孙承谔

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孙承谔(1911—1991),物理化学家和化学教育家。主要从事化学动力学的研究工作,是中国早期从事化学动力学研究的先驱之一,并曾长期担任北京大学化学系主任。1935年他与E.艾林(Eyring)等共同发表研究成果“H2+H—→H+H2反应的势能面”而享有盛名。

孙承谔 - 生平概况

孙承谔,1911年3月11日生于山东省济南市。自幼聪明好学,1923年考入清华学校,1929年毕亚后赴美留学,入美国威斯康星大学化学系学习,由于刻苦勤奋,仅用四年时间,就完成了大学本科和研究生阶段的学业,并于1933年获哲学博士学位,时年仅22岁。1934年被聘为美国普林斯顿大学研究助理。在著名物理化学家艾林指导下,从事化学反应过渡态理论的研究工作,于1935年与艾林共同发表了有关H2十H—→H十H2反应的第一张经精确计算得出的势能面图,是近代化学动力学的重要成就之一,至今仍为化学动力学的教材或专著所引用。

正当日本侵略军大举侵略我国之时,孙承谔怀着科学救国的愿望,于1935年回到祖国,任北京大学化学系教授,成为当时国内最年轻的教授之一。 “七七”事变爆发后,孙承谔随校南迁昆明,在西南联合大学任教授。在当时的艰苦岁月中,他除承担普通化学、物理化学课等教学任务外,还进行了物质结构和物性间关系等方面的研究工作,发表了一系列有关的研究论文。

抗战胜利后,1946年他随北京大学迁回北平,继续在化学系执教,任化学系代理系主任,兼任《中国化学会会志》编委和经理编辑(相当于副主编,1946-1951年),在极其困难的条件下,为使杂志不间断的出版发行付出了辛勤的劳动。

1947-1948年间,孙承谔再度赴美,任明尼苏达大学研究员,从事光谱理论方面的研究工作,当时中国正处于两种命运的大决战的时刻。1948年底,孙承谔由美国返回中国,途经上海时,他拒绝了亲友要他同赴台湾的劝说,毅然北上,于北平解放前20天赶回北京大学,迎接了北平的解放。

中华人民共和国成立以后。孙承谔于1951年任北京大学理学院代理院长。院系调整后,从1952年起一直担任北京大学化学系系主任,直至“文化大革命”。在系主任工作中,他努力贯彻执行党和政府的各项政策,团结全系教职工,努力开展教学改革,组织科学研究工作,为化学系的建设和发展做出了卓著贡献。他的任劳任怨、平易近人、克己奉公、艰苦朴素、忠诚党的教育事业和关心青年等优秀品质对北京大学的发展和优良学风的形成都有很好的影响。半个多世纪以来,他在教育战线上辛勤耕耘,培养了众多的科学家和各种专门人才,为我国的科学教育事业做出了重大贡献。

孙承谔于1951年参加了中国民主同盟,并在1952—1956年间,担任民盟北京大学支部主任委员,后又任民盟中央科技文教委员会委员。长期以来,他与党密切合作,风雨同舟,即使他爱人在政治运动中遭到不公正对待,也未改变这种政治态度。孙承谔在晚年,还不时为祖国的统一大业,奔波于国内外,做了大量的工作。

孙承谔一生主要从事物理化学,尤其是化学动力学领域的科研和教学工作。在国内外主要学术期刊上先后发表论文50余篇,其内容涉及偶极矩测定、活化能计算、过渡态理论、电负性、溶剂效应和催化动力学等方面,其主要学术成就如下。

孙承谔 - 建立过渡态理论

30年代初是化学动力学中反应速率过渡态理论的开创时期,孙承谔于1934年在过渡态理论创始人之一、著名化学家艾林指导下,用手摇计算机进行了大量艰苦的计算工作,1935年与艾林及H,格希诺维茨(Gershinowitz)共同发表了著名的论文《均相原子反应的绝对速率》 ,文中提出了A+B+C→AD+C及AB→A+B反应速率常数的过渡态理论的计算公式,公布了H2+H→H十H2反应的斜角势能面图(见附图), 分析了上述体系平动能和振动能的转换问题,为确立过渡态理论(亦称绝对反应速率理论)做出了重要贡献,被誉为化学领域近百年来重大成就之一。他们所提出的势能面图也是化学动力学发展史上第一个计算相当准确的势能面,为后来许多精确的实验所证实。半个多世纪以来,一直为许多著名的物理化学和化学动力学教材及专著所引用,孙承谔也因此而名扬国内外。

孙承谔于1935年回国后,继续从事过渡态理论方面的计算工作,发表了关于乙烯加氢和乙烯加氟化氢动力学方面的论文,进一步扩大了过渡态理论的应用范围,使人们加深对过渡态理论的认识有积极的意义。此外孙承谔还做过偶极矩方面的研究工作,如已二酸偶极矩与结构、2,4-二氯酚的偶极矩等,将他的研究领域逐步由化学动力学向物理化学的其他领域扩展。

孙承谔 - 结构定量规律

40年代孙承谔在西南联合大学任教时,在研究条件十分艰苦的情况下,他们开展了物性和物质结构参数间定量关系的系列研究工作,其中包括原子半径与有机物沸点、密度、临界温度、克分子折射、粘度的关系,及原子价、原子序数和量子数计算元素的电负性等,得到了一系列经验关系式。如原子半径与有机物沸点Tb的关系为
Tb=a十bVm十cV2m
式中:

