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2010年快乐双彩走势图 孫承諤介紹
孫承諤介紹
www.dicp.cn    發布時間:2010-04-12 14:30    欄目類別:走近專家
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孫承諤,祖藉山東濟寧.1911年3月11日生于山東省濟南市。自幼聰明好學,1923年12歲時就考入清華學校.在清華學習六年(1923-1929年).1928年清華學校改名為國立清華大學,1929年在清華畢業后赴美留學,入美國威斯康星大學化學系學習。由于刻苦勤奮,兩年后拿到了學士學位, 1933年他22歲,又獲得了哲學博士學位。僅用四年時間,就完成了大學本科和研究生階段的學業,這在當時是極為罕見的。

1934年被聘為美國普林斯頓大學研究助理。在普林斯頓大學受到大師們的學術熏陶,這對他的熱力學、量子力學、統計力學、光譜學和數學功底的增強有很大幫助。當時專門探索化學反應速率和歷程的物理化學分支學科的化學動力學正處于學科前沿,在著名物理化學家(當時是助理教授)艾林的指導下,從事化學反應過渡態理論的研究工作,在普林斯頓大學的良好學術環境里,充分發揮了他的聰明才智,應用了當時較先進的計算工具手搖計算機,通過大量計算和分析,得到了有關H2+H→H+H2反應的第一張經精確計算得出的勢能面圖,1935年在艾林、吉興諾維奇和孫承諤共同發表的著名論文《均相原子反應的絕對速率》,至今仍為各國化學動力學教材及專著所引用,是近代化學動力學重要成就之一。

1935年日本侵略者已經霸占了東三省,正在步步緊逼,企圖進占華北。孫承諤滿懷科學救國的雄心壯志回到了祖國,應聘在北京大學任教。時年24歲,成為當時北大最年輕的教授。“七七”事變爆發后,孫承諤隨校南遷昆明。北京大學、清華大學、南開大學三校在云南昆明建立了西南聯合大學,孫承諤被聘為西南聯大教授,繼續講授“普通化學”、“物理化學”等課程,還在昆明中法大學兼化學課。在當時盡管科研條件極其艱難,他仍然堅持做了一系列針對有機化學反應,用活化能計算討論反應歷程以及物質結構和物性間關系的研究。1935到1945年間發表了一系列論文。

抗戰勝利后,1946年他隨北京大學遷回北京,繼續在北大化學系執教,任化學系代理系主任,1945—1951年間兼任《中國化學會會志》編委和經理編輯(相當于副主編), 1947—1948年間,孫承諤應邀再度赴美,任明尼蘇達大學研究員。孫承諤在明尼蘇達大學從事光譜理論方面的研究工作,1948年底,孫承諤提前由美國返回中國,返回祖國途經上海時,親友們要他同赴臺灣教書,他拒絕了親朋好友的勸說,毅然北上,于北平解放前20天趕回北京大學,迎接了北京的解放。1951年任北京大學理學院代理院長.院系調整后,從1952年起一直擔任北京大學化學系系主任,直至“文化大革命”。

在系主任工作中,為化學系的建設和發展和為我國的科學教育事業做出了貢獻。他的任勞任怨、平易近人、克己奉公、艱苦樸素和關心青年等優秀品質對北京大學的發展和優良學風的形成都有很好的影響。

1953年他應邀請參加了中國科學院化學研究所的籌建工作,成為16人組成的化學所籌委會成員之一。1956年孫承諤參加了由周恩來總理主持制定《12年科學技術發展遠景規劃》的工作。 “文化大革命”后,迎來了科學的春天,他先后到吉林大學、南京大學、華僑大學、廈門大學、河南大學、陜西師大、四川大學、云南大學、武漢大學等學校講學。

為了推動我國化學動力學的科研和教學工作,帶領青年教師組織翻譯了美國科學家J.W.穆爾和R.G.皮爾遜所著《化學動力學與歷程》一書。該書至今仍是化學動力學研究生課程的教材和科學研究的經典參考書。

孫承諤于1951年參加了中國民主同盟,并在1952—1956年間,擔任民盟北京大學支部主任委員,后又任民盟中央科技文教委員會委員。孫承諤在晚年,還不時為祖國的統一大業,奔波于國內外,做了大量的工作.從孫承諤先生坎坷而曲折的一生折射出了中國老一輩知識分子優秀品德。

孫承諤一生主要從事物理化學,尤其是化學動力學領域的科研和教學工作.在國內外主要學術期刊上先后發表論文50余篇,其內容涉及偶極矩測定、活化能計算、過渡態理論、電負性、溶劑效應和催化動力學等方面.

