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周鸣飞教授做客伯苓讲座
2024-01-03

12月29日,复旦大学化学系周鸣飞教授做客第七十届伯苓讲座,带来了以《气相分子和团簇化学键》为题的报告。化学学院院长程方益主持了本次讲座,并为周鸣飞教授颁发伯苓讲座证书牌。化学学院众多师生参加了本次讲座。

周鸣飞教授从化学键的重要性出发开启了报告。他指出,无论是分子结构还是化学反应,都离不开化学键,化学是研究化学键及其断裂和形成机制的学科;化学家基于对分子结构、成键的系统研究发展建立了元素周期表、化学键理论等现代化学理论体系,化学的历史就是人们对于化学键认识的历史。

周教授给在场的师生举了几个大家熟知的例子:铍分子中的化学键、碳氧化合物的稳定性、一氧化碳的偶极矩、硼烷的二聚现象和五氟化磷的形成。接着,周教授介绍了化学键理论的发展历史,波义耳出版《怀疑派化学家》的1661年被称为“化学元年”;而Lewis的电子对理论第一次使化学键有了清晰、明确的物理图像;量子化学提供了定量处理化学键的方法;而分子轨道理论使化学键的表示由定域走向离域。周教授说,如今化学家需要解答的两个问题就是“如何利用化学键理论理解和预测分子的化学性质”和“原子之间可以通过怎样的化学键形成不同结构和性质的分子”。

周鸣飞教授课题组多年来致力于气相分子和团簇等瞬态分子物种的光谱和化学键的研究,使用独特的脉冲激光-超声分子束进行合成,结合基质隔离-红外吸收光谱和微波光谱的表征方法,发展了四个全新的模型体系。

其一是高氧化态化学元素,周教授课题组合成并表征了9价铱,5价镨物种的存在;其二是硼的多重键,课题组受到一氧化碳与过渡金属能够形成反馈键的启发,通过一氧化碳调节硼的轨道能级,成功合成了含有硼-硼三重键的化合物,并进一步发展,合成了含硼-铁四重键的化合物;在主族金属方面,课题组通过对原子轨道成键能力的分析,提出在某些条件下,钙、锶、钡的d轨道可以参与成键,并合成了这些金属的18电子,20电子配合物,通过计算化学的方法证明了d轨道在这些配合物的成键中具有重要作用。根据上述工作,周教授认为低价的主族金属如钙具有过渡金属的反应性。这一观点,在后续相关的工作中得到了证实。

报告的最后,周鸣飞教授总结道,化学键不是一个可观测的物理量,对于化学键和分子结构的解释基于各种模型。周教授用了一个形象的比喻“说普通话,天南地北的人们都能听懂;画出化学键,世界各地的化学家都能看懂”。化学键是化学家的通用语言,化学键研究的重要性也就不言而喻。

报告结束后,程方益院长总结了周鸣飞教授本次讲座的主要内容,对在座师生进行了勉励。提问阶段,周教授回答了在场师生的问题,学术交流气氛热烈。 

“伯苓讲座”是化学学院创新型化学人才培养模式探索与实践的一个重要举措,由国内外顶级化学家为化学伯苓班的本科生作学术报告,分享科研体会,开拓学术视野,激励学生树立长远的人生目标并为之努力。


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