徐光宪简介
徐光宪简介
徐光宪先生终其一生都保持着谦逊好学的优良品质,始终把祖国的利益放在第一位,崇尚科学,严谨求实,无私奉献,将全部心血奉献给了祖国的化学事业。以下是小编精心整理的徐光宪简介,仅供参考,欢迎大家阅读。
徐光宪简介:
徐光宪著名物理化学家,无机化学家,教育家,中国科学院院士,中国共产党党员。2008年最高科学技术奖获得者。1920年11月7日出生于浙江省绍兴上虞市,1944年毕业于交通大学化学系。1946年任交通大学化学系助教。1947年赴美留学,1951年获美国哥伦比亚大学物理化学博士学位,不久回国,到北京大学任教至今。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1991年被选为亚洲化学联合会主席。现任北京大学化学系教授、博士生导师。历任北京大学原子能系(后改为技术物理系)副主任、稀土化学研究中心主任,国家自然科学基金委员会化学科学部主任,中国化学学会理事长,中国稀土学会副理事长,全国人大代表,全国政协委员等职。徐光宪夫人高小霞,亦是化学家。
20世纪50年代,徐光宪发表论文《旋光理论中的邻近作用》,揭示了化学键四极矩对分子旋光性的主导作用;50年代,他改进仪器设备,把极谱法的测量精度提高了两个数量级,在国际上较早测定了碱金属和碱土金属与一些阴离子的配位平衡常数。根据弱配位平衡与吸附平衡的相似性,提出配合物平衡的吸附理论,可以简便地描述溶液中弱配位平衡过程。1957年,徐光宪被调往技术物理系工作,开展核燃料萃取化学的研究,1962年提出了被国内普遍采纳的萃取体系分类法。
从70年代末开始,徐光宪主持开展了对稀土量子化学和稀土化合物结构规律性的研究。1982年,徐光宪通过总结实验资料和分析量子化学计算的结果,提出原子价的新定义及其量子化学定义,圆满解决了Pauling、Mayer等人定义中存在的问题。徐光宪非常重视科研基地的建设,1986年在他的主持下成立了北京大学稀土化学研究中心,1991年,在他的努力下,利用世界银行贷款在北京大学建立了稀土材料化学及应用国家重点实验室。
徐光宪热心教育事业,积极组织学术活动和学术交流,兼任多项学术职务,为培养科技人才倾注了心血。至今已发表论文400余篇和10本教科书及专著,由于在科学研究方面的突出贡献,徐光宪1994年获得首届何梁何利基金科学与技术进步奖,北京大学首届自然科学研究突出贡献奖,2008年度国家最高科学技术奖。
科研成就
长期从事物理化学和无机化学的教学和研究,涉及量子化学、化学键理论、配位化学、萃取化学、核燃料化学和稀土科学等领域。
20世纪50年代,徐光宪提出了配合物平衡的吸附理论;60年代,他改进和提出了几种测量萃取常数的方法;70年代,提出最优化串级萃取设计方案,建立了新的串级萃取理论;80年代,提出原子价的新定义及其量子化学定义,并首次合成了一系列有特殊结构和性能的四核双氧基稀土配合物。他发现了稀土溶剂萃取体系具有“恒定混合萃取比”基本规律,提出了适于稀土溶剂萃取分离的串级萃取理论,可以“一步放大”,直接应用于生产实际,引导稀土分离技术的全面革新,促进了中国从稀土资源大国向高纯稀土生产大国的飞跃。
1、发展串级萃取理论并用于稀土工业生产
1971年底,徐光宪返回北京大学化学系工作。当时化学系在搞稀土元素的分离提纯。他认为,萃取法用于稀土分离提纯是大有可为的,于是他积极参加这项工作,运用过去在络合物平衡和萃取化学基础研究中得到的成果和积累的经验,很快就对稀土萃取分离工艺做出了突破性的改进。镨钕分离是稀土元素分离中的难点,当时又是一项急需完成的军工任务。他通过选择萃取剂和络合剂,配 成季铵盐——DTPA“推拉”体系,使镨钕分离系数从一般萃取体系的1.4—1.5高到4以上,这是当时国际上最高的数值。但这类体系直接用于工业生产有困难。美国曾有过一个专利报道,提出用推拉体系萃取分离稀土,但从未用到实际生产中去,因为无法实现串级萃取过程。当时国际上流行的串级萃取理论是L.阿尔德斯(Alders)提出来的,徐光宪仔细分析了在串级萃取过程中络合平衡移动的情况,发现阿尔德斯串级萃取理论的基本假定:“在串级过程中萃取比保持恒定”,在稀土推拉体系串级萃取过程中是不成立的。于是他精心设计出一套化学操作流程,并导出与此相应的一套串级萃取理论公式,在此基础上设计出一种回流串级萃取新工艺。
