994,8(2):1

[6]闵新民.化学学报,1992,50(5):449

[7]王宝俊,张玉贵,秦育红等.煤炭转化,2003,26(1):1

[8]AgoH,NagataK,YoshizawAK,etal.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1997,70:1717

[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262

[10]SatoruK,MikioW,ShinighiK.ElectrochimicaActa1998,43(21-22):3127

[11]麻明友,何则强,熊利芝等.量子化学原理在锂离子电池研究中的应用.吉首大学学报,2006,27(3):97.

论文关键词：量子化学材料能源生物大分子

量子化学论文范文第2篇

论文摘要：将量子化学原理及方法引入材料 科学 、能源以及生物大分子体系研究领域中无疑将从更高的理论起点来认识微观尺度上的各种参数、性能和 规律 ，这将对材料科学、能源以及生物大分子体系的 发展 有着重要的意义。

量子化学是将量子力学的原理应用到化学中而产生的一门学科，经过化学家们的努力，量子化学理论和 计算 方法在近几十年来取得了很大的发展，在定性和定量地阐明许多分子、原子和 电子 尺度级问题上已经受到足够的重视。目前，量子化学已被广泛应用于化学的各个分支以及生物、医药、材料、环境、能源、军事等领域，取得了丰富的理论成果，并对实际工作起到了很好的指导作用。本文仅对量子化学原理及方法在材料、能源和生物大分子体系研究领域做一简要介绍。

一、 在材料科学中的应用

（一）在建筑材料方面的应用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中，解决了很多实际问题。

钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一，它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1 ,2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下，研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现，含ca 钙矾石、含ba 钙矾石和含sr 钙矾石的al -o键级基本一致，而含sr 钙矾石、含ba 钙矾石中的sr，ba 原子键级与sr-o，ba -o共价键级都分别大于含ca 钙矾石中的ca 原子键级和ca -o共价键级，由此认为，含sr 、ba 硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。

将量子化学理论与方法引入水泥化学领域，是一门前景广阔的研究课题，它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来，也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。

（二） 在金属及合金材料方面的应用

过渡金属(fe 、co、ni)中氢杂质的超精细场和电子结构，通过量子化学计算表明，含有杂质石原子的磁矩要降低，这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明，在lnf3中ln原子轨道参与成键的次序是：d＞f＞p＞s，其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说，nbo2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心)，其高温相的nbo2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论，并通过计算指出它和低温nbo2及其等电子化合物vo2在性质方面存在的差异[6]。

量子化学方法因其精确度高，计算机时少而广泛应用于材料科学中，并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善，同时由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展，将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。

二、在能源研究中的应用

（一）在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用

煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步，量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。

量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子, 如低级芳香烃作为碳/ 碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径，由guassian 98 程序中的半经验方法uam1 、在uhf/ 3-21g*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函ub3l yp/ 3-21g*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性，对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。

（二）在锂离子电池研究中的应用

锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点，被人们称之为“最有前途的化学电源”，被广泛应用于便携式电器等小型设备，并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域 发展 。

锂离子电池又称摇椅型电池，电池的工作过程实际上是li + 离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此，深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。ago 等[8] 用半经验分子轨道法以c32 h14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。ago 等[9 ] 用abinitio 分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明，随着锂含量的增加，锂的离子性减少，预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种li - c 和具有共价性的li - li 的混合物。satoru 等[10] 用分子轨道 计算 法，对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究，研究表明，锂优先插入到石墨层间反应，然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。

随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展，相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。

三、 在生物大分子体系研究中的应用

生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域，尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、 电子 水平上对体系进行精细的理论研究，是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等，都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问，这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘, 进而调控基因的复制与突变，使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等，可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。

综上所述，我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中，量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来，由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言，在不久的将来，量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。

参考 文献 ：

[1]程新. [ 学位 论文 ] .武汉:武汉 工业 大学材料 科学 与工程学院,1994

[2]程新,冯修吉.武汉工业大学学报,1995,17 (4) :12

[3]李北星,程新.建筑材料学报,1999,2(2):147

[4]闵新民,沈尔忠, 江元生等.化学学报,1990,48(10): 973

[5]程新,陈亚明.山东建材学院学报,1994,8(2):1

[6]闵新民.化学学报,1992,50(5):449

[7]王宝俊,张玉贵,秦育红等.煤炭转化,2003,26(1):1

[8]ago h ,nagata k, yoshizaw a k, et al. bull.chem. soc. jpn.,1997,70:1717

[9]ago h ,kato m,yahara a k. et al. journal of the electrochemical society, 1999, 146(4):1262

[10]satoru k,mikio w,shinighi k. electrochimica acta 1998,43(21 - 22):3127

量子化学论文范文第3篇

Martin Karplus今年得了诺贝尔化学奖，我们一家都很高兴，因为他是我们一家唯一近距离接触过的诺贝尔奖获得者。这么多年来，大家都知道凭他在理论化学方面的影响力，只要身体健康、长寿，他迟早会得的。但不知道什么时候会以什么研究成果得奖，因为他的贡献很多很杂。

记得我刚到布法罗工作时，请他到我们学校作报告。他给了个生平简介。那里列举了35篇他的主要工作成就（其中有6篇在Nature/Science上发表，其他在各种杂志发表）。例如核磁共振里用于结构测定的Karplus方程，H+H2化学反应势能面的量子化学计算，生物大分子的量子化学计算，生物大分子的分子动力学研究，用量子化学和分子动力学结合（QM/MM）来研究酶的反应机制，等等。虽然贡献杂多，但其中的主线一直是量子化学在小分子和生物大分子上的应用。即使经典分子动力学，它里面的大部分参数也是从小分子的量子化学计算出来的。Karplus最后以QM/MM的贡献得奖，虽然是在意料之外，但也是在情理之中。有意思的是得奖的那篇论文不在他给我的35篇内，QM/MM的工作是用另外一篇来代表的。

在QM/MM方面得奖是在意料之外，主要是大家都觉得他在蛋白质分子动力学模拟这个领域的影响最大。他通过对蛋白质的动态分析，改变了对蛋白质分子结构及功能间关系的理解。更重要的是由他推动的分子动力学软件的自由传播而极大地影响了分子动力学模拟这个领域里的几代人。

QM/MM方面得奖也是在情理之中。毕竟这是化学奖，生物分子动力学的研究基本上是属于计算生物学而不是计算化学的范畴。而量子化学和分子动力学的结合可以看做是计算化学的延伸，争议将在诺贝尔奖委员会之内会小一些。Karplus的得奖是对他一生致力于用物理和化学的原理来解释生物现象的认可。

Martin Karplus的得奖对我们有什么启示？对我而言，最大的启示就是胆子要大。用七十年代的笨拙计算机来做小分子量子化学计算已经很不容易，但他就已开始算蛋白质大分子了。更不用说他居然把量子化学和分子动力学结合起来计算大分子而不管当时计算机只能模拟几个皮秒的运动 。几个皮秒蛋白质根本动不了什么。记得我在国内大学的毕业论文（1984年）是一个刚从美国访问回国的一个老师带的。他在美国访问时算了一些小无机分子，但他要我计算一个比他的分子大了好几倍的有机分子。当时，中科大的“超级”计算机中心是要以计算的机时来算钱的，钱很快就用光也没有算完。我当时在背后抱怨，导师自己算小的让我算大的，真不公平！但现在想来，学生就应该在老师做的基础上做得更好，更复杂才行。科学都是从易到难。如果跟老师做一样难易程度的东西，做出的结果可能就没有什么大意义。做费时大计算量的工作是有很大的风险。几个月甚至几年的反复计算才会有结果。但结果如果不符合实验就等于白做了。不怕风险，虽然这不是成功的保证但只有这样才有真正成功的可能。

