忻新泉

無機化學家與化學教育家。他領導的課題組建立了固相配位化學反應研究的新領域，與他的合作者們一起開拓了含硫原子簇化合物的三階非線性光學性研究。此外，他為中國計算機化學的科研、教學發展起了帶動作用，是開展計算機輔助化學教學的發起人之一。

基本介紹

• 中文名：忻新泉
• 國籍：中國
• 出生地：上海
• 出生日期：1935年1月29日
• 職業：無機化學家與化學教育家
• 主要成就：固相配位化學反應

人物生平

忻新泉1935年1月29日出生於上海，祖籍浙江寧波。1953 年考入南京大學，就讀化學系，成績優秀。1956年被戴安邦教授選派到復旦大學學習無機化學絡合物課程，為南大建立無機化學專業作準備。次年返校，開設絡合物實驗課程。10月份去南京化工廠勞動一年。1958年返校趕上“大躍進”，帶學生建設校辦工廠。直到1960年教學秩序稍為穩定，方開始從事一年級基礎課實驗教學。在這段時間內，結合教學工作，他先後發表了多篇論文，具有代表性的有“原子能級式——一張新型的周期表”“氫氧化物溶解度的規律性”等。1962年南京大學建立絡合物化學研究室，他被選為第一批工作人員。從此開始了以科研為主、兼顧教學的學術生涯。1963-1965年這段時間，從事絡合物反應動力學研究。“文化大革命”開始後，一切處於停頓。

成就及榮譽

基礎研究經過1966-1971年漫長時間的停頓後，“化學模擬生物固氮”被中科院選中立項，引起眾多科學家的關注。忻新泉參加了這一工作。十年固氮已成為歷史，雖然未取得突破性進展，但還是培養了一些學術骨幹。忻新泉在固氮研究中有兩方面值得一提：

1.70年代後，國內外文獻都認為固氮酶的活性中心是Mo原子。忻新泉在分析了化學與生化實驗的基礎上獨抒己見，認為固氮酶吸附N2中心是由2個鐵原子組成，而這一觀點與1992年解得的固氮酶結構中“2個鐵可能是N2吸附活化中心”吻合較好。

2.1975年，忻新泉提出了工業合成氨催化劑的氮活化中心是由α-Fe（Ⅲ）晶面上的7個鐵原子組成。

“十年固氮”對忻新泉後來的研究工作不無影響，無論是固相合成含Mo-S原子簇化合物，還是計算機化學研究，都與之有關。

為了闡明α-Fe表面上的七鐵原子簇活化氮中心模型，忻新泉想到了藉助量子化學方法計算分子氮的活化。他開始向其夫人宋滿英學習計算機。當時南大的Pallas計算機是第二代電子管混合型計算機，使用紙帶輸入，上機自己操作。在機房工作人員的幫助下，他很快學會了編程和操作，並在計算機上第一次計算了Fe原子上H的活化。該論文發表在1977年的《科學通報》上。其後又計算了七鐵原子簇活化氮分子等多項工作。在進一步熟悉計算機的基礎上，他預見到計算機更有前景的功能不是數值運算，而是非數值運算。於是就在這一台混合型計算機上開始了非數值運算在化學中的套用探索，其中包括了“有機化合物最佳合成路線的選擇”、“計算機輔助化學教學”、“化學圖形結構式表達”等。這部分工作，在1980年《化學通報》上發表的“計算機——化學工作者的助手”一文中都有所反映。

1986年忻新泉招收了第一個計算機化學研究生洪匯孝，指導開展了結構解析專家系統系列研究，成果分別在Sci.等刊物上發表。

忻新泉的研究生吳沛成利用學習的計算機知識，與工廠實際相結合，在工藝參數調優方面做出了突出貢獻，取得了巨大經濟效益。

氣相色譜儀（GC）在有機、分析、物化中廣泛使用，惟獨無機體系套用極少。忻新泉在協助戴安邦指導第一個博士研究生汪信時，用GC法研究配合物熱分解，獲得了差熱、熱重、量熱法等所無法獲得的信息，特別是可以確定釋放氣體的種類和計量。在此基礎上，發現很多配合物在與其他化合物共存時能降低分解溫度，由此建立了固相配位化學反應研究方向。

