人民教育出版化學九上課題目2《原子的結構》教學參考

1、張青蓮張青蓮于年月日出生于江蘇省常熟縣支塘鎮(zhèn)的一個小康家庭。歲時考入蘇州桃塢中學，即圣約翰大學附中，曾在校內(nèi)中、英文競賽中名列榜首。年高中畢業(yè)時因成績優(yōu)異，原可免費直升該大學，但由于年該校美籍校長侮辱我國國旗，愛國師生紛紛憤而離校并組建私立光華大學。這一愛國行動得到張青蓮的支持，他放棄圣約翰免費入學的機會而考入光華大學。他考慮到化學系畢業(yè)后除可在中學謀職外，還可以搞小型化學工業(yè)，因而選擇了化學。在光華大學他只用三年半的時間，就讀完了所需的學分，畢業(yè)時以第一名獲得銀杯獎。大學畢業(yè)后，張青蓮曾在常熟孝友中學任教一年。年考取清華大學研究生院。當時，他看到我國無機化學人才缺乏，遂選擇了無機化學專業(yè)，在

2、高崇熙教授指導下完成了研究稀有元素領域的論文三篇，分別為無機合成、分析鑒定和物化測量三個方面。最后以優(yōu)異成績獲得庚款公費出國留學。鑒于美國早期的化學家中不少曾留學于德國，所以他決定到德國深造。年秋進入柏林大學物理化學系。由于他在國內(nèi)大學已經(jīng)讀過個學期的課程，按德國的規(guī)定只需注冊學習個學期。他師從無機化學家李森菲爾特（）。當時美國諾貝爾獎金獲得者尤萊（）因發(fā)現(xiàn)重氫并制得重水，引起國際化學界很大震動。李森菲爾特根據(jù)張青蓮已有的科研基礎，建議他以重水的研究作為博士論文的題目。他在購得挪威生產(chǎn)的第一批重水商品后，立即開始了重水臨界溫度的測定研究。當時用的是微量法，石英玻璃毛細管內(nèi)徑毫米，恒溫器溫度要達

3、，管內(nèi)壓力達兆帕以上。封管時常會炸裂，實驗難度較大。他在導師的指導下，夜以繼日的奮力工作，于短期內(nèi)完成了重水的臨界溫度的測定。但重水的凝固點和沸點都高于輕水，而所測得的重水臨界溫度卻比輕水低，這似乎是一種反常現(xiàn)象。這個結果于年春發(fā)表在德國物理化學雜志上，年后為德國另一學者用精密的常量法所驗證。張青蓮所完成的輕水、重水全溫程的兩相密度狀態(tài)圖發(fā)表后，被蘇聯(lián)布洛茨基同位素化學（）一書所引用。他曾精心設計了一個通過比較輕水、重水蒸氣壓差的實驗，觀察到蒸氣壓差有一個位于的轉(zhuǎn)折點，并揭示了這反?，F(xiàn)象的本質(zhì)。這篇論文與美國實驗室獨立進行的類似研究工作同時發(fā)表，得到了相互驗證。要測量半重水和重氧水的蒸氣壓，須

4、先建立同時分析這兩種取代水的方法。他采用硫化氫使氘正?；⒂脺y量密度微差的浮沉子法，以測定正常化前后的密度值。這樣測得的半重水和重氧水在以下的數(shù)據(jù)，和重水蒸氣壓數(shù)據(jù)一起，后來為用蒸鎦法生產(chǎn)重水時的重要科學依據(jù)。年冬，張青蓮收集了柏林和瑞典的雪水樣品，首次測出其中半重水及重氧水的含量，觀察到均低于普通水中的含量，且雪中的含量差大于雨中的含量差。在此基礎上，通過查閱同位素取代水在河湖、海洋、動植礦物中的含量數(shù)據(jù)，他首次提出了氫氧同位素在地球各界中的分布理論，對后來的實驗及理論研究，有著深刻的影響。張青蓮在兩年的重水研究中，共發(fā)表論文達篇，與美國實驗室同行的工作構成了早期重水性質(zhì)研究的經(jīng)典文獻。在

5、發(fā)表文章時，李森菲爾特與張青蓮都表現(xiàn)出謙讓作風，爭著把對方的姓名放在自已的前面，體現(xiàn)了師生間在學術上的互相尊重。年，李森菲爾特受到納粹迫害，教職被撤銷，但張青蓮仍堅持跟他從事研究工作。那年月，張青蓮考得博士學位。李森菲爾特被迫離開德國到瑞典皇家科學院物理化學研究所工作，張青蓮隨同去瑞典作訪問學者，又共同工作了一年。他用氣體混合物作為同位素混合氣體的模擬物，通過膜壁進行擴散分離的研究。在留學西歐的三年中，張青蓮在做研究工作的同時，還從許多權威科學家，如化學動力學創(chuàng)始人博登斯坦（）、諾貝爾獎金獲得者哈恩（）等的講學中得到不少教益。他在柏林聆聽了來訪的第一流科學家包括諾貝爾獎金獲得者的學術報告，并在