Karplus的工作对我的另一个启示就是不要怕繁。学物理出身的往往拼命想把问题简化。我在美国读研究生时就曾经把水分子近似成硬球来计算气体在水里的溶解能。但对于生物现象，关键之处经常在于细节，简化马虎不得。一个分子动力学程序里用的蛋白质能量函数有上千个参数。这是靠好几个Karplus研究生的毕业论文才搞成的。一将功成万骨枯，在哪个领域都是一样的啊。

量子化学论文范文第4篇

1940年,肖鹤鸣出生于江苏省泰兴市,1963年毕业于南京大学化学系。他主讲过《物理化学》《无机化学》《结构化学》《量子化学》《群论和化学》等大学课程十门以上,出版译作和教材百万余字,曾任南京理工大学教材建设委员会副主任,被评为首批“江苏省优秀研究生教师”和“优秀博士生导师”,获得国务院“政府特殊津贴”。

爱生如子传道授业

肖鹤鸣教授大半时间从事研究生教育,教学质量之高是出了名的,他共指导出博士23位,如今他们或活跃于国际学术前沿,或服务于科教、国防和经济部门,均取得优异的成绩。当年在校期间,他们都发表SCI论文三篇以上。陈兆旭发表16篇SCI论文和22万字学术专著,以四唑化学的系统理论研究获2001年全国优秀博士学位论文奖,许晓娟和邱玲分别以有机笼状和氮杂环高能物质分子、晶体和复合材料的理论设计,获2009年和2010年全国优秀博士学位论文提名奖。

肖鹤鸣教授说:“作为老师,要爱学生如子女,切实关心爱护并尽力解决他们的实际困难,使他们能够积极主动、全身心地投入学习和工作,这不只是尽人伦之道,其实也是促成事业发展的需要。”

三尺讲台,人生净土。肖鹤鸣,犹如展翅翱翔的飞鹤,用悦耳动听的叮咛,在学子们的心中留下那永不可抹去的动人箴言。

任重道远 成就卓越

对于他毕生从事的“量子炸药化学”研究领域,肖鹤鸣教授曾说:“如果当初我是出于自己的科学兴趣和对学校学科发展的责任来从事研究的,那么,现在则是出于对国家的责任了。”30年如一日,肖鹤鸣教授用执着和责任,在他所倾情的科学研究中描绘着精彩的蓝图。终于使我国在该领域达到国际先进和某些方面的领先水平,例如:在有23国180位代表参加的2005年“第八届含能材料研究新趋势”国际会议上,肖鹤鸣关于“高能化合物热解引发机理和撞击感度理论判别”的大会特邀报告,被评为最优秀三篇论文之首,而荣获第一名奖!

在任重道远的科研路上,肖鹤鸣一直是奋斗的楷模。他主持完成了国家和省部级科研项目共30多项,获省部级以上成果奖7项。在国内外学术期刊400多篇,出版学术专著6部,《硝基化合物的分子轨道理论》(国防工业出版社,1993)、《金属叠氨化物的能带和电子结构》(科学出版社,1996)、《四唑化学的现论》(科学出版社,2000)、《高能体系中的分子间相互作用》(科学出版社,2004)、《高能化合物的结构和性质》(国防工业出版社,2004)、《高能量密度材料的理论设计》(科学出版社,2008),他的论著在国内外被广泛引用,他的成果在我国航天、核和常规兵器等国防单位影响广泛,多有应用。

量子化学论文范文第5篇

中国最高科学技术奖被许多人誉为国家的“诺贝尔奖”。今年已经90岁高龄的徐光宪院士是我国稀土串级萃取理论的建立者，他荣幸成为摘取2008年度国家“诺贝尔奖”的优秀科学家之一，本文对他的人生经历作一初探。

艰难曲折的求学之路

1920年11月7日，徐光宪出生在浙江上虞。父亲徐宜况是当地一个有名的律师，母亲虽没上过学，但却很重视对子女的教育。她总认为：“家有粮田千顷，不如一技在身”，这话可以说影响了徐光宪一生。

但当徐光宪入校门不久，父亲因病去世，家庭失去了顶梁柱，家境便开始走下坡路。徐光宪在校学习勤奋，上初中时就获得浙江省数理化优胜奖，本可以朝考大学的方向奋斗，由于家境不佳，他便想学一门技术，早一点工作挣钱帮全家脱离困境。1936年初中毕业后，他考入浙江大学所属的杭州高级工业职业学校。抗战爆发杭州沦陷后，他于次年转学到宁波高级职业学校继续学习。1939年毕业后，他与7名同学前往云南参加“叙昆”(宜宾――昆明)铁路建设，不料领班中途携款逃走，也就断了大家去云南工作之路。

无奈，徐光宪只好前往上海，在上海当中学老师的哥哥帮他找到了一份当家庭教师的工作，暂时解决了生存问题。强烈的事业心和求知欲让徐光宪又做起了“大学梦”。他白天复习，晚上做家教，省吃俭用积攒学费，终于在半年时间内，就考上当时学费最便宜的上海交通大学化学系。经过刻苦攻读，1944年7月，他获得理学学士学位，两年后被交通大学化学系聘为助教。

为了继续深造，1948年1月，徐光宪惜别了新婚不久的妻子高小霞(同班同学)，只身远渡重洋来到美国，在华盛顿大学化工系研究院留学。这一年夏天，他又利用暑假到纽约哥伦比亚大学暑期试读班学习，由于他学习认真，基础又好，被该校破格录取为化学系研究生，攻读量子化学，一年后就获得该校硕士学位。1950年7月又被选为美国PhiLamda Upsilon荣誉化学会会员。1951年3月，他的博士论文《旋光的量子化学理论》通过论文答辩，获得哥伦比亚大学博士学位，并被选为美国SigmaXi荣誉科学会会员。这在当时美国一流水平的哥伦比亚大学，他的业绩也是属于一流的。

赤子情深报效祖国

徐光宪在美国学习期间，深受导师贝克曼教授的赏识。导师极力挽留他继续在美国进行科学研究，并推荐他去芝加哥大学莫利肯教授处做博士后。他的夫人高小霞此前也已来到美国纽约半工半读，当时只要再读一年就能获得博士学位，他去莫利肯教授处不但可获得很好的科研工作环境，而且也可为高小霞继续求学创造良好的条件。

1949年10月1日，中华人民共和国成立了!身在异国他乡的徐光宪为新中国的成立兴高采烈参加了留美学生组织的庆贺新中国的成立活动。然而，1950年6月，美国政府发动侵朝战争，战火烧到了中朝边界的鸭绿江边，对新中国的领土安全构成了严重威胁，一批中国留学生毅然准备回家卫国。徐光宪与妻子商量，故乡在杭州萧山的高小霞一脸深情地说：“你不要考虑我的学位问题，科学没有国界，但科学家有自己的祖国!”这句话坚定了徐光宪回来报效祖国的决心。当时美国政府想方设法极力阻挠留美中国学生返回新中国，美国国会也于1951年初通过有关禁令，要求全体中国留美学生加入美国籍，不准回国。禁令只要美国总统签署后即正式生效。在这种紧急情况下，徐光宪和妻子高小霞急中生智，假借华侨归国探亲的名义，于1951年4月15日悄悄乘上“戈登将军号”邮轮回到祖国的南大门广州，当看到鲜艳的五星红旗时，他俩激动得热泪盈眶。