科學貢獻

固相配位化學反應是研究在室溫或近室溫條件下發生的固—固反應。忻新泉及其小組在探索室溫固相反應機理、合成、套用等方面的貢獻，可歸納為如下4個方面：

固相配位化學反應基礎研究

傳統的觀念認為無機化合物的固—固反應必須在高溫進行。例如：1984年A.R.West的專著Solid State Chemistry and its Application；1993年A.Bellis等寫的Teaching General Chemisry，A Materials Science Companion中都有這一觀點。其原因是固—固相間的擴散速度極慢，只有高溫時擴散加快才能反應。正是由於這種想法，長期以來束縛了無機化學家研究溫和條件下的固—固反應。忻新泉和他的小組系統地研究了各種類型的固—固反應體系，研究了固、液相反應產物的差異。例如，4-甲基苯胺與CoCl2·6H2O的反應，只需將二者混合，顏色即刻由紅變藍，引起了許多人的驚訝。但同樣的這一反應體系，在水溶液中即使加熱煮沸也不反應。

在分析晶體結構與固—固反應的關係後，指出分子晶體結構和低維結構化合物由於分子間或層間距較大，易於擴散，反應分子或原子有較好的接觸機會，因此分子化合物和低維結構化合物有可能在溫和條件下，發生固—固反應。

研究中發現固—固反應有其特有規律，不同於溶液中的反應。例如，固—固反應具有：①潛伏期；②分步反應；③嵌入反應；④無化學平衡；⑤拓樸化學控制原理等。其中無化學平衡據他說是與姚天揚教授討論時受到的啟發。

研究固—固反應機理時，證明溫和條件下的固—固反應機理經過四個階段：擴散—反應—成核—生長，不同的反應體系控制步驟不同。

低熱固相反應在合成化學中的套用

合成新原子簇化合物。採用固—固反應法合成新原子簇化合物200多個，確定晶體結構的化合物有近100個。其中有代表性的[Mo8Cu12S32]4-含有20個金屬原子，是最大的含硫原子簇化合物中的一個。

合成固配化合物。這是一類在溶液中和高溫下都不能存在的介穩態化合物，只能由低熱固相反應方法合成，其中包括了固配化合物、弱配化合物、嵌入化合物、中間態化合物等。

此外，還合成了新的配合物、多酸化合物等20餘個。

低熱固相反應與材料

原子簇三階非線性光學性。與新加坡國立大學物理系施舒博士、季偉博士、哈工大物理系宋瑛林教授等人合作，研究了原子簇化合物三階非線性光學性，將非線性光學材料的研究從原先的無機氧化物及含氧酸鹽、半導體、有機化合物、高分子聚合物、配位化合物，C60等擴展到原子簇化合物。

納米材料研究。固—固反應發生在接觸點，由於固相中短程擴散及生成的副產物鹽的包圍。因此固—固反應很容易生成納米材料。他的研究生賈殿贈、李峰等人在此基礎上製備了幾十種粒晶均勻的納米化合物，改變條件可以控制粒子大小。該方法為納米材料的合成提供了一個新途徑。

此外，固相反應在製備各種磷酸鹽材料方面也取得了許多有意義的結果。

套用探索

低熱固相化學反應：不使用溶劑，具有環境友好及獨特的節能、高效、無污染或少污染、工藝過程簡單等優點，有可能為綠色合成化學做出貢獻。他培養的研究生汪信、高逢君等人在這方面做了探索，取得了較好的經濟效益。

綜上所述可以看出，忻新泉在建立室溫（近室溫）固相化學反應體系研究的貢獻有：從體系的發掘、結構與反應性、固相反應規律、合成、性質、套用、開發等多方面開展了研究，初步構成了一個較為完整的體系。曾多次獲得國家教委科技進步一等獎、二等獎。他在國內外的講學受到普遍重視和歡迎。

個人簡歷

1935年1月29日 出生於上海市。

1953-1957年 南京大學、復旦大學化學系學習。

1957-1978年 南京大學助教。

1978-1981年 南京大學講師。

1982-1983年 美國Georgetown大學化學系訪問學者。

1982-1984年 南京大學副教授。

1985年至今 南京大學教授、博士生導師。

1987-1991年 亞洲化學會第一、第二屆無機化學理事。

1990-2000年 國家教育部無機化學、分析化學教材建設指導組組長。

1996-2001年 國際純粹與套用化學聯合會（IUPAC）教學委員會中國代表。

代表論著

忻新泉,計算機在化學中的套用,南京:南京大學出版社,1986