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李方训

李方训(1902年12月25日-1962年8月2日),江苏仪征人,物理化学家和教育家,中国科学院学部委员 [1] ,南京大学教授 [2]

1921年李方训考入金陵大学化学专业;1925年毕业后留校任教;1928年赴美国西北大学学习;1930年获博士学位后回国执教于金陵大学;1947年代表中国化学会出席英国化学会100周年庆祝会和国际纯粹与应用化学联合会的学术会议;1948年美国西北大学特邀他赴美讲学,并授予他荣誉科学博士学位;1952年被任命为南京大学副校长 [3] ;1955年当选为中国科学院学部委员;1956年9月作为中国代表团的首席代表参加在葡萄牙召开的第十五届国际纯粹与应用化学联合会的学术会议;1959年患高血压、心脏病后仍顽强坚持工作;1962年,李方训病情加重,经多方医治无效,8月2日在南京逝世。享年60岁。

李方训长期从事电解质溶液性质及理论的研究,对格林亚试剂的反应机理,离子在水溶液中的物理化学性质,如离子熵、离子的极化和半径以及混合电解质溶液中离子活度系数等,做出了贡献。他先后在金陵大学、南京大学任教30余年,为中国培育了大批人才。

1919年“五四”运动的革命浪潮席卷全国,李方训认为旧中国贫穷落后的根源在于政治腐败和科学落后。因此,他决心用自己的所学走“科学救国”、“教育救国”之路。

1921年,考入金陵大学,并选择了化学专业,1925年毕业,留校任教。

1928年,赴美国西北大学学习,1930年获博士学位。当时正值“九一八”事变前夕,中国人民正处于水深火热之中,他为发展祖国的科学和教育事业,婉言谢绝了导师的挽留,毅然回国执教于金陵大学,不久又担任理学院院长,当时李方训年仅28岁。此后30多年中,他一直工作在祖国的科学研究和教育事业岗位上。

1937年“七七”事变后,华北沦陷,南京岌岌可危,金陵大学内迁成都。在抗战8年期间,国民党政府政治腐败,民不聊生,加上日军飞机狂轰滥炸,不仅教学处于困境,且许多科研工作被迫中止。李方训的生活十分拮据,但在夫人林福美教授的大力支持下,仍利用一切可能的条件致力于教学、科研和培养研究生的工作。正如他在一篇论文的后记中所说:“抗战时期,药品缺乏,实验困难,因此必须别开途径,从前人所做实验之数据中寻找新关系,引起理论上的探讨,并指出今后实验之途径。”就这样,他以其广博的理论知识为基础,以惊人的毅力使科研工作继续下来。为了查阅文献,他经常徒步往返于成都5所高校之间。大量工整的手抄本,记录了他那一丝不苟的治学态度和刻苦钻研的精神。每当空袭,他总是首先带着科研资料与纸笔躲进防空洞内,继续他的思考、计算和写作。通过系统地研究电解质溶液中离子的物理化学性质,得到了一批有独创性的成果。在这期间他连续发表了有关离子的水合热,水化熵,离子的表观体积、等张比容、离子的极化和半径、离子的抗磁性和磁化率等十几篇论文。他的科研成果和克服困难的毅力受到国内外同行的赞誉。

1947年,李方训代表中国化学会出席英国化学会100周年庆祝会和国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的学术会议,参加了各种学术活动,并和当时世界知名的学者如鲍林(L.Pauling)等建立了友谊。

1948年,美国西北大学特邀他赴美讲学,为了表彰他在电解质溶液理论方面的卓越贡献,同年授予他荣誉科学博士学位,并赠予金钥匙。

1949年,李方训再次谢绝美国和澳大利亚等国科研和教学机构的邀请,坚决留在祖国。与此同时,他的夫人林福美也谢绝了导师的挽留,克服重重阻力,从美国回到祖国的怀抱。

李方训在政治上追求进步。中华人民共和国成立之前,他不满国民党政府的黑暗统治,同情革命,在白色恐怖下多次积极支持、营救进步学生。例如1935年12月,“一二九”学生运动波及南京,金陵大学进步学生起而响应,学校遭到国民党军队的包围,形势紧张。李方训不畏强暴,与八位教授一起出面交涉,迫使当局撤走军队,保护了学校中的进步力量。在南京解放前的历次学生运动中,他作为学校的负责人,想方设法应付国民党政府的镇压和搜捕。他处境的艰难和维护革命力量的行动,深受爱国师生的关怀和敬佩。中华人民共和国成立后,祖国欣欣向荣的景象使他深受鼓舞。