到达首都后，徐光宪担任了北京大学副教授并兼任燕京大学副教授，一方面为新中国培养人才，另一方面从事化学科研工作。他的妻子也到北大化学系任教。受教育部委托，徐光宪教授和卢嘉锡、唐敖庆、吴征铠教授一起于1954年7月在北京举办“物质结构暑期进修班”，培养了我国第一批物质结构课的师资。1957年7月。他被任命为放射化学教研室主任，1958年9月被任命为新成立的原子能系副主任，兼核燃料化学教研室主任。同年12月应邀访问苏联，参加在杜布纳原子能研究所召开的国际核物理与放射化学学术会议，会后访问了莫斯科大学和列宁格勒大学。由于教科研成绩显著，1961年他被晋升为北京大学教授。

在中，徐光宪教授受到迫害，被造反派污蔑为“美国特务”，关进“牛棚”交代“罪行”。1969年底还被迫离开北京大学到江西农场劳动，两年后才回到北京大学化学系恢复教学工作。作为一个共产党员，回校后他把个人受到的冤情抛到一边，很快投入到教学和科研工作中。

与稀土研究结下不解之缘

我国是稀土大国，有世界上最丰富的稀土资源，储量占世界的80％。但在20世纪70年代以前，我国的稀土原料大多出口，而稀土产品却大量从国外进口。1972年，北京大学化学系接到“分离镨钕”的紧急军工任务，徐光宪教授便成为这项重要任务的科研领军人物。

镨钕都是稀土元素，由于化学性质非常相似，17种稀土元素要提纯任何一种都十分不易，分离镨钕更是难上加难。为了攻克这一科学难关，徐光宪教授凭借自己的经验和学识，并参考了相关文献资料，放弃了当时国际上采用的“离子交换法”和“分级结晶法”，在简陋的实验室里，带领有关科研人员经过无数次的科学实验，大胆用“萃取法”成功分离出被稀土界称为“孪生兄弟”的镨钕元素。由于采用了独特的“推拉体系”，使镨钕的分离系数远远超过了国际同行的分离水平。1977年，徐光宪被任命为北大化学系无机化学教研室主任。

在出色的成绩面前，徐光宪教授并不停步，他的研究在步步深入，并将研究的重点放在稀土基础萃取理论研究课题上。在长期的科学研究和具体实验中，他对稀土化学健、配位化学和物质结构等基本规律有了更深刻的认识，并发现稀土溶剂萃取体系具有“恒定混合萃取比”的基本规律，建立起具有普适性的串级萃取理论。他根据假定推导出100多个工艺参数公式，广泛应用于我国稀土分离工业。

为使科研成果转化成生产力，在实际的工农业生产中得到 广泛运用，创造良好的经济效益，1974年9月徐光宪教授亲赴包头稀土三厂参加这一新工艺流程用于分离包头轻稀土的工业规模试验，并一举获得成功，从而在国际上首次实现了用推拉体系高效率萃取分离稀土的工业生产。在这些工作的基础上，他随后陆续提出了可广泛应用于稀土串级萃取分离流程优化工艺设计的设计原则和方法，极值公式，分馏萃取三出口工艺的设计原则和方法，建立了串级萃取动态过程的数学模型与计算程序，回流启动模式等。1976年他在上海跃龙化工厂举办了“全国串级萃取讲习班”，把这些成果向全国有关科研单位、高等院校和稀土工厂推广。这些原则和方法用于实际生产，大大简化了工艺参数设计的过程，减少了化工试验的消耗；特别是能适应原料和设备不同的工厂。因而能普遍使用。他和李标国、严纯华等人共同研究成功的“稀土萃取分离工艺的一步放大”技术，是在深入研究和揭示串级萃取过程基本规律的基础上，以计算机模拟代替传统的串级萃取小型试验，实现了不经过小试、扩试，一步放大到工业生产规模，大大缩短了新工艺设计到生产的周期，使我国稀土分离技术达到国际先进水平。几十年来，他和李标国等在全国各主要稀土生产厂，如上海跃龙化工厂、广州珠江冶炼厂、包头稀土厂等推广应用了这些研究成果，为生产成本大幅降低和大批稀土产品的开发生产作出了重要贡献。

教书育人桃李满天下

在北京大学执教的50多年中，徐光宪培育了一大批学生，为国家输送了一批又一批优秀人才，真可谓“桃李满天下”。

早在20世纪50年代初，徐光宪就在北京大学化学系讲授物理化学课，同时在燕京大学化学系为研究生开设量子化学课。院系调整后在北京大学开出《物质结构》新课程，并承担了1954年的物质结构暑期进修班的讲课。1957年国家要求北京大学迅速培养原子能科学技术方面的人材。徐光宪当时虽对原子能化学并不熟悉，但在被任命为这项工作的负责人之一以后，日夜备课，充分准备，两个月后就讲授了放射化学、原子核物理导论等课程。他很注重让青年教师、研究生及时掌握学科最新成就，站到学科发展最前沿。

到20世纪50年代末期，国际上配位场理论在无机化学中的应用迅速扩展，萃取化学研究刚刚开始，他及时在技术物理系给青年教师和研究生开设了配位场理论和萃取机理等课程。粉碎“”以后，国内恢复了对基础研究的重视。当时，量子化学经过十多年的迅速发展，在化学各分支学科得到广泛应用，并渗透到与化学相关的其他学科领域内，他抓住时机开设了量子化学、分子光谱、高等无机化学等课程，直到1986年他还亲临教学第一线。他讲课内容丰富，注意启发学生深入到物质变化的微观层次运用基本规律分析复杂纷繁的化学现象，以求深刻理解这些现象的微观本质及它们之间的内在联系，进而能预见一些新现象。

徐光宪在教研中，十分重视教材编写工作，他认为一本好的教材对学生的学习有很大帮助。20世纪50年代他根据自己在北京大学几年中使用的物质结构讲义，加以修改补充，精心整理，编写成《物质结构》一书，于1959年由高等教育出版社出版，并由高教部规定为全国统编教材。1965年，为了适应工科、师范类院校的教学需要，他又编写了一本《物质结构简明教程》。《物质结构》一书，内容丰富，安排得当，条理清楚，概念表述准确、深刻，有关化学键理论的两章写得尤为精采，因此深受教师和学生的欢迎，成为在全国使用多年的教材，曾先后5次再版，发行了10余万册，在物质结构课的教学中发挥了重要作用，1988年1月获得国家教委颁发的“高等学校优秀教材特等奖”。该书还在香港被翻印，受到港台读者的欢迎。20世纪80年代初，他根据物质结构学科发展的情况，在王祥云协助下对原书进行了修改补充，于1987年由高等教育出版社出了修订版，很受读者欢迎。1978年徐光宪在给研究生开设量子化学课时，针对化学系本科生数学、物理基础较薄弱的情况，和黎乐民等合作编写了一部研究生用的量子化学教材《量子化学基本原理和从头计算法》，分别于1980、1985、1989年由科学出版社出版。这部教材内容比较丰富，能较全面地反映出这一学科发展的现状，在基本原理的叙述和公式推导方面又相当详细，较易为数学、物理基础较薄弱的读者理解，因而得到读者的好评。此外，他还在《化学通报》等杂志上发表过不少教学经验交流或专题讲座性质的文章，也使很多教师和学生读后受益不浅。据不完全统计，几十年来，他共编著了物质结构、量子化学、稀土等方面的专著近20部，多达800多万字。

