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吴学周 中国科学院院士

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          吴学周(1902——1983),谱号同棠,名化予,江西萍乡市湘东区荷尧镇人。物理化学家,中国分子光谱研究的奠基人之一,化学科学研究的卓越组织者。吴学周出生于一个教书先生的家中,祖父是清朝举人,父亲?#36234;?#31169;?#28216;?#19994;,崇尚新学,思想开明,勤奋好学。1955年被选聘为中国科学院学部委员(院士)。1951年加入九三学社,是九三学社吉林省委?#34987;?#21019;始人之一,长期担任九三学社长春市委?#34987;?#20027;任,并于1956—1983年任九三学社中央委?#34987;?#24120;务委员。曾任吉林省政协副主席,省人大常委会副主任,全国政协委员,全国人大第二、三、五、六届代表。


履历

1902年

吴学周于1902年9月20日出生于江西省萍乡县一个书香门第,祖父是清朝举人,父亲?#36234;?#31169;?#28216;?#19994;,崇尚新学,思想开明,勤奋好学,1909年专门到萍乡师范学校改学新学。吴学周自?#36164;?#30528;良好的家庭教育,特别是他父亲对他启蒙影响很大。

1916年

吴学周考入萍乡县立中学,接受较系?#36710;?#33258;然科学教育,他对数理化?#20449;?#21402;的兴趣。

1920年

考入南京高等师范学校化学?#25285;?#21518;改为国立东南大学,即现在的南京大学)。1925年毕业后留校,经张子高教授?#33805;?#30041;在化学系任助教。

1928年

经吴有训教授?#33805;觶?#21442;加江西省教育厅公费留学生考试,并以全省第一名的成绩,被录取公费赴美留学。同年11月,吴学周来到美国加里福尼亚州理工学院,攻读物理化学。这所大学的校长是1923年荣获?#24403;?#23572;物理奖的R A 密立根(Millikan)教授,很多有造诣的科学家?#33805;?#22312;该校,开展着前沿课题的研究工作。吴学周学习刻苦、善于实验,用不到三年的时间提前完成了学业。

1927年

经吴有训教授介绍,曾在江西省立南昌中学高中部任教半年,然后回国立东南大学继续任化学系助教。又经吴有训教授?#33805;觶?#21442;加江西省教育厅公费留学生考试,以全省总分第一名的成绩考取公费留美学习的资格。

1928年

吴学周来到美国加州理工学院攻读博士学位,专业为物理化学。这所大学的校长是1923年荣获?#24403;?#23572;物理奖的R A 密立根(Millikan)教授,很多有造诣的科学家?#33805;?#22312;该校,开展着前沿课题的研究工作。吴学周学习刻苦、善于实验,用不到三年的时间提前完成了学业,

1931年夏

获美国加州理工学院博士学位。同年,在《美国化学会会志》(Journal of the American Chemical Society)上发表了两篇论文:“HCl溶液中四价铱还原成三价铱的还原电位?#20445;≧eduction Potential of Quadrivalent to Trivalent Iridium in Hydrochloric Acid Solution)和“铱的电位测定?#20445;≒otentiometric Determination of Iridium)。20世纪30年代初期量子力学蓬勃发展,并推动着相关学科的发展,原子光谱曾经为量子力学的发展奠定了实验基础。学术思想活跃的年轻人吴学周锐敏地感到,分子光谱研究将是未来重要的前沿领域。因此,他在做博士论文的同时,自学了量子力学,并调整研究?#36739;潁?#36880;步把目标转到分子光谱领域,与该校的R?M?贝杰(Badger)教授合作,开展多原子分子的吸收光谱研究。他先后在《美国化学会会志》和《物理评论》(Physical Reviews)上发表了“气态卤化氰的吸收光谱、结?#36141;?#35299;离能”、“近紫外区氰的吸收光谱”和“从光?#36164;?#25454;计算几种简单多原子气态分子的熵?#20445;═he Entropies of Some Simple Polyatomic Gases Calculated from Spectral Data,1932)等一系列研究论文。他?#19994;?#20102;CICN,BrCN和ICN连续吸收光谱的长波极限,从它们的光谱类似推断出三种分子具有相似的几何结构,由热化学和光?#36164;?#25454;?#33539;?#20102;常态卤化氰由常态卤素原子和常态CN基构成,第一激发态则由常态卤素原子和处于激发态2π的CN基构成。他把光?#36164;?#25454;与分子结构及热力学参数关联起来,开拓了分子光谱的研究和应用领域。利用该校良好的条件,自己动手设计实验装置,测定了乙炔、乙烯、乙氰、两烷、氨、碘甲烷和乙醛等14种气体的远红外光谱,其论文“气态的远红外光谱?#20445;‵ar Infrared Spectra of Gases,1932)后来发表在《物理评论》上,他的这些工作受到了国际学术界的关注。分子光谱研究,在量子力学的发源地?#20998;?#22791;受重视。为了吸取先进经验,交流学术思想,1932年秋,吴学周以访问学者的身分应邀来到德国,在达姆斯塔特高等工业学校进行合作研究与讲学,在这里他结?#35835;?#22240;分子光谱研究而荣获?#24403;?#23572;奖的G 赫兹堡教授。

