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        劉若莊


        [物理化學家]
          
        劉若莊
          劉若莊(1925年5月25日—),出生于北京。物理化學家。1999年當選為中國科學院院士。1956年加入九三學社。
          劉若莊出生于一個職員家庭,一家7口全靠父親的微薄薪水維持生計,父母對孩子的教育非常重視。兄弟姐妹都進入當時師資力量雄厚的師大第二附屬小學讀書。學校嚴格的教育使劉若莊從小就養成了嚴謹認真的作風。為了不在日本人管理的學校中學習,他不得不多次轉學。即使這樣,他的成績總是全班第一。1943年高中畢業,他考入輔仁大學化學系。大學期間,劉若莊依靠每年獲得的高額獎學金,順利完成了學業。
          1947年秋,劉若莊于輔仁大學化學系畢業,以優異成績考入北京大學化學系研究生。其間,他先師從袁翰青教授進行有機化學研究,以實驗方法研究氫鍵體系,這是他日后與氫鍵乃至整個有機化學理論研究有不解之緣的淵源所在。后轉入孫承諤教授名下開始物理化學研究。1949年,他在《中國化學會會志》上用英文發表了第一篇研究論文《修正特魯頓規則》(ModifiedTroutonsRule),鋒芒初露。
          1950年3月,未進行畢業論文答辯的劉若莊因勤奮好學、成績優秀提前留在北京大學任教。在指導有機化學和定量分析實驗的同時,開始翻譯英文版《定性分析理論基礎》。該書于1951年由商務印書館出版,作為大學叢書之一,成為20世紀50年代重要的教材和參考書。
          1951年9月,兼任輔仁大學化學系主任的邢其毅先生聘請劉若莊為輔仁大學化學系講師,同時兼任北京大學化學系講師。劉若莊在輔仁大學主講的化學數學和在北京大學講授的普通化學課程,備受學生歡迎,由此逐漸形成了他獨特的講課風格。
          1952年的院系調整使劉若莊成為北京師范大學的一員并一直工作至今。在北師大化學系(2005年9月更名為化學學院),他主講物理化學、物質結構等多門課程。精彩生動的講課不僅出于他對學習思維的揣摩,更得益于追蹤科學前沿并獨立開展科學研究的積累和實踐。在講課和科研之余,劉若莊還和同事合作翻譯了俄文版《高壓下的化學平衡和反應速度》、《化學熱力學例題與習題》及德文版《化學計算》。這些譯著在當時都是極為-的教學參考書。
          1956年9月,劉若莊因成績突出晉升為副教授,同時開始講授專門化課程如化學熱力學、化學動力學等。1961年劉若莊被評為北京市文教先進工作者。1963年,他開始招收研究生。1978年,他創建了北京師范大學量子化學研究室。該研究室是我國運用量子化學手段研究實際化學體系的重要基地,也是我國理論化學對外聯系的重要窗口。因工作突出,劉若莊1977年被評為北京市科學技術先進工作者。1979年7月,劉若莊晉升為教授。1981年成為國務院批準的首批博士生導師。
          劉若莊晉升為教授后,在從事科研工作的同時,還指導和培養研究生。此外,他承擔了多門本科生和研究生課程。他先后講授過結構化學以及量子化學、量子化學進展、群論及其在化學中的運用等課程。劉若莊的講授追本溯源、條理分明、前后呼應、富有啟發、引人入勝;他注重基礎,強調運用,極富特色。幾十年教學生涯所養成的常教常新、常教常精的作風,給學生留下了深刻印象并影響到下一代。迄今為止,劉若莊為國家培養了博士和碩士50余人,同時開辦過多期量子化學計算短訓班、師資培訓班和助教進修班。這些學生和學員在各個工作崗位上為理論化學的發展做出了貢獻,其中多人成為學術帶頭人。
          1950年6月,劉若莊以《用機械求積法計算比熱》順利通過研究生論文答辯。其研究生論文發表于同年的《中國化學會會志》。在從事物理化學助教工作的同時,他在唐敖慶教授指導下,開始從事量子化學研究。參加的關于“六價鍵函數”研究課題為唐敖慶教授所獲中國科學院自然科學獎三等獎獲獎文章之一。不同領域中名師的嚴格指導加上本人的勤奮努力,劉若莊不僅學會了科學研究的方法,也由此進入了理論化學的研究殿堂,為其后做出具有特色的優秀研究成果奠定了扎實的理論基礎。
          1956年,在“水分子間氫鍵鍵能”的研究中,劉若莊利用量子化學方法并考慮到電子云之間的多極矩作用研究氫鍵的靜電相互作用,優于當時國際上流行的點電荷模型,發表的論文被《十年來中國的科學(化學卷)》引用。