徐光宪的学生中，优秀人才脱颖而出。其中包括黎乐民、黄春辉等3名院士和3名长江学者特聘教授。北京大学著名教授季羡林教授称赞徐光宪是：“桃李满天下，师德传四方”。徐教授的学生严纯华则更贴切地评价老师：“科学家中有两种人，一种是‘工匠’，还有一种是‘大师’。前者的目光局限在具体的研究中，而后者则研究科学的哲学层面。徐先生则已经达到了后者的境界。”

量子化学论文范文第6篇

《分子科学学报》（CN：22-1662/O4）是一本有较高学术价值的大型双月刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。

《分子科学学报》主要刊发无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、量子化学、理论物理等有关分子科学方面的学术论文和研究成果，在国内外学术界享有一定声誉。

量子化学论文范文第7篇

北京时间29日消息，据国外媒体报道，美国耶鲁大学的科学家成功打造迄今为止温度最低的分子。实验中，他们将选定分子的温度降到只比绝对零度高出2.5‰的程度。这一研究成果能够应用于从量子化学到粒子物理学最基本理论测试等一系列领域，帮助科学家进行各种新研究。研究论文刊登在《自然》杂志上。

研究中，耶鲁大学的科学家利用激光降低一氟化锶的温度，这一过程被称之为“磁光捕获”。通过直接冷却将分子温度降至接近绝对零度（零下）是物理学领域的一个里程碑式成就。耶鲁大学物理学教授和首席研究员戴夫-德米勒博士表示：“我们可以开始研究在接近绝对零度时发生的化学反应。我们有机会了解基本的化学机制。”

过去，磁光捕获就是原子物理学家非常推崇的一项技术，但只在单个原子尺度。这项实验取得的巨大成就是创造了有记录以来分子――两个或者更多原子群――温度的最低纪录。这项技术利用激光冷却粒子同时将它们固定在适当位置。德米勒博士解释说：“想象一下一个浅碗，里面装着一点糖蜜。如果将一些球滚到碗里，它们会缓慢下沉，最后堆积在碗底。具体到我们的实验，分子就是这些小球，装糖蜜的碗通过激光束和磁场打造。”

一直以来，分子的复杂振动和旋转还是一个巨大挑战，无法进行磁光捕获。耶鲁大学的研究小组采取了一种独特的方式进行捕获，灵感来自于上世纪90年代的一篇晦涩的研究论文。这篇论文阐述了在一个通常无法满足冷却和捕获要求的条件下产生的磁光捕获型结果。

德米勒和他的同事在一个地下实验室研制他们的实验仪器。他们的仪器采用大量线路、电脑、电气元件、镜子和低温冷藏装置。冷却过程中，他们使用十几道激光，每一道激光都进行精确控制。德米勒表示：“想象一下将一幅展示高科技的图像放入词典，我们做的就是类似的事情。一切虽然很有秩序，但还是有一点乱。”

耶鲁大学的研究小组之所以选择一氟化锶是因为它们的结构比较简单――一个电子环绕整个分子移动。德米勒指出：“我们一度认为最理想的选择是双原子分子。”这一研究成果打开了一扇门，能够应用于一系列领域――从精确测量和量子模拟到超冷化学再到粒子物理学标准模型的测试――让科学家进行进一步实验。”

量子化学论文范文第8篇

一位年逾古稀的老者，步伐稳重地走向主席台。他个头中等，衣着朴素，一双明亮的眸子闪着智慧的光芒。他就是中国科学院院士、南京大学化学系江元生教授。

他对老乡们说，“老乡见老乡，两眼泪汪汪”这句话，大家都很熟悉。但是，今天“老乡见老乡”，大家都很高兴，没有“泪汪汪”了。因此，我建议：把这句老话，改成“老乡见老乡，两眼喜洋洋”，好不好？这样更符合事实，更好听。时代不同了，该改改了。

他接着说，一年一度的春节快到了，祝老乡们身体健康！生意兴隆！恭喜发财！新的一年，等待我们的是新的希望，新的天地。尊重知识，尊重人才。知识改变命运。他嘱咐老乡：在经商发财的同时，千万不要忘掉科教兴赣。希望年轻人以后超过我，一代胜过一代，新一代科学家一定会脱颖而出。

江元生院士语重心长的精彩发言，博得了老乡们的阵阵掌声。

江院士从事理论化学研究长达半个世纪。他在国内外著名杂志发表学术论文160篇，撰写了《结构化学》、《分子轨道图形理论》2部专著，合作专著5本、译著5本。他两次获得国家自然科学一等奖，获部省级奖项2项，2005年获何梁何利基金科学与技术进步奖。他还先后荣获“全国高等学校科技先进工作者”、“有突出贡献中青年专家”等荣誉称号，曾任第六届全国政协委员。1991年，当选为中国科学院院士。

诺贝尔化学奖获得者、美国康奈尔大学霍夫曼教授说：“江博士有着极好的品格，以一种文雅和富有进取心的风格去探索自然界的奥秘。他是多么友善和杰出的人物。”

刻苦求学

江元生，江西宜春人，1931年8月18日生。父亲江维华，中华革命党的创始人之一，留学日本，曾是粤军总司令许崇智的秘书长。母亲姚继英，初中文化，家庭主妇。江元生在南京、宜春上小学、中学，自幼聪明好学，读起书来，过目不忘。他从小跟小外婆生活在一起。小外婆虽然没有读过书，但靠自学能看小说、讲故事。她心地善良，明辨是非，是江元生童年的保护人。小外婆总是给他讲有意义的故事，他是在听故事中长大的。其中印象最深的是姜子牙和甘罗的故事。小外婆对他说：“姜子牙80岁遇文王不晚，甘罗12岁做宰相不早。姜子牙虽然80岁了，但遇到了文王这位贤明的君主，所以不晚；甘罗虽然小小年纪就做了宰相，但他很早就去世了，所以并不早。”小外婆的这番话，就是叫他明白为人处世的道理：一个人再有才华，必须有健康的身体，才能为国家多作贡献。而像姜子牙这样“大器晚成”的人很值得学习，在事业中遇到困难、挫折，不要怕，不要灰心丧气。自己有一个人生目标，就要坚持奋斗，最终就一定能成功。小外婆讲的故事，铭刻在他心中，对他的成长产生了极大影响。

江元生从小父母双亡，他是在父亲的朋友、时任宜春袁山中学校长杨翘新的资助下，于1948年春完成中学学业的。他亲眼看到旧社会的，从小立志学自然科学，走教育、科学之路。1948年秋，年方17岁的江元生考入广州中山大学，两年后又重新考入武汉大学化学系。大学毕业后，入吉林大学读研究生，师从化学家唐敖庆教授。他如饥似渴地学习，扎实地掌握了广博的科学知识，增加了独立进行科研的能力。他心中铭记着一句话：“时间是个常数”，以此来勉励自己全身心地投入到学习中去。