6、瑞典聽取獲獎報告；還參觀了赫爾茲（）、斯維德貝格（）、西格班（）三位獲獎者的實驗室以及著名的劍橋卡文迪什實驗室和巴黎的居里鐳學研究所。這些學術活動，對張青蓮獻身于科學事業(yè)不斷做出成績而成為著名的化學家和教育家，有著重要的影響。  張青蓮在瑞典時收到中央研究院化學研究所所長莊長恭的電報，被聘為副研究員。這個聘任是莊長恭從雜志上看到他的文章后決定的，對于一個素昧平生的青年人來說，在當時是很罕見的。由此可見，張青蓮在早期的科研工作中已充分顯露出他作為科學家的素質(zhì)和才華。年月，張青蓮取道大西洋、北美洲、太平洋輾轉(zhuǎn)回到上海，時值是日本侵華戰(zhàn)爭初期，化學所被迫停止工作。張青蓮遂借用位于租界的光華

7、大學的實驗室，進行多種絡合物合成的研究。次年應光華大學之聘而為該校教授。他指導兩名四年級學生的畢業(yè)論文，一個做絡合物合成，一個為用半微量法測定下氯化鈉在輕水、重水混合液中的溶解度，兩個論文都得到很好的結果。年，昆明西南聯(lián)合大學的化學系由于兩位教授先后離校，補聘張青蓮為教授。他取道越南赴昆明就職。當時西南聯(lián)大雖集中了國內(nèi)眾多知名學者，但條件卻十分艱苦，科研工作難以開展。然而張青蓮和化學系主任楊石先分配給他的兩名中英庚款研究助理一起，用從國外帶回的克重水和一些石英玻璃儀器，完成了兩篇重水性質(zhì)的論文，其一是首次將測定重水密度時的溫度提高到，糾正了當時文獻中靠近此溫度之下密度有一最大值的假設。同時還完

8、成了有關重水動力學效應的論文兩篇。在采用乙醇鋁水解法制取純凈的重乙醇時，因昆明海拔高而要測定其正常沸點，自制了一套恒壓器。但當時純試液只有毫升，要在標準溫度計讀數(shù)恒定的一剎那間讀取數(shù)據(jù)，要求熟練的技巧和有條不紊的操作步驟。他親自完成了這一測定，首次精確地測得重乙醇的沸點和密度，此結果已被收入拜爾斯妲有機化學手冊中。年，在戰(zhàn)爭所造成的艱難困苦條件下，西南聯(lián)大化學系的所有科研工作被迫停止。當負責中美學術交流的吳有訓向張青蓮征集論文時，他立即應允在三個月內(nèi)交出一篇論文。他考慮到，時碘在四氯化碳和水中的分配常數(shù)是教科書中引用的一項經(jīng)典數(shù)據(jù)；若用重水代替輕水，研究此分配常數(shù)的同位素效應，該是一件有意義的

9、事。于是自裝一套恒溫槽，每兩天做一次碘濃度的實驗。其中一天準備器材，翌晨自煮一壺開水提到實驗室，注入恒溫槽中，使水溫迅速達到所要求的溫度。恒溫后轉(zhuǎn)動封管使達平衡，然后取出重水相毫升，有機相毫升，用標定過的硫代硫酸鈉溶液測定兩相中各自的碘濃度，得到輕水重水中分配常數(shù)的變異為：的結果，如期完成了他自已的許諾。張青蓮在西南聯(lián)大工作期間，還指導光華大學一名助教，首次測定了重水摩爾凝固點降低常數(shù)；指導中央大學一名助教完成絡合物合成一文。他綜合了國內(nèi)外所發(fā)表的重水論文撰寫成重水之研究論文集一書，該書于年獲得國民政府教育部學術二等獎。同時得此等級獎勵的聯(lián)大教授，還有王竹溪、聞一多等人。年清華大學遷回北平復校