  

ni为i原子数;
ri为i原子半径;
a、b、c为经验参数。
这些关系式表明化合物的物性与结构参数间存在着密切的关系。

孙承谔 - 缅舒特金反应

揭示了反应速率与结构特性的关系

50、60年代,孙承谔又指导青年教师和学生对叔胺与卤代烷间的缅舒特金反应进行了系统的研究工作。从这些研究工作中得到了以下的认识:对缅舒特金反应,溶剂的物理性质远不如化学结构影响大。而化学结构中又以功能团影响最为显著,当溶剂分子中有几个适当的功能团时,这种溶剂对季胺盐的形成速率的影响比只有一个功能团时为快,而作为反应物的卤代烷对反应速率的影响的研究中,得到了卤代烷中烷基的诱导效应指数I与反应速率常数K的对数(IgK)间的线性关系,证明了有机物基团的诱导效应与化学活性间有关系。这些工加深了各种因素对缅舒特金反应的影响的规律性的认识,对阐明缅舒特金反应机理有很大意义,因而引起了当时化学界的高度重视。

联系实际开展催化反应动力学的研究

“文化大革命”前后,孙承谔为适应我国石油化学工业发展的需要,开始进行催化反应动力学的研究工作,如伯醇在铜铬氧化物上的催化脱氢和在银催化剂上乙烯氧化反应动力学。前一项工作研究了醇分子结构对脱氢速率的影响,实验证明,链的长短对伯醇在铜铬氧化物的阿金斯(Adkins),催化剂上的脱氢反应活化能无影响,但反应速率常数K随醇的碳原子数增加而增大,即主要是频率因子的变化,证明了这种催化反应属于二位机理。

在80年代所做的银催化剂上乙烯氧化反应动力学的研究工作中,大量实验表明乙烯氧化所得环氧乙烷的生成属于朗谬尔-里迪尔(Langmuir-Rideal)历程,而二氧化碳的生成主要属于朗谬尔一欣谢尔伍德(Langmair-Hinshelwood)历程,因此乙烯催化氧化反应可用以下两个平行反应表示:


 

而不是文献上提出的下述连串平行反应:

      

这些规律无论在理论上还是实际上都有一定指导意义。

为了推动中国化学动力学的科研和教学工作,孙承谔还组织翻译了《化学动力学与历程》一书。

孙承谔在物理化学的研究范围很广,在化学动力学领域内,早在30年代就开始从事前沿方面的研究工作。所研究的动力学体系不仅有气相,还有液相;不仅有均相,还有复相;不仅涉及基础理论,而且有密切联系实际的工作。他对中国化学动力学理论及实用研究队伍的形成所做的努力,已经取得了丰硕成果。

孙承谔为发展科学和教育事业,将毕生精力贡献给了他无限热爱的祖国和人民。

孙承谔 - 人物简历

1911年3月11日出生于山东省济南市。
1923-1929年清华学校学习。
1929-1931年美国威斯康星大学化学系学习,获理学学士学位。
1931-1933年美国威斯康星大学化学系学习,获哲学博士学位。
1934-1935年任美国普林斯顿大学研究助理。
1935-1937年任北京大学化学系教授。
1937-1946年任西南联合大学教授。
1946-1947年任北京大学化学系代理系主任。
1946-1951年任《中国化学会会志》编委和经理编辑。
1947-1948年任美国明尼苏达大学研究员。
1951-1952年任北京大学理学院代理院长。
1952-1976年任北京大学代学系主任。
1991年3月13日病逝于北京。

孙承谔 - 主要论著

1 孙承谔.乙烯加氨理论考察.中国化学会志,1935,3:1—5.
2 孙承谔.一些游离基参加反应的活化能.中国化学会志,1935,3:293-295.
3 孙承谔.不饱和酸的溴化作用.中国化学会志,1936,4:1-5.
4 孙承谔,刘钧.乙烯加合卤化氢的活化能.中国化学会志,1936,4:98-102.
5 孙承谔,施庆龢,论乙烯加合氟化氢.中国化学会志,1937,5:1—2.
6 孙承谔,刘钧.2,4-二氯酚的偶极矩.中国化学会志,1937,5:3940.
7 孙承谔,曾昭伦,李世瑨.原子半径与沸点的关系.中国化学会志,1940,7:65-68.
8 孙承谔,唐敖庆,陈天池.原子半径与密度的关系.中国化学会志,1943,10:19-21.
9 孙承谔.从原子价、原子序数和量子数计算元素的电阴性.中国化学会志,1943,10:77-79.
10 孙承谔,陈天池.原子半径与临界温度的关系.中国化学会志,1944,11:118-119.
11 孙承谔,陈梅贞.原子半径与粘度的关系.中国化学会志,1945,12:24-28.
12 孙承谔,刘若庄.用机械求积法计算比热.中国化学会志,1950,17:1-8.
13 孙承谔,李作骏,李旺长.Mеншуткин反应的研究I.喹啉-碘甲烷在水扬醛中的反应动力学.化学学报,1956,22:386-390.
14 孙承谔,何淡云,张工等.Mеншуткин反应的研究Ⅱ.喹啉-碘甲烷在若干脂肪醇中的反应动力学.化学学报,1963,29:9093.
15 孙承谔,李宣文,白乃彬等Mеншуткин反应的研究Ⅲ.喹啉-碘甲烷、碘乙烷、碘正丙烷在硝基苯和正丙醇中的反应动力学.化学学报,1964,30:325-329.
16 孙承谔,王秀山.醇在铜铬氧化物上的催化脱氢I,伯醇.化学学报,1965,31:7—11.
17 孙承谔,韩德刚,杨惠星等.银催化剂上乙烯氧化反应动力学的研究.中国科学B辑,1982,8:683.

孙承谔 - 参考资料

http://www.chem.pku.edu.cn/xiaoyouhui/formerpic/intro/sce.htm
http://www.gmw.cn/content/2006-08/09/content_456271.htm

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