《科學(xué)通報(bào)》2025年12月上旬刊（“黎樂民先生90壽辰專輯”） | 文章速遞

黎樂民先生1935年生于廣東電白, 1959年畢業(yè)于北京大學(xué)并留校任教, 1991年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士. 他早期從事絡(luò)合物化學(xué)與萃取化學(xué)研究, 提出吸附等溫線公式處理弱絡(luò)合平衡, 建立正規(guī)溶液理論闡釋惰性溶劑作用, 發(fā)展兩相滴定法研究復(fù)雜萃取體系, 成果領(lǐng)先國(guó)際. 改革開放后轉(zhuǎn)向量子化學(xué)與理論無機(jī)化學(xué), 系統(tǒng)研究稀土化合物電子結(jié)構(gòu)與成鍵規(guī)律, 推導(dǎo)含4f軌道的INDO方法并糾正國(guó)外公式錯(cuò)誤, 提出雙層點(diǎn)電荷配位場(chǎng)模型等創(chuàng)新方法, 主持開發(fā)的密度泛函程序包成為我國(guó)理論化學(xué)研究的重要工具. 其“應(yīng)用量子化學(xué)-成鍵規(guī)律和稀土化合物的電子結(jié)構(gòu)”獲1987年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng). 黎先生深耕教育60余載, 主講《量子化學(xué)導(dǎo)論》等課程, 與徐光憲院士等合著經(jīng)典教材, 培養(yǎng)大批優(yōu)秀人才, 其治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、淡泊名利的人格魅力深具榜樣力量. 本專輯匯集量子化學(xué)、稀土化學(xué)等領(lǐng)域最新研究成果, 既體現(xiàn)對(duì)先生學(xué)術(shù)思想的繼承發(fā)展, 也展現(xiàn)相關(guān)學(xué)科前沿動(dòng)態(tài). 謹(jǐn)以此致敬黎樂民先生60余載的學(xué)術(shù)堅(jiān)守與貢獻(xiàn), 激勵(lì)后學(xué)勇攀科學(xué)高峰, 服務(wù)國(guó)家發(fā)展. 詳見本期專輯.

黎樂民先生90壽辰專輯

特邀編輯

高松、嚴(yán)純?nèi)A、李雋、李彥

編者按

高松

亮點(diǎn)述評(píng)

梁宇森, 孫聆東, 董浩, 嚴(yán)純?nèi)A

楊逸鵠, 黃聞亮

宋繼敏, 王燁欣, 蔣尚達(dá)

劉玲燕, 易濤

機(jī)器學(xué)習(xí)密度泛函理論新進(jìn)展

蔣鴻

通過隱空間內(nèi)的Ewald求和學(xué)習(xí)長(zhǎng)程相互作用

孫斯達(dá), 李彥

評(píng)述

氫鍵研究的百年歷史回顧與進(jìn)展

張陽陽, 胡憾石, 劉建標(biāo), 江凌, 魯俊波, 李雋

氫鍵作為分子內(nèi)或分子間的一種弱相互作用一直是化學(xué)、生物、材料等領(lǐng)域的重要科學(xué)問題之一. 本文綜述了氫鍵研究的歷史沿革、現(xiàn)狀以及最新進(jìn)展, 介紹了氫鍵的定義、分類和特性, 并提出了氫鍵的“多重三中心成鍵”模型, 旨在推動(dòng)氫鍵理論與應(yīng)用研究的發(fā)展.

中等尺寸含噪量子時(shí)代的量子計(jì)算化學(xué): TenCirChem軟件包及其應(yīng)用

盛子瑞, 李維唐, 帥志剛

量子計(jì)算化學(xué)利用量子計(jì)算機(jī)模擬微觀化學(xué)體系, 為處理復(fù)雜化學(xué)問題帶來了新思路. 本文主要介紹了TenCirChem量子計(jì)算軟件包, 以及變分基矢編碼器等一系列量子計(jì)算方法, 揭示了量子計(jì)算化學(xué)的巨大潛力.

表面催化問題中的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算方法

尹暢, 李震宇, 楊金龍

表面催化是異相催化的核心過程, 其理論模擬的精度極大依賴于電子結(jié)構(gòu)計(jì)算方法. 本文聚焦超越傳統(tǒng)密度泛函理論的研究前沿, 重點(diǎn)述評(píng)提升模擬精度的三大策略: 多體波函數(shù)方法、嵌入計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí). 這些方法的協(xié)同發(fā)展旨在攻克復(fù)雜體系模擬難題, 為催化劑的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與機(jī)理研究奠定理論基礎(chǔ).

電催化一氧化氮合成氨的機(jī)理及研究進(jìn)展

孫亞蕾, 魏巍, 戴瑛

電催化NO還原合成氨(NORR)作為低能耗、高環(huán)保的替代技術(shù), 具有重要的研究意義. 本文討論了NORR的反應(yīng)機(jī)理及其催化劑的設(shè)計(jì)策略, 綜述了相關(guān)的研究進(jìn)展, 并總結(jié)了當(dāng)前的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向, 旨在推動(dòng)電催化合成氨技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程.