初显身手

江元生1956年研究生毕业，留校任教。他从事理论化学研究，是从20世纪50年代末开始的。他与著名化学家唐敖庆合作，采用无穷大规模型推导出了凝胶量封闭公式，为由凝胶量测量表征交联程度提供了科学依据。在科研实践中，他认识到理论研究是一项复杂的综合性劳动，包括查文献、定方案、推理计算和总结评论等环节。一个研究人员不能只做某个环节，必须全过程地系统地参与综合性劳动。从此，他走上了独立完成科研工作的道路。

江元生从事量子化学和高分子物理化学的研究，取得可喜进展。20世纪60年代，利用高能辐射使高分子交联，生成网状凝胶，改变材料性能，这是化学领域的热门话题。当时流行的两种理论，一种在推理中过早地引入近似，致使结论不够准确；另一种理论的推导虽然很严格，但不适当地采用了热力学平衡观点。它们的结果明显不同，这引起了江元生的怀疑。他抓住疑点不放，经过查阅文献，反复推敲，认定只有无穷大分子，凝胶才能呈现不溶、不熔的特征。于是，他采用无穷大分子模型，经过两年的努力，克服了数学困难，推导出严格的凝胶量公式，为交联高聚物的表征提供了正确的理论依据。这项成果开创和推动了国内化学领域的研究，因此荣获了1978年全国科学大会奖。

勇攀高峰

量子化学和高分子物理化学的研究成果，使江元生信心倍增，独立完成研究任务的喜悦使他更想在事业上自立，更有所建树。“三年困难时期”的恢复阶段，教育部在吉林大学举办“物质结构讨论班”，共有8个学员的讨论班上江元生担任了副班长。为了使讨论班办得更好，他主动承担了许多杂务。讨论班学员中大多数是副教授，而他只是一名讲师，但他仍然凭着自己雄厚的业务实力，信心百倍地去迎接种种挑战。讨论班进入第二年，开始撰写《配位场理论方法》一书。江元生在解决初稿中出现的疑难问题时，发现了问题的症结所在，他经过仔细推导，寻找出配位场理论中所需要的点群耦合系数。这一成果为撰写《配位场理论方法》一书提供了丰富的原始材料，构成了第三章内容的基础。在这本专著出版之前，他和另一位学员担负起了改写补充和整理工作，并进行了许多计算和核对，为长达20多万字的专著的顺利出版奠定了基础。这项成果荣获1980年国家自然科学一等奖。

20世纪70年代中期以后，江元生致力于以分子的近邻作用为基础，发展图论方法，以寻求和总结化学现象大范围的规律性结果。他曾对简单分子轨道理论的基本内容概括为3条定量的形式，并在此基础上撰写了专著《分子轨道图形理论》。接着，他又提出图形收缩方法，以图的收缩和扩张模拟同系分子的降解和增长，统一处理各种问题。其中同谱问题、前沿能级近似封闭公式及部分同谱等研究成果，被国际文献不断引用和评论。英国著名理论化学家霍尔评论说：“这些课题的重要性，超出了仅仅希望这些研究将逐步推动化学中重要概念发展的范畴，它还具有很强的美学吸引力。”“总有一天，这些方法可能提供化学新见解的基础。”另一些学者在评论这些成果时，称江元生及他的研究集体为“中国学派”。在芳香性理论研究中，他提出了5参数的简化方案代替传统的8参数方案，与实验结果完全符合，国外称之为“江、唐、霍方案”，并被采纳推广应用于新的模型理论研究中。他在分子轨道图形理论上的系列研究成果，与另一位学者一起获得1987年国家自然科学一等奖。

江元生是国内最早开展计算量子化学的学者之一。他关于簇形化合物方面发表的论文，被国外学者科尔顿收集评论，认定为具有“普遍性结果”。在量子化学的研究中，他用分子观点去研究固体能带，其结果与诺贝尔奖金获得者霍夫曼不谋而合。霍夫曼看了他的论文后写信给他说：“真是英雄所见略同。”其实，尽管结论是一样的，可取得这一成果的手段却大不一样。江元生靠的是比较简洁的方案，是用手算完成的，而霍夫曼先生则是靠工作站来进行数字计算获得相同结论的。

诚实勤奋

江院士在教学和科研工作的同时注意个人的品德修养。他根据自己的切身体验，深感献身于科学事业的人应具备诚实、勤奋和不屈不挠的精神。他言行一致，力争做到。

20世纪70年代，他在研究分子问题时，发现了有些结论必须通过大量繁杂的中间数学运算步骤才能得到。而有些则无需运算，仅凭经验就能总结出所包含的必然的化学结论。他认为，后者是追求简洁的结果。如何通过比较简洁的推理计算和形象思维结合的方法得到规律性的认识？为此，他进行了不懈的努力，经过几百个日日夜夜的思考、演算、归纳，终于找到了开启“简洁之门”的钥匙。他用图形规则将简单分子轨道理论发展概括为“三条定理”表述形式，在国内外产生了深远影响。他的一位博士生在日本跟随诺贝尔化学奖获得者福井谦一求学时，曾运用这“三条定理”处理了一个难题，令福井先生印象深刻。福井为此给江元生写信说：“我的研究组在20世纪60年代时，曾注意到这种图形规则，但未能坚持下去。没想到，这一成果被您发现了，令我很佩服！”

在江院士的卧室里，挂着一幅已经很陈旧的书法作品：“海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。”他把民族英雄林则徐的这句名言当做座右铭。他说：“做人做学问都要诚实，只有诚实、无求、无欲，才能写出一个大写的‘人’字。”有一位文人，奉上级之命，给江院士写传记。这位同志经过周密而充分的调查后，深为江院士的人品和科研精神感动，花了半年多时间，写出洋洋20万言的书稿。江院士和夫人梁映秋教授读后，感到“有点拔高”，“言过其实”，不同意出版。他说：“我最自豪的是我的人格尊严从来没有被一己私利所损害。我两袖清风，从不趋炎附势。我是一个诚实的人，无论在科研上，还是生活上，这足以慰我平生。”

风雨历程

江元生的生活和科研之路，并不是一帆风顺的。他2岁时（1933年）父亲病逝，12岁时（1943年）母亲病逝。由于自幼父母早逝，又逢连年战乱，动荡艰辛的生活经历磨炼了他的意志。

20世纪50年代末，正当江元生从事的理论化学研究顺利进行时，领导安排他下放农村劳动锻炼。按上级规定，当时下放农村的对象只有两种人：一种是刚分配到大学工作的大学生，一种是所谓“有问题的人”。他不属于下放对象，但是他还是服从组织安排，愉快地下农村去了。在下放农村的一年多的时间里，他干过种菜、割麦、插秧、挖土、拉车、挑粪、施肥等20多种农活。一年多的农村劳动，跟他从事的理论化学研究虽然毫无关系，但使他开阔了眼界，了解了农村，还是有所收获的。