1933年夏

应中央研究院化学研究所所长王的邀请,吴学周回国担任化学所的专任研究员。王期望吴学周能在该所把走在世界科学前沿的分子光谱研究继续下去,以带动理论化学研究的开展。尽管困难重重,他还是与柳大纲、朱振钧等?#40644;?#23436;成了“丁二炔的紫外吸收带”、“氰酸和某些异氰酸酯的吸收光谱和解离能”、“乙氰分子的基频”和“乙氰分子在近紫外区的新吸收带系”等十多项研究工作,论文先后在美国著名的《物理评论》、《化学物理?#21448;尽罰═he Journal of Chemical Physics)和德国的《物理化学?#21448;尽罰╖eitschrift für Physikalische Chemie)上发表。
“七七事变”后,日军大举侵华,中央研究院化学所决定迁往云南昆明。1938年夏,吴学周随所搬迁,辗转万里,千辛万苦保存好图书和仪器。鉴于在迁所过程中表现出的组织管理才能和献身科学的精神,中央研究院蔡元培院长委任他为代理所长,主持筹建科学实验馆。在短短的六个月内,建成了临时实验馆,一年?#38498;螅?#27704;久性实验馆又告落成。这一时期,吴学周为建馆呕心沥血,勘察设计、四处联系、多?#22870;甲擼?#22823;部分精力消耗在事务性的工作中,这种精神倍受同行友好赞誉。由于经费、试剂和仪器等原因,气体吸收光谱研究无法进?#26657;?#21556;学周改为从事溶液和液体光谱研究,同时开展?#20174;?#21160;力学研究,着重矿产资源的开发利用。抗日战争胜利后,中央研究院化学所迁回上海,吴学周担任该所代所长,兼上海交通大学和上海医学院教授,?#24425;?#29289;理化学,直到上海解放。

1948年

选聘为中央研究院院士。
中国科学院长春应用化学研究所研究员、名誉所长,环境化学研究所所长。早年从事多原子分子的紫外、远红外光谱研究,发现了一些新的光谱带?#25285;?#38416;明了若干典型的重要多原子分子的结?#36141;?#21270;学?#20174;?#26426;理。亲自领导核燃料前、后处理中的化学问题的研究;开展超纯分析和痕量分析,以及后来的环保分析;主持光谱、波谱、结构化学研究工作;晚年组建?#24605;?#20809;化学研究室并应用光谱法研究生物活性物质的氧化机理。