10、，校內(nèi)化學館已被日本侵略軍洗劫一空。張青蓮在此情況下，仍然堅持科研工作。他和助教首次將重水密度的測量溫程提高到，并外延至，所得到精密數(shù)據(jù)的論文，原按通訊稿投寄英國自然雜志，但編輯部卻把它轉(zhuǎn)入正文欄，表明這一工作的重要性。年中華人民共和國成立以后，張青蓮的教學、科研活動得到了重視和支持，成果累累。推進中國無機化學的發(fā)展從年在西南聯(lián)合大學化學系任教時起，張青蓮講授過高等無機化學、稀有元素、復合物化學等課程，為我國無機化學科研和教學人才的培養(yǎng)，做了大量的基礎工作。年全國高等學校進行院系調(diào)整，張青蓮任教育部課程改革委員會化學組副組長。在北京大學化學系試點設立無機化學教研室時，他任教研室主任，講授無機化

11、學課，組織了蘇聯(lián)湼克拉索夫所著普通化學教程一書的翻譯和出版。年他又協(xié)助教育部組織并與戴安邦、嚴志弦、尹敬執(zhí)合寫了無機化學教程（高等教育出版社年出版）。這一部書是我國化學家自編的一本基礎無機化學教材，該書取材新穎、內(nèi)容翔實，凝集了幾位編者多年從事無機化學教學、科研工作的寶貴經(jīng)驗，不僅為各高等學校所普遍采用，對于青年教師的培養(yǎng)也起過重要的作用。張青蓮為培育無機化學人才，兢兢業(yè)業(yè)數(shù)十年辛勤耕耘在大學化學教育的崗位上。他多年講授大學一年級的無機化學和普通化學課程，講課重點突出，富有啟發(fā)性，并重視課堂演示實驗。他精湛的講解和嫻熟的實驗技巧，曾激發(fā)了許多學生獻身化學的興趣。年他主持了蘇聯(lián)專家為全國各高校無

12、機化學教師的培養(yǎng)工作。后來又在北京大學陸續(xù)開設了稀有元素、無機合成和同位素化學等課程。年以后，培養(yǎng)了許多無機化學方面的研究生與進修教師，擔任過教育部化學教材編審委員會副主任等職務。他還撰寫過有如“無機化學五十年來的進展”、“同位素與原子量”等綜述文章，其精辟的觀點和評論，使無機化學讀者獲益不小。年張青蓮擔任無機化學叢書主編。該叢書分卷，前卷分論各族元素，后卷屬專題分支領域。他和張志堯、唐任寰合撰寫其中的錒系后元素。全書于年初寫齊，歷時十余年。年代后期，張青蓮雖已屬耄耋之年，仍然為了叢書的完成不遺余力，為我國無機化學界做了一件十分有益的基礎工作。熱心參加社會活動年張青蓮任全國科聯(lián)宣傳委員會委員，

13、次年參加中國人民第一屆赴朝慰問團?；貒笤谌珖鞯剡M行宣傳匯報，歷時個月之久。他在這一偉大的政治運動中思想上受到深刻的鍛煉。年中國化學會恢復活動，他任常務理事，次年被選為化學學報主編（年），建立了嚴格的審稿制度，經(jīng)常親自審閱和校對稿件，保證了刊物的出版水平。自中國科學和科學通報創(chuàng)刊起，他長期擔任編委。還曾任出版總署化學組審查委員，文教委員會物理化學組名詞審查委員，現(xiàn)任全國自然科學名詞審定委員會委員。年當選為中國科學技術協(xié)會第二屆全國委員會委員。年中國科學院成立，次年被聘為物理化學組專門委員。年科學院成立學術秘書處，邀請張青蓮擔任學術秘書兩年，參加組建數(shù)理化學部的工作。次年當選為數(shù)理化學部委員。

14、在學部成立大會上，張青蓮等受到周總理的接見，倍受鼓舞。年參加籌建北京中國科學院化學研究所的工作，后兼任該所研究員及學術委員。年參加全國科學技術發(fā)展規(guī)劃會議。年改任科學院化學學部委員兼常委、學部副主任，參加學部有關國家重大科技問題的咨詢工作。年張青蓮在原子能和平利用的宣傳活動中，被評為積極分子。年，他應邀在中蘇友協(xié)舉辦的俄羅斯化學家門捷列夫誕辰周年紀念會上做報告。年參加廣州科技工作會議。年參加珠穆朗瑪峰地區(qū)綜合科學考察會議（蘭州），提出峰頂區(qū)雪水中氫氧同位素分布的報告。年參加第一屆全國同位素地質(zhì)學會議（貴陽），提出天然水中氫氧同位素分布及分析的報告。張青蓮積極推動我國質(zhì)譜學的科研及應用工作，在年