1.過渡態理論的奠基之作
20世紀20年代前后流行的反應速率理論是基元反應碰撞理論,為半理論半經驗的理論,有時與實驗結果差距甚大。當時物理學中剛剛興起量子力學應用于化學,尤其是反應動力學中是一個難度極大又極具誘惑力的探索性課題。 1934年孫承諤參加了助理教授艾林(Henry Eyring)的研究小組,進行了過渡態理論(也稱活化絡合物理論或絕對反應速度理論)的探索性研究工作。他們認為化學反應過程是反應物分子碰撞后,先形成一個過渡態,然后再分解成產物,而過渡態的分解是反應速率的決定步驟,如反應     

孫承諤應用剛確立不久的量子力學原理于化學反應,在沒有電子計算機的年代,用手搖計算機進行了艱苦的計算工作,第一次得出了3個氫原子體系Ha+HbHc→HaHb+Hc反應的勢能面圖(見附圖)。1935年艾林、吉興諾維奇和孫承諤共同發表的論文《均相原子反應的絕對速率》(《The Absolute Rate of Homogeneous Atomic Reactions》公布了這一結果,這是基元反應速率過渡態理論奠基性之成果。

該理論不僅可以驗證實驗結果,更可預知反應的動力學行為。1976年美國化學會成立100周年紀念時,這一成果被列入化學領域百年重大成就,被評價為歷史上第一個相當準確的計算,并被現代的精確實驗完全證實。能有研究成果被列入此百年重大成果的中國物理化學家,只有少數幾人,孫承諤由于是過渡態理論刨始入之一也由此聞名于國內外。上世紀前蘇聯化學動力學專家艾曼努愛里來華進行學術交流時,一定要拜訪孫承諤教授,見面后行三鞠躬禮,以表示對孫承諤教授學術上的崇敬,由此可見,孫承諤教授在化學動力學領域中的地位。這里還應提及,斯坦福大學化學工程系教授博達特1982年訪問北大時回憶說,他1946年到普林斯頓大學讀博士,聽泰勒教授(1935年時的化學系主任)講到艾林和孫承諤的研究,提到為什么關于過渡態理論勢能面的計算后面的延續工作突然停止了?泰勒教授遺憾地回答:“熟悉計算器的孫博士回中國了。他在中國繼續研究,不然,我們還會有更多的成果”。孫承諤于1935年回國后,繼續從事過渡態理論方面的計算工作,發表了關于乙烯加氟化氫動力學方面的論文,進一步擴大了過渡態理論的應用范圍,使人們加深對過渡態理論的認識有積極的意義.

2.宏觀和微觀結合的早期探索
20世紀現代化學發展的趨勢是從宏觀到微觀,物質的宏觀性質必然是由微觀結構所決定。孫承諤以其敏銳的眼光洞察了這一化學研究的發展趨勢,早在40年代就開始從事結構與物性的探索。 40年代孫承諤在西南聯合大學任教時,在研究條件十分艱苦的情況下,依靠其深厚的理論功底,開展了物性和物質結構參數間定量關系的系列研究工作,其中包括原子半徑與有機物沸點、密度、臨界溫度、摩爾折射率、粘度的關系,及原子價、原子序數和量子數計算元素的電負性等,得到了一系列經驗關系式。如原子半徑與有機物沸點 的關系為

式中a 、b 、c 為經驗參數。這些關系式表明化合物的物性與結構參數間存在著密切關系,盡管只是半定量的早期的研究,但為宏觀與微觀間結合方面打開了視野,開辟了研究道路。此外孫承諤還做過偶極矩方面的研究工作,如己二酸偶極矩、2,4-二氯酚的偶極矩與結構的關系等,將他的研究領域逐步由化學動力學向物理化學的其他領域擴展.

3.反應速率與結構關系的探討
十九世紀末開始研究的門舒特金反應主要有兩方面:一是研究同一反應在物理性質和化學結構的不同溶劑中的反應動力學,另一是在相同的溶劑中研究鹵代烷或胺的結構的動力學的影響,盡管進行了幾十年的研究,但仍有許多問題沒有解決。從五十年代開始,北大化學系剛具有初步的科學研究條件,孫承諤即以門舒特金反應為切入點,帶領青年教師和研究生開展了化學動力學的研究工作。從50年代開始,孫承諤指導青年教師和學生對叔胺與鹵代烷間的門舒特金反應進行了系統的研究工作。從這些研究工作中得到下以下的認識;對緬舒特金反應,溶劑的物理性質遠不如化學結構影響大。而化學結構中又以功能團影響最為顯著,當溶劑分子中有幾個適當的功能團時,這種溶劑對季胺鹽的形成速率的影響比只有一個功能團時為快.而作為反應物的鹵代烷對反應速率的影響的研究中.得到了鹵代烷中烷基的誘導效應指數I與反應速率常數 的對數(1g )間具有線性關系,證明了有機物基團的誘導效應與化學活性間有關系。這些工作加深了各種因素對門舒特金反應的影響的規律性的認識,對闡明門舒特金反應機理有一定意義.