从农村锻炼回来，江元生重新投入理论化学研究。正当他不断取得成果时，“”爆发了，他从事的科研工作被迫中断七八年之久，其中他全家下放农村长达三年多时间。“清队”期间，他和他的夫人梁映秋被关入“牛棚”，隔离审查，受到难堪的侮辱和殴打。“造反派”逼他承认是“特务”。审查结果，他的历史清清白白，什么事也没有。面对挫折和意外的伤害，他宽容对待。他平静地说：“不去说它了，历史的一页让它翻过去吧。”1972年夏，江元生和夫人一起返校，振作精神，重新投身于他所热爱的基础理论化学的研究之中。历经劫难之后，他更加珍惜分分秒秒，经常夜以继日地搞科研。

情系家乡

江元生中学毕业后，就在外地上学、工作。虽然他离家乡山高水远，但仍十分关心家乡的科教兴省事业。应宜春学院院长的邀请，上个世纪90年代以后，他兼任宜春学院名誉院长。1984年，他回乡探亲，应邀在宜春给党政机关干部和中学老师作学术报告，受到一致好评。2003年，他又赴宜春学院工作和作学术报告，为家乡的科技进步和经济发展献计献策。

江院士很重感情，对老同学总是念念不忘。有一年，当他知道有一位老同学从江西到了无锡时，他就想从繁忙的科研工作中抽空到无锡看望老同学。可是因为春节前车票紧张，没有买到票，未能如愿。后来，他的一名学生要到无锡去，他看望老同学的事还挂在心上，赶紧让学生捎去一笔礼金，并叮嘱说，我的这位老同学在农村生活不宽裕，我的经济条件比他好，如果他不接受我的礼金，就说是给他孙女的压岁钱。他的学生一一照办了。

江院士很注意锻炼身体，坚持每天散步一小时，从不间断。他还喜欢听音乐，幼年时代他就熟悉黎莉莉、王人美等歌星。西方古典音乐他也喜欢，特别喜欢莫扎特、贝多芬、门德尔松、肖邦、柴可夫斯基等名家作品。进入古稀之年后，他常在休闲时通过DVD、CD欣赏音乐。江院士之所以能精力充沛地攀登理论化学高峰，是与他有健康的身体分不开的。

(作者系新华社记者）

量子化学论文范文第9篇

一位黑人母亲带着女儿到商场买衣服。一个白人店员挡住女儿，不让她进试衣间试穿，还傲慢地说：“这个试衣间只有白人才能用，你们只能去储藏室里一间专供黑人用的试衣间。”可母亲根本不理睬，她对店员说：“我女儿今天如果不能进这间试衣间，我就换一家店购衣！”店员为留住生意，只好让她们进了这间试衣间。

有一次，女儿在一家帽子店里摸了摸帽子而受到白人店员的训斥，这位母亲再次挺身而出：“请不要这样对我的女儿说话。”然后，她对女儿说：“康蒂，你现在把这店里的每一顶你喜欢的帽子都试一下吧。”女儿快乐地按母亲的吩咐真的把每顶自己喜欢的帽子都试了一遍，那个白人店员只能站在一旁干瞪眼。

面对生活中的各种歧视和不公，母亲对女儿说：“记住，孩子，这一切都会改变的。这种不公正不是你的错，你的肤色和你的家庭是你不可分割的一部分。这无法改变也没有什么不对。要改变自己低下的社会地位，只有做得比别人更好，你才会有机会。”

从那一刻起，不卑不屈成了女儿受用一生的财富。后来，她荣登《福布斯》杂志2004年全世界最有权势女人的宝座，她就是曾任美国国务卿的赖斯。

敢想敢做的皮柏

皮柏在邓肯商行工作，趁着假期休息时间，他带母亲到欧洲观光，在返回的途中，他到码头散步。突然，一位陌生白人拍了拍他的肩膀，问道：“小伙子，想买咖啡吗？”那人自我介绍说，他是往来于美国和巴西的货船船长，受托从巴西的咖啡商那里运来一船咖啡。没想到美国的买主已经破产，只好自己推销。如果谁给现金，他可以以半价出售。这位船长可能看皮柏穿着考究，像个有钱人，就拉他倒酒馆谈生意。

皮柏考虑了一会儿，就打定主意买下这些咖啡。于是他带着咖啡样品，到新奥尔良所有与邓肯商行有联系的客户那儿推销。经验丰富的职员要他谨慎行事，价钱虽然让人动心，但舱内的咖啡是否同样品一样，谁也说不准，何况以前发生过船员欺骗买主的事。但皮柏已下了决心，他以邓肯商行的名义买下全船的咖啡，并发电报给纽约的邓肯商行，说已买到一船廉价咖啡。

然而，邓肯商行回电严加指责，不许皮柏擅自用公司名义，让他立即取消这笔交易！皮柏只好发电报给伦敦的父亲求援。在父亲的默许下，皮柏用父亲在伦敦的户头偿还了原来挪用邓肯商行的资金，他还在那名船长的介绍下，买了其他船上的咖啡。

皮柏赌赢了。就在他买下大批咖啡不久，巴西咖啡因受寒而减产，价格一下子猛涨了2～3倍。皮柏大赚了一笔，不但邓肯对他赞不绝口，连他远在伦敦的父亲也连夸儿子说：“有出息，有出息！”

皮柏的全名是：约翰·皮尔庞特·摩根，也就是后来的美国金融界巨擎。

创新的毅力

日本化学家福井歉一读书时产生了一个大胆的想法：“既然有数理物理学，为什么就不能有数理化学呢？”虽然对刚接触理论化学不久的一个大学生来说，这未免有点“狂妄”。但后来作为理论化学一个重要领域的量子化学的产生，充分证实了他将量子力学等当时最先进的物理学理论引进化学研究领域的设想是很有预见性的。

1951年，他开始了用量子力学理论说明化学反应原理的第一篇论文的构思和撰写工作。然而在日本国内重应用技术、轻基础理论的环境中，福井歉一的研究并不受重视。甚至当他的上述论文在美国物理学会的《化学物理学》杂志1952年4月号上发表后，不仅日本国内还有一些人不以为然，甚至他的一些同事和上司也对福井歉一既不热心应用化学的研究又“狂妄”地要创立新的化学基础理论颇有微词。

20世纪60年代以后，他所创立的“前线轨道理论”受到欧美许多著名科学家的高度评价后，他才逐渐得到了日本化学界的承认。此后，他继续进行研究，把新理论的适用范围推广到芳香族碳氢化合物以外的其他各种化学反应过程。由于此项研究成果，1981年福井歉一荣获“诺贝尔化学奖”，成为日本也是亚洲第一位荣获“诺贝尔化学奖”的科学家。

量子化学论文范文第10篇

作为我国流变相态学研究基地和高分子材料国家重点学科的主要创建人。北京化工大学的金日光教授，早年作为我国著名材料科学专家享誉海内外。这位物理化学专业的先行者，在上个世纪打下的“江山”，为民族和国家，乃至全人类带来了福祉。金日光教授的成就，不仅仅在于他倾心已久的流变相态研究领域，更是旁涉到人类基因的命题，乃至中国传统医学的门内。他也有过辉煌的政治人生(曾作为四届政协委员，其中后三届为全国政协常委)，但他始终坚守着科学这块田地，将科学熔铸其中，让科学通过他的政治生命散发出更为灿烂的光芒。