          1963年9月,劉若莊成為吉林大學物質結構學術討論班成員。在為期兩年的研討中,討論班集體在唐敖慶教授指導下對配位場理論方法進行研究,對這門學科的發展做出了重要貢獻,研究成果榮獲1982年國家自然科學獎一等獎。
          “-”中,劉若莊排除干擾,潛心科研。就在唐山大地震強烈波及北京地區的艱難環境下,劉若莊完成了國內第一篇運用量子化學計算方法研究實際體系的論文,較好地解釋了砷化鎵在氧離子注入后的半導體特性。
          “-”結束,中國迎來科學的春天,也激起劉若莊極大熱情。他全身心投入教學和科研中。在隨后的30多年,他所涉及的研究領域主要包括:化學反應微觀機理和沿反應途徑的動態學,有機導體和半導體,氫鍵和分子間相互作用力,化合物的結構和性能以及配位場理論方法及激發態勢能面和相應的光化學反應機理等。
          劉若莊取得了一系列在國內外具有較大影響的科研成果。一是與合作者一起,在國內首先采用能量梯度和內稟反應坐標(IRC)方法研究有機化學問題,尤其是對系列反應的反應機理進行深入探討和分析,在研究過程中提出了一些新觀點,對方法進行了改進、擴充和發展。二是與合作者一起創造性地應用CASSCF和MR-CI組合方法,研究光誘導的化學反應機理,將態相關圖與定量計算相結合研究了多個光化學反應,對有爭議的反應如亞硝酸甲酯的光解反應,支持與量子效率實驗一致的首先光解而不是內消除的反應機理。分析了C1SP不易被實驗觀測到的原因并推測它在光化學反應中存在的可能性,證實了丙烯醛光解的機理。三是對一系列重要自由基和小分子基元反應進行了系統研究,完成了在反應途徑基礎上的直接動態學計算(不借助反應全勢能面),獲得反應過程中各振動模式與反應坐標的耦合常數及其變化,同時獲得各振動模式的能量變化,首次從理論計算上證實了不直接斷裂鍵的振動激發(如C2H2++H2→C2H3++H反應中C-C鍵的伸縮振動)可促進反應的實驗現象;揭示了振動選態反應中與反應坐標強烈耦合而且在過渡態前振動頻率應有所降低的振動自由度的激發是促進反應進行的重要手段;提出了一種利用微正則速率常數經統計平均直接計算單分子反應正則速率常數的新方法,既減少了計算量,又提高了準確性。四是用形變勢理論研究了準一維電荷遷移晶體中電子與聲子的相互作用,首次推導出電子—聲子耦合常數的顯式,從而得到計算一維導體發生Peierls相變溫度Tp的公式,證明Peierls相變主要來自電—聲相互作用,而電子—電子相互作用是次要的。為研究導電高分子的結構,在從頭算基礎上發展了一種定量微擾晶體軌道法,對三種取代的聚乙炔的電子結構和導電性能進行分析,得出有軌道的結論。隨后,又將自洽場晶體軌道法擴展到含過渡金屬原子的線性高聚物,推導了新的矩陣元公式,并使之程序化,用于研究過渡金屬夾心高聚物。此后,又從理論上論證了納米碳管的導電性主要由其幾何構型決定,而與鍵長交替畸變無關。
          在教學科研之余,劉若莊在《化學通報》、《百科知識》等雜志撰寫綜述性文章介紹原子和分子結構、量子化學基礎知識和發展狀況等。這些通俗易懂的文章不僅促進了科學知識的普及,而且吸引了學生對量子化學的興趣并參與到這個行列中進行科學研究。與此同時,劉若莊撰文介紹交叉學科如量子生物化學、非平衡熱力學的發展簡況并闡述自己的看法,推動了這些領域的發展。1983年,科學出版社出版了劉若莊主編的《量子化學基礎》。
          劉若莊因量子藥物化學的研究榮獲全軍科技進步獎二等獎;因提出贗勢價軌道能量分解法用以研究重原子體系的分子間相互作用及氫鍵本質榮獲1987年國家教委科技進步獎二等獎;隨后因對中間體、過渡態及反應勢能剖面的理論研究取得重大成果榮獲1988年國家教委科技進步獎二等獎和1989年國家自然科學獎三等獎;2003年榮獲國家教育部自然科學獎一等獎。
          劉若莊1984年加入中國共產黨,歷任國家科委化學學科組成員、國家自然科學基金委員會物理化學評審組評委、國家教委理科化學教學指導委員會副主任委員、中國化學會常務理事、北京化學會理事長、中國科技大學兼職教授、中國科學院理化研究所兼職研究員、世界理論有機化學聯合會會員、墨西哥國立自治大學客座教授、《分子科學學報》副主編以及《高等學;瘜W學報》等6種期刊編委等職。編著和參與編寫專著3本、譯著4本,發表論文200多篇,其中在國內外重要刊物上發表論文105篇,綜合評述17篇。
          來源:九三學社中央宣傳部
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