4.聯系實際開展催化反應動力學的研究
為適應我國石油化學工業發展的需要,他又開始進行催化反應動力學的研究工作,如伯醇在銅鉻氧化物上的催化脫氫和在銀催化劑上乙烯氧化反應的動力學。

前蘇聯著名的催化學者巴蘭金教授在研究金屬催化劑和氧化物催化劑脫氫時得出:醇在氧化物催化劑上脫氫比在金屬催化劑上需要更高的反應溫度和活化能,分子結構的脫氫的影響在兩種催化劑上也有差別。孫承諤領導的研究組則選用更復雜的銅鉻氧化物的阿金斯催化劑和系列不同結構的醇(乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇和異丁醇)研究醇分子結構對脫氫速率的影響。實驗證明,鏈的長短對伯醇在銅鉻氧化物的催化劑上的脫氫反應活化能無影響,但反應速率常數稍有不同,幾種直鏈醇脫氫速率隨醇分子中的碳原子數增加而增大引起脫氫速率不同的主要原因是頻率因子的變化。在80年代所做的銀催化劑上乙烯氧化成環氧乙烷的反應動力學的研究工作是石油化工中的重要問題,不僅有理論意義,而且對指導實際生產提供理論基礎。由于乙烯氧化可生成兩種產物:環氧乙烷(主產物)和二氧化碳(副產物)。大量實驗得出如下結果

對環氧乙烷來說,隨乙烯或氧壓力的增大環氧乙烷的生成速率出現極大值,這是表面雙分子反應埃萊-里迪爾(Eley—Rideal)歷程的特征,而二氧化碳的生成速率隨乙烯或氧壓力的增大單調上升,屬于表面雙分子反應的朗謬爾一欣謝爾伍德(Langmuir --Hinshelwood)歷程。這些結果在理論上探索了乙烯氧化的反應機理,而且對實際應用,如設計催化劑和探索反應條件以獲得乙烯的最大收率都有一定指導意義。

孫承諤在物理化學的研究范圍很廣.在化學動力學領域內,早在30年代就開始從事前沿方面的研究工作。所研究的動力學體系不僅有氣相,還有液相;不僅有均相,還有復相;不僅涉及基礎理論.而且有密切聯系實際的工作.他對我國化學動力學理論及應用研究所做的努力已經取得了豐碩成果。