1955年

选聘为中国科学院院士(学部委员)
中华人民共和国成立后1个月,中国科学院成立,吴学周被任命为中国科学院化学研究所所长。此前,于1949年7月,他参加了中华全国第一次自然科学工作者代表大会筹备委员东北参观团,东北地区的资?#26149;?#24037;业建设给他留下了深刻印象。
    1950年,中国科学院郭沫若院长电邀吴学周来京,请他与严济?#21462;?#27494;衡等?#40644;?#21435;东北组建科学院东北分院,并对吴学周?#25285;骸?#27611;主席提出要建设好东?#20445;?#20320;们迁一部分人去那里怎样?”他毫不犹豫地回答:“可以。”上海物理化学研究所的30多名科技人员在吴学周带领下来到长春,于1954年与长春综合研究所合并,成立了中国科学院应用化学研究所,他被任命为所长。办好研究所和发展化学学科,人才是关键,吴学周领导组织了学习班,其中举办了54个单位参加的“光谱分析学习会?#20445;?#20026;全国培养了大批科技骨干。
    1958年创办了长春化学学院和附设的化学学校与技工学校,?#21830;?#25942;庆、钱保功、孙家?#21360;?#21556;?#25214;?#31561;著名教授为光谱班?#37096;危?#20808;后为科研单位和高等院校培养了100多名磁共振、分子光谱、原子光谱和X衍射结构研究人员。1978年,吴学周以分子光谱专家的身份冷静分析了中国在这个领域的状况,注意到进口光谱仪器很多,但分子光谱研究的论文却?#28909;?#26143;晨,有学术创见的论文则更少,存在着忽视理论和基础研究的倾向。于是在他的倡导、筹备和主持下,受中国化学会的委托于1980年在长春举办了分子光谱基础理论学习讨论班,江元生、胡?#38498;骸?#29579;宗明、辛厚文等专家参加?#31169;?#23398;和讨论,年近80高龄的吴学周,对激光产生的理论与?#23548;?#32972;景、激光拉曼光谱的进展等问题,做了非常精辟而生动的讲演。吴学周认为,办好研究所要抓三件大事,一是选择好研究课题,二是要有一支训练有素具有高科学水平的研究?#28216;椋?#19977;是具备良好的实验设施。而确立研究?#36739;?#26159;关键。他借鉴国内外的经验,根据国家建设的需要和科研发展的趋势,对该所的研究?#36739;?#19981;?#36758;?#34892;调整和更新。先后建立了超纯物?#22987;?#31232;土元素分析、辐射化学?#22270;?#20809;化学等十余个新的研究室,使中科院长春应用化学研究所逐渐形成包括无机化学、分析化学、物化与结构、有机高分子四大中心的综合研究机构,并先后组织力量在合成橡胶、塑料、粘胶剂、稀土材料、电分析化学、有机结构、痕量分析、催化?#22270;?#20809;分离同位素等多方面攻关,取得很大的成绩。吴学周在建所和研究工作的?#23548;ê统?#23601;,正如他在1983年10月31日逝世后,他在德国的朋友、?#24403;?#23572;奖得主G 赫兹堡教授从加拿大打来的唁电中所?#30784;?#20182;在应用化学方面的后期工作,包括长春(应化)所的建立,将成为他事业的丰碑。”

成就

吴学周是中国最早把光?#36164;?#25454;应用于分子常数和热力学函数计算的光谱学者。氰酸、氰酸酯、异氰酸酯和卤化氰分子的解离能的?#33539;ǎ籋CN,CICN,BrCN,ICN,C2N2和C2H2等分子在298K的熵?#23548;?#31639;,对光谱研究均具有指导意义。他在开?#26500;?#35889;基础研究的同时,就注意了这门学科在物理化学研究中的应用。他在硫氰酸酯和异硫氰酸酯的吸收光谱考察中,基于每个分子具有两个连续吸收区而求出?#34903;?#35299;离能,并认为解离?#36175;?#22522;或芳基,硫氰酸基或异硫氰酸基,是初始光化学过程。在装备了红外光谱仪?#38498;螅?#20182;又开展了红外与紫外在化学?#20174;?#20013;的应用。开创了中国多原子分子光谱研究的新?#32622;妗?#26377;些工作是对国际化学界的?#27605;住?/span>
     1933年夏应中央研究院化学研究所所长王的邀请,吴学周回国担任化学所的专任研究员。与柳大纲、朱振钧等?#40644;?#23436;成了“丁二炔的紫外吸收带”、“氰酸和某些异氰酸酯的吸收光谱和解离能”、“乙氰分子的基频”和“乙氰分子在近紫外区的新吸收带系”等十多项研究工作,论文先后在美国著名的《物理评论》、《化学物理?#21448;尽罰═he Journal of Chemical Physics)和德国的《物理化学?#21448;尽罰╖eitschrift für Physikalische Chemie)上发表。双氰是对称的简单四原子线型分子,其对称性质与几何形?#26149;?#24403;时研究得相当成熟的同核双原分子非常相似。吴学周认为,以这种分子作为模型化合物,考察原子数目增加给光谱带来的变化规律以及怎样由这些变化了的复杂光谱中提取有用的分子信息,对于复杂分子的光谱研究具?#27427;?#35770;与?#23548;?#19978;的指导意义。他经历?#24605;?#20010;春秋,实验上精益求精,紫外吸收池从50厘米最后增长到3000厘米。摄谱装置的分辨率也一再提高,首先在182—230nm区?#33539;?#29616;称为←的带?#25285;院?#21448;在240—302nm区发现一个新的弱吸收带系。在整个203—302nm的光谱区内,鉴认了900多条吸收带,实验之精细令行家无不惊?#23613;?#21556;学周等根据红外与拉曼光谱的数据,第一个?#33539;?#20102;双氰分子的基频振动频率,他从电子光谱发现,C—N键伸缩振动频率在电子激发态时变小,而C—C键伸缩振动频率在激发态时增大,从而推出电子激发态中的双氰具有型结构。他率先阐明了电?#28216;?#25910;光谱在研究分子激发态时的意义,尤其是对激发态分子结构的推断,为后来利用共振拉曼光谱研究激发态位能面提供了思想基础。关于双氰分子的振动基频归属,在这个时期是有争论的,为此,他与柳大纲、朱振钧在1935年的《中国化学会志》上发表有关XCN和XCCX线型分子的力常数计算公式时,修正了一个基频。对A 奥耶肯(Eucken)和A 贝尔夫拉姆(Berfram)由?#28909;?#32473;出的力常数值与归属,吴学周曾在德国《物理化学?#21448;尽?#19978;载文评述,由变形振动及其相互作用力常数的计算,指出他们的归属是错误的。双氰分子紫外光谱的研究成功,增强了吴学周对光谱研究的信心,他计划以C2H2为对象,通过温度对光谱变化来确?#22799;?#20123;跃迁来自振动基态,哪些来自振动激发态,用这两组谱带的频率差与红外和拉曼光谱的结果进行比较;利用同位素取代,由C2D2的光谱来鉴认(0,0)带和归属电子基态与激发态的振动频率;利用分辨率高的光栅摄谱仪来分析某些谱带的转动机构,以?#31169;?#30005;子跃迁的本质和振动选择定则。因当?#36125;?#20110;抗日战争时期,他只完成了第一步设想。他与柳大纲?#28909;耍?#22312;乙炔低于243nm的短波紫外区内,分辨出可归属为←系的1000多条谱带和谱线以及许多转动线。三个带系的强度与温?#20219;?#20851;,他认为:这些跃迁起始于电子基态中的振动基态;这些谱带间的频差580cm?1?#23548;?#19978;是电子激发态的振动ν4(Eu)?#40644;?#20010;主要带系的频率差1050cm?1,可归结为这个激发态中的ν5振动的泛频2ν5。利用光谱的温度效应来鉴别谱带系的起因,对电子光谱的研究具有普遍意义。在上述工作的基础上,吴学周从两个方面开拓他对紫外光谱带系的研究:一是考察不对称线型和非线型分子,一是原子数更多、更复杂的对称线型分子。前者如HNCO,CH3NCO,C2H5NCO,C6H5NCO,CH3SCN,C2H5SCN,CH3NCS,C2H5NCS,CH2∶CH2NCS和C6H5NCS,后者如丁二炔等。