論文

滿足物理約束的二維硬件高效波函數(shù)擬設(shè)

肖小小, 方維海, 李振東

精確且高效地處理強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系是量子計(jì)算化學(xué)的研究目標(biāo)之一. 當(dāng)前, 變分量子算法受到廣泛關(guān)注, 制約其精度的核心是波函數(shù)擬設(shè). 針對(duì)目前缺乏適用于二維體系的波函數(shù)擬設(shè)這一問題, 本工作系統(tǒng)地發(fā)展了精度和硬件高效平衡的二維波函數(shù)擬設(shè)的設(shè)計(jì)策略.

四原子反應(yīng)體系Cl + HOD → HCl + OD的態(tài)-態(tài)微分截面

徐昕, 陳俊, 劉舒, 張東輝

采用基于多步反應(yīng)物-產(chǎn)物去耦合方案的含時(shí)波包方法, 計(jì)算得到了含重原子的典型四原子反應(yīng)Cl + HOD → HCl +OD的完全收斂態(tài)-態(tài)微分截面. 研究表明, 該反應(yīng)表現(xiàn)出明顯的后向散射, 且產(chǎn)物振動(dòng)非常冷, 符合晚勢(shì)壘反應(yīng)的特征.

從頭算價(jià)鍵理論方法中塊正交軌道的構(gòu)造與應(yīng)用

曹嬋, 周晨, 吳瑋

基于價(jià)鍵理論, 本文提出了一種新型軌道——塊正交軌道, 并將其引入后價(jià)鍵自洽場(chǎng)方法中. 塊正交軌道有效解決了傳統(tǒng)后價(jià)鍵自洽場(chǎng)方法中化學(xué)直觀性與軌道正交性的矛盾, 提升了計(jì)算精度和效率, 展現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力.

YbO電子結(jié)構(gòu)的高精度從頭算理論研究

楊惠娟, 朱倚天, 郭陽, 劉文劍

f 區(qū)元素的顯著特征包括原子序數(shù)大、價(jià)軌道多、軌道角動(dòng)量高、未配對(duì)電子多、化學(xué)鍵類型多、自旋多重度結(jié)構(gòu)復(fù)雜、低激發(fā)態(tài)密度大等, 使得其具有特異的物理和化學(xué)功能, 但也給理論計(jì)算帶來巨大挑戰(zhàn). YbO分子雖然看上去非常簡(jiǎn)單, 但其基態(tài)是4

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基于胺基配體構(gòu)筑的四配位鏑單分子磁體

孫榮, 汪辰, 王炳武, 王哲明, 高松

低配位的構(gòu)筑策略有利于穩(wěn)定稀土離子的Ising極限態(tài), 從而增強(qiáng)單軸磁各向異性, 提升單分子磁體性能. 本論文以大位阻胺基配體作為強(qiáng)場(chǎng)軸向配體, 合成了兩例四配位的雙胺基單核Dy3+單分子磁體, 并結(jié)合單晶X射線衍射實(shí)驗(yàn)、磁性表征與量子化學(xué)從頭算探究了磁-構(gòu)關(guān)系.

塊有效哈密頓理論及其在原子和分子體系中的應(yīng)用

安藝璇, 陳飛武

本文將組態(tài)函數(shù)空間按照對(duì)基態(tài)波函數(shù)的貢獻(xiàn)程度從高到低進(jìn)行分塊, 推導(dǎo)塊有效哈密頓量的公式, 迭代求解標(biāo)準(zhǔn)本征值問題, 比較了3塊有效哈密頓理論中兩類近似方法的收斂性差異, 并推導(dǎo)了4塊及

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聯(lián)二瞬烯C20H18及其類似物C16H14和C18H18的流變機(jī)理和速率

高彩月, 陳強(qiáng), 李思殿

基于第一性原理, 本文優(yōu)化預(yù)測(cè)了聯(lián)二瞬烯C20H18(BB11~6)、聯(lián)二半瞬烯C16H14(BSB7~9)及聯(lián)二芭芭拉烷C18H18(BBB10~12)等系列新穎啞鈴形–雙籠狀分子的穩(wěn)定異構(gòu)體、流變機(jī)理和流變速率常數(shù), 揭示了其σ+π雙重協(xié)同流變成鍵本質(zhì).

基于物理啟發(fā)式的深度學(xué)習(xí)方法對(duì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的修復(fù)與擴(kuò)展采樣

陳振宇, 林瀟涵, 李彥衡, 馬子程, 張駿, 高毅勤

本研究提出了FoldCopilot套件, 基于AlphaFold2進(jìn)行同源序列擾動(dòng), 能夠生成多樣化局部構(gòu)象, 并實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的修復(fù). 該方法無需重新訓(xùn)練, 通過模板和結(jié)構(gòu)初始化幀控制生成過程, 顯著提升蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)修復(fù)和多構(gòu)象生成效果, 為后續(xù)的分子動(dòng)力學(xué)模擬和生物學(xué)研究提供了有力支持.

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