15、中國質(zhì)譜學會成立時，當選為理事長（年），后任名譽理事長。同年任國家科委穩(wěn)定同位素專業(yè)分組組長，負責召集全國性會議，交流經(jīng)驗和信息并協(xié)調(diào)輕元素穩(wěn)定同位素的生產(chǎn)任務。張青蓮對中學教育的也十分關心，他認為這是大學教育的基礎。曾多次與中學教師座談，為他們做報告，并審改中學化學教材。為了推動我國教學和科研的進展，還為中國教育報撰寫了題為“我國高等教育當前存在的問題”（年月日）一文。對國防現(xiàn)代化做出貢獻掌握重水和鋰同位素的生產(chǎn)技術是我國獨立自主地發(fā)展核工業(yè)的基礎。張青蓮受化工部委托，從年起多次赴有關單位主持或主講重水生產(chǎn)方法的報告。在年討論重水研制方案的會議上，他做了“重水的物理化學性質(zhì)”報告。爾后參加現(xiàn)

16、場會議，并提供工段分析用的落滴法。年他設計了用浮沉子檢測成品的部頒標準方法，并提供了一種標準樣品，后來發(fā)展為一系列標準樣品，改用質(zhì)譜測定法。在我國采用雙溫交換法后，他組織翻譯出版了美國薩凡那和達那重水工廠雙溫交換法的工作手冊，為中型重水工廠提供了重要的參考資料。測定了雙溫法工藝條件下氘在兩相中的總分配常數(shù)，并提供了電解工段的電解分離系數(shù)的精密數(shù)據(jù)。為表彰張青蓮對重水生產(chǎn)的功績，化工部于年授予他全國國防化工先進工作者稱號。年代初，因蘇聯(lián)撤走專家和不再提供技術資料，鋰同位素分離工廠一度陷于癱瘓。張青蓮應邀到了工廠，在了解該廠情況以后，提出了可行的措施，擔任了工廠技術顧問。參加了鋰同位素的研制任務，

17、提供了工段分析中鋰同位素豐度的晶體浮定快速分析方法。當他年冬參加氘化鋰成品鑒定會時，看到微帶藍彩的無色透明立方晶體，心中泛起了無比的喜悅。不久我國氫彈爆炸試驗成功，僅距原子彈兩年零八個月時間，世界為之驚訝。在張青蓮的教育和影響下，他的長子毅然任該廠工程師，鞠躬盡瘁，忠于職守。為表彰張青蓮的突出成就，中國核學會于年授予他榮譽理事稱號。在他身上，人們看到了基礎研究對提高新技術的作用，也看到了一位科學家的聰明才智和祖國人民的需要密切結合時所發(fā)揮的重要作用。致力于國際學術交流年張青蓮赴莫斯科參加全蘇同位素應用會議，提出“精密落滴法分析重水”的報告；年赴東德萊比錫參加同位素應用會議，作了“各種密度法分析

18、重水”的報告，因而被編入年原子科學名人錄（）。年作為中國化學會人代表團的成員，張青蓮赴赫爾辛基參加第二十七屆國際純粹與應用化學聯(lián)合會學術大會，成功地維護了中國化學會在該國際組織中的代表權。在會上做了題為“氫氧同位素豐度測定”的報告。年第三十二屆國際純粹與應用化學聯(lián)合會代表大會在哥本哈根舉行，他以國家代表的資格參加原子量與同位素豐度委員會，在會議上以淵博的知識和精辟的見解贏得好評，被選為銜稱委員（，年），他是我國第一個獲得此榮譽的化學家。這一學術活動引起了他對原子量質(zhì)譜測定的興趣，發(fā)展成為他晚期的研究領域。年張青蓮赴美國參加高爾登同位素學術討論會，提出了兩篇同位素豐度的墻報；同年又赴劍橋參加英國

19、質(zhì)譜學會第十屆年會，提出了硼同位素質(zhì)譜分析的墻報。年赴法國薩克萊原子核研究中心講學。年任北京中日雙邊質(zhì)譜學術會議的中方主持人，年起任北京國際儀器分析學術報告會顧問。張青蓮還曾任法國無機化學評論的編輯，現(xiàn)任美國質(zhì)譜評論的顧問編輯，并撰寫了有關我國有機質(zhì)譜學的新進展的論文。豐碩的科研成果科學研究是人類文明積累的基礎，這是張青蓮的信條，也構成了他的人生價值觀。從年至今，他一直在進行著重水和穩(wěn)定同位素的研究，涉及氫、氧、碳、氮、鋰、硼、硫、銦、銻、鈰、銪、銥等十幾種元素的同位素。余年來，在同位素化合物的物理化學性質(zhì)，同位素的動力學效應及同位素分離原理和方法、同位素標準樣品的研制、同位素天然豐度及原子量測定等方面，進行了系統(tǒng)深入的研究，碩果累累，發(fā)表有關論文百余篇。年他曾以題為“從事同位素化學研究工作五十年”的文章，對自已半個世紀以來的科研成就進行了總結。重水密度值，不但是重水