刘若庄

中国科学院院士、物理化学家

刘若庄（1925年5月25日-2020年10月8日），出生于北京，著名物理化学家、中国计算化学的奠基人、中国科学院院士、北京师范大学化学学院教授。

人物生平

1925年5月25日，刘若庄出生于一个职员家庭，一家7口全靠父亲的微薄薪水维持生计，父母对孩子的教育非常重视。兄弟姐妹都进入当时师大第二附属小学读书。

1943年，高中毕业，他考入辅仁大学化学系。大学期间，刘若庄依靠每年获得的高额奖学金，顺利完成了学业。

1947年秋，刘若庄于辅仁大学化学系毕业，以优异成绩考入北京大学化学系研究生。其间，他先师从袁翰青教授进行有机化学研究，以实验方法研究氢键体系，这是他日后与氢键乃至整个有机化学理论研究有不解之缘的渊源所在。后转入孙承谔教授名下开始物理化学研究。

1949年，他在《中国化学会会志》上用英文发表了第一篇研究论文《修正特鲁顿规则》（ModifiedTroutonsRule）。

1950年3月，未进行毕业论文答辩的刘若庄因勤奋好学、成绩优秀提前留在北京大学任教。在指导有机化学和定量分析实验的同时，开始翻译英文版《定性分析理论基础》。

1950年6月，刘若庄以《用机械求积法计算比热》顺利通过研究生论文答辩。其研究生论文发表于同年的《中国化学会会志》，在从事物理化学助教工作的同时，他在唐敖庆教授指导下，开始从事量子化学研究。

1951年9月，兼任辅仁大学化学系主任的邢其毅先生聘请刘若庄为辅仁大学化学系讲师，同时兼任北京大学化学系讲师。刘若庄在辅仁大学主讲的化学数学和在北京大学讲授的普通化学课程。

1952年，院系调整使刘若庄成为北京师范大学的一员并一直工作至今。在北师大化学系（2005年9月更名为化学学院），他主讲物理化学、物质结构等多门课程。在讲课和科研之余，刘若庄还和同事合作翻译了俄文版《高压下的化学平衡和反应速度》、《化学热力学例题与习题》及德文版《化学计算》。

1956年，在“水分子间氢键键能”的研究中，刘若庄利用量子化学方法并考虑到电子云之间的多极矩作用研究氢键的静电相互作用，优于当时国际上流行的点电荷模型，发表的论文被《十年来中国的科学(化学卷)》引用。

1956年9月，刘若庄因成绩突出晋升为副教授，同时开始讲授专门化课程如化学热力学、化学动力学等。

1963年，他开始招收研究生。同年9月，刘若庄成为教育部委托唐敖庆教授主持下的吉林大学物质结构学术讨论班成员。在为期两年的研讨中，讨论班集体在唐敖庆教授指导下对配位场理论的发展作出了贡献。

1978年，他创建了北京师范大学量子化学研究室。该研究室是中国运用量子化学手段研究实际化学体系的重要基地，也是中国理论化学对外联系的重要窗口。

1979年7月，刘若庄晋升为教授。

1981年，成为国务院批准的首批博士生导师。

1984年，加入中国共产党。

1985年，墨西哥国立大学讲座客座教授。

1999年，当选为中国科学院院士。

2020年10月8日0时35分，中国共产党优秀党员、我国著名物理化学家、中国计算化学的奠基人、中国科学院院士、北京师范大学化学学院教授刘若庄先生因病医治无效，在北京逝世，享年95岁。讣告称，刘若庄先生丧事从简，遗体告别仪式定于2020年10月12日上午9点在八宝山殡仪馆竹厅举行。

主要成就

科研成就

主要从事化学键理论及计算量子化学研究。早期曾作氢键本质研究和配位场理论方法研究。1980年以后主要从事化学反应的理论研究。对加成反应从理论上提出了取代基可以改变反应物间作用能本质并影响反应机理的新观点。对异构化反应预言了某些不稳定异构体的存在，后为实验证实。揭示了自由基反应中负活化能产生的根源。用轨旋耦合作用阐明了自旋禁阻反应的起因。证明了在特定条件下，非断裂键的振动激发也可促进反应。目前侧重激发态反应势能面及相关光化反应的理论研究和大分子间弱相互作用的理论研究。

编著和参与编写专著3本、译著4本，发表论文200多篇，其中在国内外重要刊物上发表论文105篇，综合评述17篇。

1：RZLiu,JGYu，Theoretical Study of the Effect of Subsituents on Elec trophilic Addition to Olefins:Ab Initio MO Approach with Energy Decomposition,IntJQuantum Chem,1983，23：491.

2：SQJin,RZLiu，Quantum Chemical Study of the Electrophilic Addition Reaction of Iodine to Ethylene,IntJQuantum Chem,1984，25：699.

3：RZLiu，Quantum Chemical Studies on Reaction Mechanism and Rea ction Path,App.Quantum Chem.(Reidel)，1986，85.

4：JGYu,XYFu,RZLiu,et al，Theoretical Study of Structure a nd Energies of [HCOO]+and Their Rearrangement，Chem.PhysLett, 1986，125：438.

5：HQZhang,YHHuang,RZLiu，Deformation Potential Approach to the Est imation of Peierls Phase Transition Teinperature，Physica Status Solide(b)， 1993，178(1)：151.

6：RZLiu,SYMa,ZHLi，Theoretical Study on the Dynamic Properites and State Selected Rate Constants of the ReactionCH(4∑-),+H2CH2(3B1)，+ H ChemPhysLett,1994，219：143.