1952年南京大学与金陵大学合并,李方训被任命为南京大学副校长。他除了担任化学专业的教学和科研工作外,还承担了全校的教学和科研的规划工作,任务繁重。

1955年,他当选为中国科学院学部委员。

1956年9月,他作为我国代表团的首席代表参加在葡萄牙召开的第十五届国际纯粹与应用化学联合会的学术会议。在当他发现有人妄图制造两个中国时,当即提出抗议并率团退出会场,挫败了敌视新中国的阴谋。

1949年,参加中国民主同盟,1955年起任民盟中央委员。

1959年,由于长期繁重的工作使他积劳成疾,患高血压、心脏病,但他仍以顽强的毅力,坚持工作。

1962年5月20日,南京大学的校庆日,他抱病阅读了大量文献,做了题为《电化学的六十年》的长篇专题报告,从阿伦尼乌斯(Arrhenius)一直讲到当代溶液理论的新进展,从国外的动态讲到国内的情况,并展望了今后国内发展的远景。他以翔实的材料和精辟的论断,赢得了广大听众的热烈欢迎。但没有料到这就是他最后一次的公开学术报告,两个多月后他就因心肌梗塞而谢世。

溶液理论

早在1928年在美国学习期间,他就注意研究格林亚试剂(Grignard Reagent)的一些行为。当时格氏试剂虽已较广泛应用于有机合成反应中,但对格氏试剂本身的物理化学性质以及反应的机理,则众说纷纭,莫衷一是。对此他进行了系统的研究。他测定了一系列不同烷基的格氏试剂的电导,列出了它们的电导大小次序,研究了它们与温度的关系,发现了CH3MgX的摩尔电导率随温度上升而降低的异常现象。当时曾有人对格氏试剂进行电解,但由于所使用的电极不同,设备不够完善,所得到的产品互不相同。有人认为,在阳极上应有乙基等碳氢化合物生成,但又无法使之分离。李方训系统地对前人工作进行了分析与综合,精心设计了一套密闭系统,排除了环境和空气的干扰,他采用铂电极,仔细收集并分析阴、阳极上的产品,测定了它们的分解电压,从而阐明了格氏试剂的可能结构,并提出了在电极上反应的历程。他与伊文思(W.V.Evans)等合作发表论文5篇,分别刊载在1933~1935年的《美国化学会会志》(JACS)上。回国后这一工作虽被迫中断,直到1958年他指导青年教师再次对此进行研究,采用汞齐电极,研究了由格氏试剂所组成的电池的电动势,分析了电极上的产物,推导出电极上的反应式,证实在非水溶液中奈恩期特(Nernst)公式仍然有效。在他前期工作的基础上,从各个角度包括电解、电导、分解电压、电池的电动势等全面地对格氏试剂进行研究,再次证实在非水溶液中它仍是一种电解质,溶液中含有镁离子Mg++。这一研究成果,对揭示格氏试剂参与的有机合成反应的机理有重要意义。

经历

抗日战争期间,图书资料和设备不全,在这种条件下,他转而研究电解质水溶液中离子的物理化学性质。当时对离子熵的计算,有一种方法是硬性规定氢离子的标准偏摩尔熵S0H+为零,从而求出其他离子的标准偏摩尔熵,但得出的值只能是相对值而不是真值。为此,许多学者曾试图寻求氢离子(或氯离子)的偏摩尔熵的绝对值。在1940~1841年间,李方训设计了包含滴汞零电荷电极在内的三组电池,通过测定电池电动势的温度系数,算出S0H+(绝对值)=-5.4卡/℃,稍后伊斯特曼(Eastman)采用类似的方法得出S0H+的绝对值为-5.0±1.87卡/℃,和李方训的结果基本一致。李方训根据自己的数据算出了很多离子的离子熵。据此,他又进而计算了离子的水化熵,在计算过程中,他采用鲍林从晶态得到的表观离子半径代替同名离子在水溶液的离子半径,从理论上导出一些计算公式,计算了一些一价和二价正离子的水化熵,它们的值也都是负值。之后,我国著名的溶液理论家黄子卿教授曾采用S0H+=-5.0卡/℃,算出了一些离子的标准偏摩尔熵和水化熵。早在50年前,李方训在这一领域的研究工作,根据文献记载,处于国际领先地位。有关离子水化熵的研究对于了解离子和水分子间的微观结构起了重要作用,离子水化熵是负值,表明在水溶液中离子通过电场限制了周围水分子的运动。