金日光教授，生于1933年，吉林省图们市人。中学时，在读《居里夫人传纪》的过程中，被居里夫人的事迹深深感动，并对她那种执著的科学研究和发明精神钦佩不已，从而立下了攻读化学的决心，进入东北人民大学(现吉林大学)。1956年毕业于化学系物理化学专业。之后，他继续学习深造，于1960年完成了四年制博士研究生的学业。现任北京化工大学教授，首席科学家、博士生导师、校学术委员会名誉主席。

“”突围：化学流变相态技术的提出

上个世纪六七十年代，在高分子材料领域。许多专家经常被这样一个问题所困扰：一种产品往往是拉伸强度高但是韧性却很差，可是一旦提高了韧性，又会降低了强度。这几乎成为了当时学界的。金日光教授并不认为这是一个不可征服的难题，凭借着对科学的执著精神和一股不服输的劲儿。经过上百次的实验，成功地完成了国家自然科学基金项目“超高分子量聚乙烯原位反应增强聚丙烯超韧合金”和“尼龙6高强超韧合金材料”，这些成果分别获得化工部科技进步二等奖和国防科工委科技进步二等奖。与此同时。他提出了化学流变相态工程技术。

在这项工程技术中，聚氯乙烯是个关键。开发聚氯乙烯是从国家“六五”至“十五”的重点攻关项目。金日光教授一直是此项任务的主要承担者。为此他奔走于国内外几十家大型工厂之间，拍摄了上千张PVC颗粒形态照片。撰写了百余万字的研究报告。最后成功地解决了这一问题，并获得了化工部科技进步二等奖。赴美考察之后，在他的建议和推动下，北京化工大学建立了国内第一个系一级的高分子材料专业，以金日光为学科带头人的高分子材料学科发展为国家重点学科点、博士点和博士后流动站。他已培养博士生40多名、硕士生100多名，200余篇，被SCI录入几十篇，EI则更多，在国内外有十部专著。在几个五年计划中承担国家攻关课题。他先后解决了聚氯乙烯、聚甲醛、聚丙烯、尼龙6、尼龙11、聚苯醚、聚氯醚等高强度和超韧化的尖端课题。通过省部级以上鉴定的成果有20多项，获国家、省部级以上成果奖励20余项。其中，超韧性聚丙烯合金等项目为国内外首创，达到国际领先水平；主持的“聚氯乙烯及其高强超韧高分子合金”项目荣获国家科技进步二等奖。

从上个世纪70年代起。金日光教授就为在北京创建我国流变相态学研究基地和高分子材料国家重点学科倾注了大量的心血；并为建立我国流变学学术团体，加入国际流变联合会，以及为召开几届全国性流变学学术会议做了大量的工作还作为中国复合材料学会副理事长兼学报主编，为提高学报的品味及影响做出了卓越的贡献。上个世纪80年代，以他为主编，由化工出版社出版国内首部《高聚物流变学及其在加工中的应用》论著。对我国高分子材料加工成型提供了坚实的理论基础。金日光教授还作为当时国家教委高分子科学与工程教学指导委员会副主任身份与华幼卿教授共同编写全国工程院校通用的《高分子物理学》教材，被评为国家教育部精品教材，还获得了国家教委的优秀教学奖。

“新空间”的探索：创立“第四统计力学”

尽管流变相态技术是金日光教授一直以来拼搏的重镇。但是在此基础上，他又开始新空间新领域的探索。在我国著名材料科学专家的名号下，金日光又有了量子统计力学研究专家的头衔，并且十分得力于此称谓。作出了一番令世人惊叹的成就，那就是他的“第四统计力学”。

在20世纪自然科学领域里，欧洲人在国际上先后创立了三大统计力学，即第一个Boltzmann―Maxwell经典统计力学：第二个Bose-Einstein非电荷型量子统计力学及第三个Fermi―Dirac电荷型量子统计力学。从读博士研究生的时候起，金日光就一直在思考建立第四种统计力学。“”期间，他在“牛棚”里边劳改，边研究了新的统计力学，整整推导了两麻袋草稿纸，终于在这三个统计力学基础上发展出来一种全新群子概念的统计力学理论，出版了《模糊群子论》专著。基于金日光教授的群子统计理论对当代自然科学的卓越贡献，1992年国际IUPAC大会正式以JRG群子理论为第四统计力学公示于世，并在大会上获得很高的评价，随之美国Chemical Abstract及ABI中录入了详细摘要。这是中国人首次被国际学术界接受并推崇的统计力学成就。

第四统计力学的理论的最大特点是全面地概括了前三大统计力学，即只要改变边界条件，那么就从第四统计力学定量公式分别转化为上述三大统计力学的定量公式。金日光教授形象地描述第一个统计力学研究的是许多互不相干的人住进许许多多房间的分布方案；第二个统计力学研究的是许多人中由若干人总是爱住在一个房间，一起过日子，且不受限制地住进某一房间的分布方案；第三统计力学研究的是有许多人，但是互相都不愿意一起住。即单个单个地住进很多房间的分布方案；第四统计力学研究的是许多人之间有的愿意在一起，有的不愿意在一起，而且不愿意限制在一个房间。即若干人共同占有若干房间的方案。这样，第四统计力学就可以很顺利地研究那些既有吸引、又有排斥的对立统一的体系，从而使统计力学真正接近客观实际，并使物理化学中非常复杂的BET吸附方程、气一液平衡方程、非理想气体方程等公式的推导过程大大简化了。

衍生思考：源于生命科学的理论建构

在第四统计力学命名成功之后，金日光教授开始在此基础上，探讨生命起源的问题。他认为生命来自于无生命的世界，但是由于海洋里存在生命之化学动力源，即有起催化、激活动力作用的过渡元素及稀土元素含水络合离子，使无机世界过渡为有机世界，进而过渡为有生命的世界。

在这种过渡的过程中。到底是什么物质起了最原始的、先天型的催化、激活动力作用的呢?在不断的思索和研究中，他想到近百年来人类人工合成上千万种有机分子和生物功能分子的过程中所用的催化体系。从中看到正是在元素周期表中含d轨道的微量元素，如钪、钛、钒、钼、铬、锰、锌、铁、钴、镍、铜，及含f轨道的钐等微量元素起着催化、激活动力作用；同时，

他详尽考察了至今所有生物体内所包含的这些元素群的含量及其生化作用，意识到了生命来自于海洋的根本原因，即远古地球火山爆发，熔岩溶解于海洋，使海洋里除了有钾、钠、镁、钙等常量元素以外，还有了上述微量元素群，构成了生命之源的催化、激活动力源泉。在此基础上，金日光教授建立了生命动力学及其高能态纳米级生命动力源活性水工程技术。

这是金日光教授首次在生命科学领域运用第四统计力学研究的一项具有国际领先水平的高新技术成就。经过近几年的努力，金日光教授已成功地利用生命动力学及其工程技术揭示人类基因密码序列的内在成因，从理论上定量地破解了为什么遗传密码子必须有三个碱基组成、为什么64个密码子对应有为数不多的20个氨基酸、为什么某些密码子对某些氨基酸的使用频率特别高、为什么只有个别密码子作为合成蛋白链的起始点或终止点等等。并提出了“遗传密码偏倚性内聚能密度协同作用理论模型”，诠释了人类遗传基因载体DNA中为什么分别存在100％富含C+G与100％富含T(U)+A的DNA链段。以及富含C+A DNA链段的根本原因，为人类基因组计划的实施。与在医疗领域里的开发应用提供了坚实的理论基础和理论指导。