7：方维海、刘若庄，异氰酸自旋禁阻脱羰反应中的旋轨耦合作用，中国科学B辑， 1994，24(8)：793。

8：于浩、刘若庄、李宗和、马思渝，C2H+2+H2C2H+3+H反应振动选态速率常数的理论研究，高等学校化学学报，1995，16(3)：444。

9：ZXWang,RZLiu,MBHuang,ZHYu，An ab Initio Study on the Insertion Reactions of CH(X2π)with NH3，H2O and HF Can，JChem， 1996，74：910.

10：YHuang,RZLiu，Investigation of the Change in Band Structure of a Carbon Nanotube Due to a Distortion Keeping the Initial Translational Symmetry,Chem.PhysLett,1997，268：364.

获奖

曾获国家自然科学奖一等奖等。

1982获国家自然科学一等奖。1987国家教委科技进步奖二等奖。1988国家教委科技进步奖二等奖。1989获国家自然科学三等奖。2003获教育部自然科学一等奖。

成果

刘若庄取得了一系列在国内外具有较大影响的科研成果。

一是与合作者一起，在国内首先采用能量梯度和内禀反应坐标（IRC）方法研究有机化学问题，尤其是对系列反应的反应机理进行深入探讨和分析，在研究过程中提出了一些新观点，对方法进行了改进、扩充和发展。

二是与合作者一起创造性地应用CASSCF和MR-CI组合方法，研究光诱导的化学反应机理，将态相关图与定量计算相结合研究了多个光化学反应，对有争议的反应如亚硝酸甲酯的光解反应，支持与量子效率实验一致的首先光解而不是内消除的反应机理。分析了C1SP不易被实验观测到的原因并推测它在光化学反应中存在的可能性，证实了丙烯醛光解的机理。

三是对一系列重要自由基和小分子基元反应进行了系统研究，完成了在反应途径基础上的直接动态学计算（不借助反应全势能面），获得反应过程中各振动模式与反应坐标的耦合常数及其变化，同时获得各振动模式的能量变化，首次从理论计算上证实了不直接断裂键的振动激发（如C2H2++H2→C2H3++H反应中C-C键的伸缩振动）可促进反应的实验现象；揭示了振动选态反应中与反应坐标强烈耦合而且在过渡态前振动频率应有所降低的振动自由度的激发是促进反应进行的重要手段；提出了一种利用微正则速率常数经统计平均直接计算单分子反应正则速率常数的新方法，既减少了计算量，又提高了准确性。

四是用形变势理论研究了准一维电荷迁移晶体中电子与声子的相互作用，首次推导出电子—声子耦合常数的显式，从而得到计算一维导体发生Peierls相变温度Tp的公式，证明Peierls相变主要来自电—声相互作用，而电子—电子相互作用是次要的。为研究导电高分子的结构，在从头算基础上发展了一种定量微扰晶体轨道法，对三种取代的聚乙炔的电子结构和导电性能进行分析，得出有轨道的结论。随后，又将自洽场晶体轨道法扩展到含过渡金属原子的线性高聚物，推导了新的矩阵元公式，并使之程序化，用于研究过渡金属夹心高聚物。此后，又从理论上论证了纳米碳管的导电性主要由其几何构型决定，而与键长交替畸变无关。

在有机导体和半导体的理论和应用研究方面，刘若庄同样做出了具有自己特色的创造性工作：在从头算基础上提出了定量微扰晶体轨道新方法并用于研究导电高分子的结构和性能（1987 年）；同时将晶体轨道法扩展到含过渡金属原子的线性高聚物，推导了新的矩阵元公式并使之程序化用以研究过渡金属夹心高聚物（1990年）。用形变势理论研究了准一维电荷迁移晶体中电子与声子的相互作用，首次推导出电声子耦合常数的显式，从而得到计算一维导体发生Peierls相变温度Tp的公式，证明Peierls相变主要来自于电—声相互作用，而电子—电子相互作用是次要的（1993年）。与此同时，在内坐标形式的核动能算符建立的方法中又进行了探索性工作：提出并运用相对简单的角动量方法推导了四粒子体系在分子坐标系中的核动能算符，并将该方法推广用于多原子分子体系，同时通过引进参数使得核动能算符能够用于不同类型的分子坐标系和适宜于研究不同的振转问题（1996年）。

人才培养

刘若庄晋升为教授后，在从事科研工作的同时，还指导和培养研究生。此外，他承担了多门本科生和研究生课程。他先后讲授过结构化学以及量子化学、量子化学进展、群论及其在化学中的运用等课程，刘若庄为国家培养了博士和硕士50余人，同时开办过多期量子化学计算短训班、师资培训班和助教进修班。这些学生和学员在各个工作岗位上为理论化学的发展做出了贡献，其中多人成为学术带头人。如学生于建国，1981届硕士生郑世钧，1985届硕士生唐明生、刘新厚，1987届硕士生冀永强，1988届博士生黄元河，1996届博士生曹晓燕。廖荣臻。

荣誉表彰

1961年，被评为北京市文教先进工作者。

1977年，当选为北京市科学技术先进工作者。

1999年，当选为中国科学院院士。

出版图书

社会任职

曾任中国化学会第22、24届常务理事，北京化学会13、14届理事长，现任《高校化学学报》、《中国化学快报》等6种期刊编委。

1978年，国家科学技术委员会化学学科组组员。

1984-1990年，国家教委理科化学教材编审委员会副主任。

1986-1990年，中国化学会第廿二届常务理事（1986-1990）和第廿四届常务理事（1994-1998）。

1988-1994年，国家自然科学基金委员会物理化学评审组评委。

1991-1995年，国家教委理科化学教学指导委员会副主任。