此外,他对离子的性质还进行过广泛的研究,如气态离子的水化热、无限稀释溶液中的离子表观体积、盐类无限稀释溶液中的分子热容量、离子的极化和半径、原子及离子的半径与其物理化学性质的关系,在溶液中及晶态中离子的抗磁性磁化率、顺式和反式的十氢萘的等张比容、碘在氢溴酸内的溶解度等。撰写了10余篇论文,分别发表在《美国化学会会志》美国《科学》(Science)杂志、英国《自然》(Nature)杂志以及《中国化学会会志》上。一些著名的著作如:帕廷通(I.R.Partington)主编的《高级物理化学》(An Ad-vanced treatise on Physical Chemistry),布克里(J.OM Bockris)的《近代电化学状况》(Modern Aspect of Electro-chemistry),西尔伍德(W.Selwood)的《磁化学》(Magneto-chemistry)以及黄子卿教授的《电解质溶液理论导论》等专著中都曾介绍或引用过李方训的上述研究成果。

50年代末期,李方训从事混合电解质溶液中离子活度系数的研究,验证了哈奈德(H.S.Harned)规则的适用性。同时他还推导出一个优于克罗斯考夫(E.Glucekauf)的公式,可应用于不具有共同离子的两种电解质的混合溶液,扩大了求算混合电解质溶液中离子活度系数的范围。

李方训历来热心于中国化学会的活动。他是中国化学会发起人之一,并历任中国化学会第十四届、十五届和十六届理事会理事。早在抗日战争期间,他在成都曾担任《中国化学会会志》的经理编辑,当时在通货膨胀、物价飞涨、物质奇缺的情况下,为了出版刊物,他不辞艰辛,奔走筹措,既要解决经费问题,又要解决纸张和印刷问题,一人身兼数职,使当时中国化学会的唯一学术刊物得以在后方继续出版,其献身精神使中国化学界及编委会同仁深为感动及敬佩。

主要论著

1 W.V.Evans,F.H.Lee.The Conductivity of Grignard Reagents in Ether Solution.J.Am.Chem.Soc.,1933,55(4):14741477.

2 W.V.Evans,F.H.Lee.Electrolysis of Ether Solution of the Grignard Compounds,Isolation,Identification and Quantitative De-termination fo Anodic Products.J.Am.Chem.Soc.,1934,56(3):654657.

3 李方训,李卓皓,伊文思.葛林亚试剂在乙醚中的分解电压测定.金陵大学学报,1934,4(1):13.

4 W.V.Evans,F.H.Lee,C.H.Lee.The Decomposition Voltage of Grignard Reagents in Ether Solution.J.Am.Chem.Soc,1935,57(3):489490.

5 李方训,张宝庆(李苏).鉴别苏水染料的记录.化学,1935,2(1):4649.

6 李方训,李冠华.多卤化物之研究(1)碘在氢溴酸内的溶度.中国化学会会志,1936,4(3):126130.

7 李方训,夏道承.中国五倍子简报.化学工程,1936,3:53.

8 李方训.葛林亚剂之构造.化学,1936,3(2):161168.

9 伊文思,李方训.葛林亚化合物醚溶液之电解.金陵大学学报,1936,6(1),2933.

10 李方训,陈惠.多卤化物之研究(Ⅱ)碘在盐酸内溶度之测定.金陵大学学报,1937,7(2):353358.

11 李方训,戴运轨.水合离子熵的绝对值.中国化学会会志,1941,8(1):6064.

12 李方训,戴运轨.气态离子的水化熵.中国化学会会志.1941,8(2):184193.

13 李方训,戴运轨.气态离子的水化热.中国化学会会志,1942,9(1):4145.

14 李方训.无限稀溶液中表观离子体积.中国化学会会志,1942,9(1):4653.

15 李方训,谢启新.盐类在无限稀溶液中的分子热容量.中国化学会会志,1942,9(1):5456.

16 李方训,谢启新.无限稀溶液中表观离子体积的进一步研究.中国化学会会志,1942,9(2):134140.

17 李方训.顺式和及式的十氢萘的等张比容.中国化学会会志,1943,10(1):1618.

18 李方训.原子及游子之半径与其物理化学性质之关系.学术汇刊,1943,1(2):127140.

19 李方训.离子的极化和半径(I)晶态和液态离子的克分子体积.中国化学会会志,1944,11(2):155165.

20 李方训.离子的极化和半径(Ⅱ)晶态的离子折射.中国化学会会志,1944,11(2):166172.

21 李方训.离子的极化和半径(Ⅲ)晶态的离子极化和离子半径比.中国化学会会志,1944,11(2):173180.

