《科學通報》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年畢業于北京大學并留校任教, 1991年當選中國科學院院士. 他早期從事絡合物化學與萃取化學研究, 提出吸附等溫線公式處理弱絡合平衡, 建立正規溶液理論闡釋惰性溶劑作用, 發展兩相滴定法研究復雜萃取體系, 成果領先國際. 改革開放后轉向量子化學與理論無機化學, 系統研究稀土化合物電子結構與成鍵規律, 推導含4f軌道的INDO方法并糾正國外公式錯誤, 提出雙層點電荷配位場模型等創新方法, 主持開發的密度泛函程序包成為我國理論化學研究的重要工具. 其“應用量子化學-成鍵規律和稀土化合物的電子結構”獲1987年國家自然科學獎二等獎. 黎先生深耕教育60余載, 主講《量子化學導論》等課程, 與徐光憲院士等合著經典教材, 培養大批優秀人才, 其治學嚴謹、淡泊名利的人格魅力深具榜樣力量. 本專輯匯集量子化學、稀土化學等領域最新研究成果, 既體現對先生學術思想的繼承發展, 也展現相關學科前沿動態. 謹以此致敬黎樂民先生60余載的學術堅守與貢獻, 激勵后學勇攀科學高峰, 服務國家發展. 詳見本期專輯.

黎樂民先生90壽辰專輯

特邀編輯

高松、嚴純華、李雋、李彥

編者按

高松

亮點述評

梁宇森, 孫聆東, 董浩, 嚴純華

楊逸鵠, 黃聞亮

宋繼敏, 王燁欣, 蔣尚達

劉玲燕, 易濤

機器學習密度泛函理論新進展

蔣鴻

通過隱空間內的Ewald求和學習長程相互作用

孫斯達, 李彥

評述

氫鍵研究的百年歷史回顧與進展

張陽陽, 胡憾石, 劉建標, 江凌, 魯俊波, 李雋

氫鍵作為分子內或分子間的一種弱相互作用一直是化學、生物、材料等領域的重要科學問題之一. 本文綜述了氫鍵研究的歷史沿革、現狀以及最新進展, 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, 旨在推動氫鍵理論與應用研究的發展.

中等尺寸含噪量子時代的量子計算化學: TenCirChem軟件包及其應用

盛子瑞, 李維唐, 帥志剛

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

表面催化問題中的電子結構計算方法

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構計算方法. 本文聚焦超越傳統密度泛函理論的研究前沿, 重點述評提升模擬精度的三大策略: 多體波函數方法、嵌入計算與機器學習. 這些方法的協同發展旨在攻克復雜體系模擬難題, 為催化劑的精準設計與機理研究奠定理論基礎.

電催化一氧化氮合成氨的機理及研究進展

孫亞蕾, 魏巍, 戴瑛

電催化NO還原合成氨(NORR)作為低能耗、高環保的替代技術, 具有重要的研究意義. 本文討論了NORR的反應機理及其催化劑的設計策略, 綜述了相關的研究進展, 并總結了當前的挑戰與未來發展方向, 旨在推動電催化合成氨技術的實際應用和產業化進程.

論文

滿足物理約束的二維硬件高效波函數擬設

肖小小, 方維海, 李振東

精確且高效地處理強關聯體系是量子計算化學的研究目標之一. 當前, 變分量子算法受到廣泛關注, 制約其精度的核心是波函數擬設. 針對目前缺乏適用于二維體系的波函數擬設這一問題, 本工作系統地發展了精度和硬件高效平衡的二維波函數擬設的設計策略.

四原子反應體系Cl + HOD → HCl + OD的態-態微分截面

徐昕, 陳俊, 劉舒, 張東輝

采用基于多步反應物-產物去耦合方案的含時波包方法, 計算得到了含重原子的典型四原子反應Cl + HOD → HCl +OD的完全收斂態-態微分截面. 研究表明, 該反應表現出明顯的后向散射, 且產物振動非常冷, 符合晚勢壘反應的特征.

從頭算價鍵理論方法中塊正交軌道的構造與應用

曹嬋, 周晨, 吳瑋

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

YbO電子結構的高精度從頭算理論研究

楊惠娟, 朱倚天, 郭陽, 劉文劍

f 區元素的顯著特征包括原子序數大、價軌道多、軌道角動量高、未配對電子多、化學鍵類型多、自旋多重度結構復雜、低激發態密度大等, 使得其具有特異的物理和化學功能, 但也給理論計算帶來巨大挑戰. YbO分子雖然看上去非常簡單, 但其基態是4

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基于胺基配體構筑的四配位鏑單分子磁體

孫榮, 汪辰, 王炳武, 王哲明, 高松

低配位的構筑策略有利于穩定稀土離子的Ising極限態, 從而增強單軸磁各向異性, 提升單分子磁體性能. 本論文以大位阻胺基配體作為強場軸向配體, 合成了兩例四配位的雙胺基單核Dy3+單分子磁體, 并結合單晶X射線衍射實驗、磁性表征與量子化學從頭算探究了磁-構關系.

塊有效哈密頓理論及其在原子和分子體系中的應用

安藝璇, 陳飛武

本文將組態函數空間按照對基態波函數的貢獻程度從高到低進行分塊, 推導塊有效哈密頓量的公式, 迭代求解標準本征值問題, 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, 并推導了4塊及

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聯二瞬烯C20H18及其類似物C16H14和C18H18的流變機理和速率

高彩月, 陳強, 李思殿

基于第一性原理, 本文優化預測了聯二瞬烯C20H18(BB11~6)、聯二半瞬烯C16H14(BSB7~9)及聯二芭芭拉烷C18H18(BBB10~12)等系列新穎啞鈴形–雙籠狀分子的穩定異構體、流變機理和流變速率常數, 揭示了其σ+π雙重協同流變成鍵本質.

基于物理啟發式的深度學習方法對蛋白質三維結構的修復與擴展采樣

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進行同源序列擾動, 能夠生成多樣化局部構象, 并實現蛋白質結構的修復. 該方法無需重新訓練, 通過模板和結構初始化幀控制生成過程, 顯著提升蛋白質結構修復和多構象生成效果, 為后續的分子動力學模擬和生物學研究提供了有力支持.

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