       吴学周为中国物理化学的发展作出?#31169;?#20986;?#27605;住?#20182;确立学科?#36739;?#21644;科研课题,先后组织建立了分析化学、高分子化学、半导体化学、无机化学、结构化学、有机化学等学科,并亲自参与研究工作,指导科技人员攻关,修改论文,为寻找新的半导体材料、解决自动氧化和老化的问题提供了理论依据。同时,他与有关同志?#40644;?#21019;办了长春化学学院及附设中专、技工学校,并在化学学院开设了原子光谱、分子光谱、波谱、X射线等专业,为国家培养了大批科研骨干。1980年,他受中国化学会的委?#26657;?#20030;办了全国分子光谱学习班,?#25945;?#20102;分子光谱简正坐标计算的新方法,以及电子计算机在分子光谱上应用等新技术,推动了中国分子光谱学的发?#36141;?#24212;用。在他的积极倡导下,1959年长春应化所建立了中国第一个光?#36164;?#39564;室,60年代已经发展成为中国超纯分析基地。同时他还领导应化所不断扩展新的学科,开辟了原子能化学,低聚物化学,定向聚合,高分?#28216;?#29702;等学科,在国内首次分离出15个纯稀土氧化物,完成了核燃料后处理萃取新流图,制备了?#25239;?#21322;导体,为中国?#33539;?#20102;第一个自行研究与工业生产通用合成橡胶的镍系?#20852;?#19969;橡胶。在他的努力下,长春应化所成为一个拥有22个研究室的大型研究所。该所在有关单位协助下,成功地制造了国内第一台激光拉曼光谱仪,为国家填补了一项空白,还建立?#24605;?#20809;同位素分离室,取得了重大的科研成果,多?#38382;?#21040;国家的嘉奖。1979年该所?#40644;?#20026;全国先进单位。
           吴学周为发展祖国科学、繁荣学术做了许多组织领导工作。自1939年开始,曾10次被选为中国化学会理事或常务理事,并担任过该会物理化学委?#34987;?#20027;任委员。1948年当选为中央研究院院士,1957年被任命为国务院科学规划委?#34987;?#21270;工专业组副组长,1978年由国家科委聘为化学组成员,1979年兼任中国科学院环境化学研究所所长,1980年任中国科学院环境委?#34987;?#21103;主任,同年又当选为吉林省科协主席、担任过《中国大百科全书·环境科学卷?#20998;?#32534;,《分析化学》、《应用化学》和《应化集刊》等出版物的主编。 
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