22 李方训.在溶液中及晶态中离子的抗磁性磁化率.中国化学会会志,1945,12(2):8084.

23 F.H.Lee.Molar po1arization and radius ratio of ions.Nature,1945,155(3945):698699.

24 李方训.在溶液离子与晶态离子抗磁化率之间的关系.Science,1946,104(2695):191.

25 F.H.Lee,Li-Knon Lu.The Influence of Dipolar Ions on the Solu-bility of Some Sparingly Soluble Salts.J.Am.Chem,Soc.,1948,70(1):113114.

26 李方训,傅献彩,游效曾等.电解质氯酸钾在混合电解质溶液中溶解度.南京大学学报(自然科学),1959(4):4956.

27 李方训,申洁如,王雪梅.葛林亚试剂电池的电动热测定.南京大学学报(自然科学),1959(1):6167;中国科学(英文版),1960,9(5):664670.

28 李方训,游效曾.E.A.Gaggenheim方程式的适用性.南京大学学报,1962,6(1):18.

29 李方训,游效曾等.盐酸在氯化铵溶液中的活度系数.南京大学学报,1962,6(1):913.

1961年他抱病参加“高教六十条”的制订;坚持做学术报告、开设新课和领导教研室的科研工作;听取青年教师的定期读书汇报,参加讨论,解决疑难问题。他还计划筹办电化学研究中心,扩大招收研究生等工作。他在病重住进医院前,仍在冒着酷热为一位青年教师修改论文。

在教学上身教言传,注意引导

李方训对教学工作认真负责,治学严谨,诲人不倦,几十年来为国家培养了大批人才。他先后为大学生、研究生和青年教师讲授过多门课程,如物理化学、化学热力学、理论电化学、物质结构、量子化学、物化选读等。他讲课深入浅出,形象生动。凡听过他讲课的学生都有深刻的印象。50年代初期,“物质结构”从“物理化学”中分出来单独设课,有些中青年教师对此信心不足。李方训亲自承担大班的讲课任务,亲自编写讲义,并在讲授前和教研室同事逐章进行讨论。一方面促使青年教师按计划阅读有关参考书籍,另一方面对所提出的疑难问题进行解答。对于如何掌握课程各部分的要点,如何进行启发式讲解,做到言传身教。他在大学时期的老同学,有机化学家吴懋仪教授,由于工作需要,至始至终参加物质结构的定期讨论会。她感慨地说:“听老同学李方训的讲解和讨论,真是一种享受,受益匪浅。”通过他的教导,两年后这门课就顺利地由中青年教师独立承担。李方训认为要讲好一门课,教师首先要具备三倍(或更多)于所讲授内容的知识,然后才能高屋建瓴,灵活运用。

李方训认为,讲课不是讲出自己懂多少,而是要通过讲授去启发学生的兴趣和求知欲,培养他们的独立工作能力和思维方法,把他们引入科学的殿堂。他常对青年教师说:“对学生既要严格要求又要循循善诱,要启发和引导他们自己去解决问题,在关键的地方给予帮助和鼓励,而不要包办代替。要注意引导,引而不发,要恰到好处地由他们自己去“发”。”他又说:“路不要铺得太平,要留一点让他们自己动手去筑路。”几十年后,当他的学生们再次相遇时,都一再提到李老师的教导,以及他朴实的工作作风和优良的道德品质,对他们的工作起了巨大的作用。他培养的学生中有不少人已成为国内外知名的学者、教授。

1956年起连任第一、二、三届民盟江苏省副主任委员。

1954年和1959年被选为江苏省第一、二届人民代表大会代表。

1950年起他一直担任江苏省及南京市保卫世界和平委员会副主席。

他是中国化学会发起人之一,从1947年起一直被选为该会理事,在19401949年和19571962年期间,还担任过《化学学报》的编辑委员。

世界知名的生物化学家、科学史家李约瑟(J.Needham)抗日战争期间曾来华考察,归国后于1948年著有《科学前沿》(Science outpoSt)一书,书中盛赞:“物理化学博士李方训教授是杰出的科学家,他在离子熵、离子体积和离子水化方面的研究工作是中外驰名的。”

李方训是中国最早从事系统地研究电解质溶液性质的学者之一。他逝世时,正值我国著名的化学家们在北京讨论和制定化学学科的科学规划,恶噩传来,闻者无不哀痛。周恩来总理发了唁电,并送了挽联和花圈。他的遗体被安葬在南京雨花台附近的望江矾上,表明了祖国对这位杰出的科学家所给予的高度的评价和崇敬。


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