1974年9月,他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,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。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,使中国稀土分离技术达到国际先进水平。
2、中国溶液络合物化学研究的先行人
徐光宪对学科发展前沿的生长点很敏感,能把握国际学术发展的新动向,结合中国实际情况,及时选择有发展前途的研究领域和课题。1951年,他回国初期仍在继续从事量子化学研究。当时,国际上对溶液中络合物平衡的研究正在兴起,他敏锐地感觉到这将发展成为无机化学的重要分支,中国国内也有条件做这方面的工作。于是他迅速抓住这一时机,率先在中国国内开展溶液中络合过程物理化学的研究。首先是测定溶液中的络合物平衡常数。他通过改进仪器设备,提高了测量精度,同时改进实验数据的处理方法,因而能从测定结果得出更多的信息,加上用新的实验数据处理方法,得到的结果就更多和更精确,对弱络合体系也可给出较准确的分级络合常数。他在络合平衡常数测定方面的工作迅速达到国际先进水平,也带动了中国国内有关研究工作的开展。他根据络合平衡与吸附平衡的相似性提出络合物平衡的吸附理论,可以简便地描述溶液中弱络合物平衡过程。这一时期的工作成果对他后来成功地开展核燃料萃取化学和稀土化学研究有很大帮助。
20世纪70年代以来,他注意到生物无机化学的兴趣,立即意识到研究生物分子配体络合物的重要意义。他鼓励、支持和指导科研组的同志积极开展这方面的工作,例如研究胆结石的生成机理,稀土羊毛染色机理,抗癌药物分子对金属离子的络合作用等。80年代以来,他在固体络合物的合成、结构测定和谱学研究等方面,指导助手和学生做了大量工作,特别是在稀土元素的多核、异核络合物方面,例如在国际上首次合成了具有特殊结构和性能的一系列四核稀土双氧络合物,引起同行的重视。
3、探寻物质结构与性能的关系
20世纪70年代初以来,金属有机化合物化学和原子簇化学迅速发展,有大量新化合物被合成出来,它们的结构及性质的研究也随之发展,因而金属有机化合物和原子簇化合物的结构规律成为众多学者关心的问题。徐光宪通过总结大量实验资料和已有的各种理论,提出了一个更普遍的,同时适用于金属有机化合物、原子簇化合物和一般分子的结构规则,取名为(nxcπ)格式。与此相关,还提出了原子共价的新定义。利用(nxcπ)结构规则,只要根据分子结构式即可估计分子的稳定性,从而可以预测可能存在的新化合物。这一结构规则和定义,已经通过了大量实验结果和量子化学计算结果的检验,显示出正确性与广泛适用性。
从20世纪70年代末开始,徐光宪主持开展了对稀土量子化学和稀土化合物结构规律性的研究。在建立适用于稀土元素电子结构研究的方法和计算程序的基础上,他对不同类型的稀土化合物进行了系统的量子化学计算,结合(nxcπ)结构规则和共价的新定义,对其成键情况进行分析。研究结果表明,稀土化合物并不总是离子性的,在金属有机化合物中存在的是带有离子性的共价键,而在很多无机化合物中存在带有很大共价成分的离子键。共价键主要通过其5d轨道生成,4f轨道贡献相当小,因此稀土的簇合物和金属有机化合物服从推广的十八电子规律。
4、学术论著
徐光宪共发表期刊论文560余篇,论文被他人正面引用2200余次,出版有10本教科书及专著,包括《物质结构》和《量子化学》等许多重要教材。其中《物质结构》自1959年出版以来,已经修订再版印刷了20余万册,是化学领域重要的教学参考书。