在这些成功的理论和技术的催化下，金日光教授更加专注于这个物理化学生物等学科相互交叉的领域。

金日光教授为我国建立首家生物功能材料的专业学科做了大量的工作，在国内由北京化工大学首家正式招生这一新专业的本科生、硕士生及博士生。由金日光教授主持的一项“863”国际合作重点项目的成果指出。运用他建立的第四统计力学理论及自然界最佳黄金分割和二进制“有性繁殖”以及有限对称性等三大原理，提出了自然界三联体及对称破缺理论，证实遗传密码子由三碱基组成的必然性，定量地证明宇宙曾是由正电子和负电子经相互作用形成微夸克，定量证明μ子和π子分别由三个和四个微夸克组成，而中子和质子由三个层次的27个微夸克组成；还成功地发现介子、重子都按质量大小由类似π、μ及微夸克组成，定量地预测哪些粒子的自旋角动量为寺或号，哪些介子的自旋角动量为0或1；此外，还推导了有关高能粒子质量的公式，从而解决了以往一直不能解释的一系列问题，用这一研究成果圆满地解释了宇宙起源、银河系形成的物理机制及强作用力、弱作用力、电磁作用力和万有引力之间的因果关系。

为此，中国新闻社、韩国联合通讯社、香港大公报等先后都向世界通报了这一新成果，受到国内外的关注。特别是在由中国科学院和中国工程院联合召开的中国科技论坛上，金日光教授发表了两篇有关自然界最普遍规律――“1438”规律的论文，引起了国内外学者的高度关注和评价。美国ABI选他为20世纪全球有影响力的学术指引者500人之一。并授予了荣誉奖。此外，金日光教授还因高能态生命动力活性水的发明而荣获一项尤里卡金奖。

跨域研究：为中华传统医学正名

作为一个赫赫有名的材料科学专家、统计力学专家，金日光却做出了一件让世人备感震惊的事。在2007年3月全国政协大会上。金日光教授发表了“为中华传统中医药学的科学性说几句公道话”的发言。并且，在全国政协常委会上针对《易经》的8341规律做了深入的科学分析，引起了国内外高度的评价。

中华传统医药学走过了两千多年岁月沧桑的路程。不仅仅是中国传统文化的宝贵遗产，也是科学的结晶。然而，不少国内外的人士武断地攻击传统的中医药学是“伪科学”。金日光教授此言论力求向世人用科学的方法正名中华传统医学的科学性。

他指出，在人体内部存在着“精”这样一种生命动力源。正如之前谈及的物质起源的问题。远古地球起先是没有生命体的热球，是一个无机的世界。但是，后来有了海洋，海洋里除了钾、钠、镁、钙等元素之外，还溶解着许多含d轨道、f轨道的各种微量元素群。近百年来，人类正是通过这些元素群的各种形式的催化动力作用，人工合成了上千万种有机分子和生物功能分子。同样道理，在海洋中正是这些元素的含水络合离子的最原始的催化、激活动力作用，使得无机分子过渡为有机分子和生物功能高分子，进而组装成单细胞，最后增殖成各种多细胞的生命器官和组织，以致形成完整的生命体。

因此，上述元素的含水络合离子群被称为最原始的、最基本的生命动力源。如今，地球上的千千万万种动植物无一不依靠这些生命的最初动力源。严格的量子化学计算表明：凡是在一个生命体的器官中，当氧化电位高的生命动力源含水络合离子群聚集而占优势时，相关的生物酶就能够催化生产出大量的糖、淀粉等；而当氧化电位低的生命动力源含水络合离子群聚集而占优势时，就能产生出具有多种生物功能的蛋白酶，合成出基因密码子所必须的四种生物碱及各种氨基酸、糖蛋白、脂蛋白和各种激素等。这样，在生物体中由上述先天性生命动力源的含水络合离子群和由它们催化、激活而形成的后天性生物酶等功能分子群，共同构成人体及其他一切生命体的、更广义的生命动力源。这就是中医学说的“精”的科学内涵。

关于中医学理论中的“气”和“神”，金日光教授也做了研究，并且赋予了其科学的内涵。当代量子化学家很早就发现上述生命动力源含水络合离子群都有着非常明显的磁矩，而每一个含水络合离子均具有体心正八面体结构，其粒径只有2～3纳米，它们是真正纳米尺寸的粒子，所以它们就像小发电机一样具有高度的量子效应。生命动力源的尺寸虽小，但它们的磁矩和数量却相当可观。根据当代电动力学和量子物理学的德布络依原理，它们在人体内的运动必将产生生物电及其电磁波场，这就是人类身上“气场”的根本原因。因此气功的各种动作，实际上是调动这些“小发电机”，跟着人的某种定向动作加以集团运动，这样，无数个生物电磁波源通过迭加作用，使手指等尖端部位上聚集成一束一束的生物电气的能量流，以至辐射到体外，这些“气”的流向均可以通过灵敏的现代仪器检测到，这正是传统气功学重要的科学依据。

为了维护中华传统文化的精髓，金日光教授用当代化学物理理论和第四统计力学，全面地论述了中医药学中的阴阳、五行、经络和表里学说的科学性，出版了《当代中医药生命动力学》一书，并且发表了《再论中医药学科学内涵》等长篇论文，有力地批驳了肆意攻击中华传统医药学的一些“学者”们的言论。为此，在2008年，金日光教授获得了“中医药领域十大最有影响力的人物”之一的称号。

政治与科学的生命交相辉映：将科学进行到底

金日光从上大学时期开始，特别重视马克思主义哲学的学习，在上世纪50年代就不同意有些学者所谓用马克思主义来批判鲍林量子化学共振论、批判摩尔根的遗传学说的作法。和一些学者对峙了相当长时间。他认为自然科学本身反映唯物辩证法的规律，否定这些规律等于否定马克思主义自身的科学性。正因为他有这方面的正确看法，以至在上世纪70年代，他从“”“牛棚”出来时，正当国内大辩论实践与真理关系，他就能够在《光明日报》上发表了《从门捷列夫元素周期律的发现看真理和实践关系》的长篇论文，对那次辩论的全胜起了非常重要作用，得到邓小平、等国家领导的高度赞赏。他的这些政治态度使他在80年代进入全国政协政坛。

当第三代领导集体提出“三个代表”重要思想时，社会上有各种议论，他写了70多页的文章，以当代科学发展的普遍规律来论证“三个代表”重要思想的科学性和必然性。受到第三代领导的格外重视；特别是在全国政协第十届常委会上专题发言了《建设社会主义和谐社会理论是马克思主义哲学在中国当代社会主义实践中发展的重要标志》。该发言获得了中国老年科技学会的优秀评奖。

金日光教授任第七届全国政协委员，从第八、九、十届连任全国政协常委，在全国政协率先提出了建立类似美国的国家工程院的提案，得到国务院的接纳。他提出要把我国正负电子对撞加速器的功能提高到世界第一流的提案，并使这一提案得到实现，荣获了全国政协最优秀提案者的称号。

自从汶川地震以来，他看到如此巨大的灾难，心里悲伤又着急。遂向总理请求研究预测地震的问题。经过多方收集，他获得了几千万个震前监测数据。再次用第四统计力学理论，为预测和预警地震提出了一整套理论与方法，受到国务院领导和有关部门的高度重视。当下。他还在密切监视着中国大地上震情的变化。