代表性論著
1. Henry Eyring and Cheng E. Sun “Resolution of Crossed Bond Eigenfunctions in Terms of the Uncrossed Set”, The Journal of Chemical Physics Vol.2 pp. 299-300 1934.
2. A. Sherman and Cheng E. Sun “Calculations of the Activation Energies of Some Reactions between the Halogens and the Ethylene Double bond”, J. Am. Chem. Soc. Vol. 56 pp.1096-1101 1934.
3. H.Eyring,H.Gershinowitz,Cheng E. Sun。 The Absolute Rate of Homogeneous Atomic Reactions. J. Chem .Phys.,1935,3:786—796
4. 孫承諤. 乙烯加氨理論考察. 中國化學會志.1935, 3:1—5 .
5. 孫承諤. 一些游離基參加反應的活化能. 中國化學會志.1935, 3:293—295 .
6. 孫承諤. 不飽和酸的溴化作用. 中國化學會志.1935, 3:293—295 Val. IV No.1 p. 1-5 January 1936.?
7. 孫承諤,劉鈞. 乙烯加合鹵化氫的活化能. 中國化學會志.1936, 4:98—102.
8. Cheng E. Sun (孫承諤)and Ta-You Wu (吳大猷)“A Note on the Form of Nitrous Oxide Molecules”, J. Chinese Chem. Soc. Val. IV No.4 p. 340-343 July 1936.
9. Chao-Lun Tseng (曾昭掄) ,Ching-Huo Sze (施慶龢) and Cheng E. Sun (孫承諤)“Action of Hydrogen Fluoride on Phenyl Diazomethane”, J. Chinese Chem. Soc. Val. IV No.6 p. 485-489 November 1936.
10. Chao-Lun Tseng (曾昭掄), Chün Liu (劉鈞) and Cheng E. Sun (孫承諤)“The Dipole moment of Tetrachloroethylene”, J. Chinese Chem. Soc. Val. IV No.6 p. 473-476 November 1936.
11. 孫承諤, 施慶龢. 論乙烯加合氟化氫. 中國化學會志.1937, 5:1—4
12. Chang Hsuch Yao (姚昌學) and Cheng E. Sun (孫承諤)“The Dipole Moment and Structure of Dimethyl Telluronium Diiodide”, J. Chinese Chem. Soc. Val. V No.1 p. 22-24 January 1937.
13. 孫承諤,劉鈞.2,4-二氯酚的偶極矩. 中國化學會志.1937, 5:39—40.
14. Chu-Yao Chen(陳初堯), Chao-Lun Tseng  (曾昭掄) and Cheng E. Sun (孫承諤)“The Relation between Atomic Radii and Boiling Points”, J. Chinese Chem. Soc. Val. V No.4 p. 193-201 July 1937.
15. Chao-Lun Tseng (曾昭掄), Cheng E. Sun (孫承諤)and Chu-Yao Chen (陳初堯)“Calculations on Melting Points of the Alpha Omega Series of Dibasic Acids”  ?
16. Chao-Lun Tseng (曾昭掄), Cheng E. Sun (孫承諤)and Shih-Tsin Li (李世瑨) “Calculation of Melting Points of Fatty Acids”,  J. Chinese Chem. Soc. Val. VII No.2 p. 63-64 1940.
17. 孫承諤,曾昭掄,李世瑨.原子半徑與沸點的關系. 中國化學會志.1940, 7:65—68.
18. Cheng E. Sun (孫承諤)and Shih-Tsin Li (李世瑨) “The Relation between Acidic and Basic Properties of Hydroxides, Atomic and Quantum Numbers, and Valence”, J. Chinese Chem. Soc. Val. VII No.2 p. 69-72 1940.
19.Shih-Tsin Li (李世瑨) and Cheng E. Sun (孫承諤)“The Relation between Ionic Radii, Atomic and Quantum Numbers, and Valence”, J. Chinese Chem. Soc. Val. VII No.2 p. 73-75 1940.
20.孫承諤,唐敖慶,陳天池. 原子半徑與密度的關系.中國化學會志.1943, 10:19—21.
21.孫承諤. 從原子價、原子序數和量子數計算元素的電陰性. 中國化學會志.1943, 10:77—79.
22.孫承諤, 陳天池. 原子半徑與臨界溫度的關系. 中國化學會志. 1944, 11:118—119.
23.Cheng E. Sun (孫承諤)and T. C. Cheng (陳天地)“The Relation between Atomic Radii and Mole Refractions”, J. Chinese Chem. Soc. Val. XI No.2 p. 121-124 1944.
24.孫承諤,陳梅貞. 原子半徑與粘度的關系.中國化學會志.1945, 12:24—28.
25.孫承諤,劉若莊. 用機械求積法計算比熱. 中國化學會志.1950, 17:1—8.
26.孫承諤. 連鎖反應, 化學通報,1956,1 : 1-5 .
27.孫承諤,李作駿,李旺長.Menschutkin(俄文)反應的研究Ⅰ.喹啉—碘甲烷在水揚酸中的反應動力學.化學學報,1956,22:386—390..
28.孫承諤,何淡云,張工等. Menschutkin(俄文)反應的研究Ⅱ. 喹啉—碘甲烷在若干脂肪醇中的反壓動力學. 化學學報,1963,29:90—93.
29.孫承諤,李宣文,白乃彬等. Menschutkin(俄文)反應的研究Ⅲ. 喹啉—碘甲烷、碘乙烷、碘正丙烷在硝基苯和正丙醇中的反壓動力學. 化學學報,1964,30:325—329.
30.孫承諤,王秀山.醇在銅鉻氧化物上的催化脫氫Ⅰ.伯醇. 化學學報,1965,31:7—11.
31.孫承諤, 韓德剛,楊惠星等.銀催化劑上乙烯氧化反應動力學研究.中國科學B輯,1982,8:683.

譯著

孫承諤 王之樸等譯  化學動力學和歷程(均相化學反應的研究)科學出版社(1987)J.W.穆爾,R.G.皮爾遜 著

撰稿人:高盤良教授,北京大學化學系,2010年10月14日收到修改稿。

 

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