黎乐民先生1935年生于广东电白, 1959年毕业于北京大学并留校任教, 1991年当选中国科学院院士. 他早期从事络合物化学与萃取化学研究, 提出吸附等温线公式处理弱络合平衡, 建立正规溶液理论阐释惰性溶剂作用, 发展两相滴定法研究复杂萃取体系, 成果领先国际. 改革开放后转向量子化学与理论无机化学, 系统研究稀土化合物电子结构与成键规律, 推导含4f轨道的INDO方法并纠正国外公式错误, 提出双层点电荷配位场模型等创新方法, 主持开发的密度泛函程序包成为我国理论化学研究的重要工具. 其“应用量子化学-成键规律和稀土化合物的电子结构”获1987年国家自然科学奖二等奖. 黎先生深耕教育60余载, 主讲《量子化学导论》等课程, 与徐光宪院士等合著经典教材, 培养大批优秀人才, 其治学严谨、淡泊名利的人格魅力深具榜样力量. 本专辑汇集量子化学、稀土化学等领域最新研究成果, 既体现对先生学术思想的继承发展, 也展现相关学科前沿动态. 谨以此致敬黎乐民先生60余载的学术坚守与贡献, 激励后学勇攀科学高峰, 服务国家发展. 详见本期专辑.
黎乐民先生90寿辰专辑
特邀编辑
高松、严纯华、李隽、李彦
编者按
高松
亮点述评
梁宇森, 孙聆东, 董浩, 严纯华
杨逸鹄, 黄闻亮
宋继敏, 王烨欣, 蒋尚达
刘玲燕, 易涛
机器学习密度泛函理论新进展
蒋鸿
通过隐空间内的Ewald求和学习长程相互作用
孙斯达, 李彦
评述
氢键研究的百年历史回顾与进展
张阳阳, 胡憾石, 刘建标, 江凌, 鲁俊波, 李隽
氢键作为分子内或分子间的一种弱相互作用一直是化学、生物、材料等领域的重要科学问题之一. 本文综述了氢键研究的历史沿革、现状以及最新进展, 介绍了氢键的定义、分类和特性, 并提出了氢键的“多重三中心成键”模型, 旨在推动氢键理论与应用研究的发展.
中等尺寸含噪量子时代的量子计算化学: TenCirChem软件包及其应用
盛子瑞, 李维唐, 帅志刚
量子计算化学利用量子计算机模拟微观化学体系, 为处理复杂化学问题带来了新思路. 本文主要介绍了TenCirChem量子计算软件包, 以及变分基矢编码器等一系列量子计算方法, 揭示了量子计算化学的巨大潜力.
表面催化问题中的电子结构计算方法
尹畅, 李震宇, 杨金龙
表面催化是异相催化的核心过程, 其理论模拟的精度极大依赖于电子结构计算方法. 本文聚焦超越传统密度泛函理论的研究前沿, 重点述评提升模拟精度的三大策略: 多体波函数方法、嵌入计算与机器学习. 这些方法的协同发展旨在攻克复杂体系模拟难题, 为催化剂的精准设计与机理研究奠定理论基础.
电催化一氧化氮合成氨的机理及研究进展
孙亚蕾, 魏巍, 戴瑛
电催化NO还原合成氨(NORR)作为低能耗、高环保的替代技术, 具有重要的研究意义. 本文讨论了NORR的反应机理及其催化剂的设计策略, 综述了相关的研究进展, 并总结了当前的挑战与未来发展方向, 旨在推动电催化合成氨技术的实际应用和产业化进程.
论文
满足物理约束的二维硬件高效波函数拟设
肖小小, 方维海, 李振东
精确且高效地处理强关联体系是量子计算化学的研究目标之一. 当前, 变分量子算法受到广泛关注, 制约其精度的核心是波函数拟设. 针对目前缺乏适用于二维体系的波函数拟设这一问题, 本工作系统地发展了精度和硬件高效平衡的二维波函数拟设的设计策略.
四原子反应体系Cl + HOD → HCl + OD的态-态微分截面
徐昕, 陈俊, 刘舒, 张东辉
采用基于多步反应物-产物去耦合方案的含时波包方法, 计算得到了含重原子的典型四原子反应Cl + HOD → HCl +OD的完全收敛态-态微分截面. 研究表明, 该反应表现出明显的后向散射, 且产物振动非常冷, 符合晚势垒反应的特征.
从头算价键理论方法中块正交轨道的构造与应用
曹婵, 周晨, 吴玮
基于价键理论, 本文提出了一种新型轨道——块正交轨道, 并将其引入后价键自洽场方法中. 块正交轨道有效解决了传统后价键自洽场方法中化学直观性与轨道正交性的矛盾, 提升了计算精度和效率, 展现出良好的应用潜力.
YbO电子结构的高精度从头算理论研究
杨惠娟, 朱倚天, 郭阳, 刘文剑
f 区元素的显著特征包括原子序数大、价轨道多、轨道角动量高、未配对电子多、化学键类型多、自旋多重度结构复杂、低激发态密度大等, 使得其具有特异的物理和化学功能, 但也给理论计算带来巨大挑战. YbO分子虽然看上去非常简单, 但其基态是4
f14 , 还是4
f13σ1组态, 迄今没有定论. 本文利用新发展的高精度相对论多体理论方法对该问题进行了系统的分析, 给出了答案.
基于胺基配体构筑的四配位镝单分子磁体
孙荣, 汪辰, 王炳武, 王哲明, 高松
低配位的构筑策略有利于稳定稀土离子的Ising极限态, 从而增强单轴磁各向异性, 提升单分子磁体性能. 本论文以大位阻胺基配体作为强场轴向配体, 合成了两例四配位的双胺基单核Dy3+单分子磁体, 并结合单晶X射线衍射实验、磁性表征与量子化学从头算探究了磁-构关系.
块有效哈密顿理论及其在原子和分子体系中的应用
安艺璇, 陈飞武
本文将组态函数空间按照对基态波函数的贡献程度从高到低进行分块, 推导块有效哈密顿量的公式, 迭代求解标准本征值问题, 比较了3块有效哈密顿理论中两类近似方法的收敛性差异, 并推导了4块及
n块有效哈密顿量的迭代计算公式, 为更大规模的本征值问题求解提供理论基础.
联二瞬烯C20H18及其类似物C16H14和C18H18的流变机理和速率
高彩月, 陈强, 李思殿
基于第一性原理, 本文优化预测了联二瞬烯C20H18(BB11~6)、联二半瞬烯C16H14(BSB7~9)及联二芭芭拉烷C18H18(BBB10~12)等系列新颖哑铃形–双笼状分子的稳定异构体、流变机理和流变速率常数, 揭示了其σ+π双重协同流变成键本质.
基于物理启发式的深度学习方法对蛋白质三维结构的修复与扩展采样
陈振宇, 林潇涵, 李彦衡, 马子程, 张骏, 高毅勤
本研究提出了FoldCopilot套件, 基于AlphaFold2进行同源序列扰动, 能够生成多样化局部构象, 并实现蛋白质结构的修复. 该方法无需重新训练, 通过模板和结构初始化帧控制生成过程, 显著提升蛋白质结构修复和多构象生成效果, 为后续的分子动力学模拟和生物学研究提供了有力支持.
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