王曙光——理论化学专家王曙光——上海交通大学教授

科学研究：

承担科研项目情况：

1.“985”项目：理论化学学科建设 学校 2001.1－2003.12

2.化学键中的相对论效应 教育部回国人员启动基金 2001.12－2003.12

3.闭壳层体系的强相互作 国家自然科学面上基金 2004.1-2006.12

4.功能金属纳米团簇的电子结构与性能设计 教育部博士点基金 2005.1-2007.12

资料更新中…………

主要科研方向及成果：

1、化学键中的相对论效应

以Schrödinger方程为基础的非相对论量子化学只适用于轻原子体系，对于含有重原子的体系，必须以Dirac方程或加上相对论校正来处理。通过对相对论的“mass－velocity效应”，“Darwin效应”，“spin－orbit效应”和“非直接效应”在原子及分子周围的立体空间分布的研究，发现 s, p, d, f 轨道的四种相对论效应的不同分布。相对论效应依原子核电荷数增加而增强，特别是发现即使是价电子，其相对论效应对分子化学键键能的影响也主要分布在近核周围的K壳层。化学键的相对论校正能与分子形成过程中近核周围K壳层电子密度的变化成线性关系。

本工作部分内容曾在第八届国际量子化学大会上作为大会邀请报告内容之一。

2、密度泛涵理论（DFT）对镧系化合物分子结构的研究

由于f轨道的存在，电子相关效应和相对论效应的不可忽略，镧系化合物的理论研究是当前国际量子化学的一个前沿课题，本工作是国际上最早用密度泛涵理论精确计算镧系化合物分子结构的研究之一。YbO分子的基态电子结构问题一直争论不休，我们的理论研究揭示了YbO分子的基态为（f13 / f14）的混合态，其为实验和后来的理论研究所证实。镧系氧化物，镧系氟化物和镧系氢化物的分子结构的计算结果与实验结果非常接近，发现并从理论上解释了不同的镧系收缩的原因。

在国际权威专著 “Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths” Vol. 22 (Elsevier, Amsterdam, 1996)中，本工作被引述及讨论多达9个段落，并在6个表格中引述了我们的结果。

3、密度泛涵理论（DFT）中的 非动态电子相关效应

密度泛涵理论（DFT）是近年来迅速发展起来的一种量子化学方法，能很好地解决一般化学问题（甚至包括库伦相关效应），但不能解决非动态（Nondynamical）电子相关效应。在许多过渡金属化合物和一些组态相关效应强烈的分子中，必须考虑多组态相关。我们深入分析和应用分数轨道占据数（FON）优化方法，来模拟电子的非动态电子相关效应，成功地解决了相同组态不相交问题和自动优化出O3和SO2分子从环状向开环运动的过渡状态的几何构型，解决了一般 DFT 所不能解决的问题。

本文被国际著名量子化学程序ADF指定为DFT分数轨道占据数（FON）方法的唯一参考文献。

4、密度泛涵理论（DFT）对 第一过渡周期金属化合物分子结构的研究

第一过渡周期金属化合物分子结构的研究是量子化学的一个难点。本工作以DFT和外加“Madelung”电势场方法研究了非正常的+1价态过渡金属氧化物MO23-的几何结构和电子构型，解决了近年来新合成的此类晶体的电子组态理论问题。 第一过渡周期金属卤化物分子的电子结构是一个理论和实验都没有完全解决的问题。本工作第一次系统地研究了此类分子的基态和几个最低激发态的几何和电子构型，纠正了以前实验理论基础的错误，与近年来最新实验结果相一致，理论计算的几何构型，振动频率与实验非常一致。

我们的这一结论已被当前化学界所接受（见 Chem. Rev. 100 (2000) 2233-2301）

5、闭壳层相互作用机理的理论研究

传统的化学理论认为，中性的闭壳层结构之间没有强相互作用，近年来新合成大量d10-d10 , s2-s2 类化合物，发现其相互作用的强度介于氢键与共价键之间。闭壳层体系的强相互作用如同氢键在超分子中的重要地位一样，也能组成类螺旋结构，在金属基类液晶和光敏材料的开发中具有很大的优势。其相互作用的机理研究是当前国际理论化学的活跃邻域之一。 (本课题正在研究之中)

我们的部分结论已在Angew. Chem. Int. Ed. 和 J. Am. Chem. Soc. 中发表。

6、金属纳米团簇的电子结构与性能设计

论文专著：

在国际著名的Angew.Chem.Int.Ed.；J.Am.Chem.Soc.; Chem.Eur.J.; J.Chem.Phys.；J.Phys.Chem.；Chem.Phys.Lett.等化学刊物上发表论文三十多篇。研究成果在国际权威专著 “Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths”和“Chem. Rev.”中被多次引述及讨论。以第一作者署名文章的SCI他引率为300余次。

1. Y.X. Qiu, S.G. Wang, W.H.E. Schwarz, "Gold coated M@Au12 nano-particles: assessment of different quantum chemical density functional approaches", Chem. Phys. Lett., 397 (2004) 374-378.

2. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, "Quasi-Relativistic Density Functional Study of Aurophilic Interactions", J.Am.Chem.Soc. 126 (2004) 1266-1276.（SCI他引5次）

3. S.G. Wang, Y.X. Qiu, E. Neumann, H.J. Deiseroth, W.H.E. Schwarz, "On Mercury(I) Oxo Compounds - Quasi-Relativistic Computational and Experimental Studies. Z.Anorg.Allg.Chem. 629 (2003) 1718-1730.

4. S.G. Wang, W.J. Liu, W.H.E. Schwarz, “On relativity, bonding, and valence electron distribution”, J.Phys.Chem. A106,(2002) 795-803.（SCI他引1次）

5. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, “Final Comment on the Discussions of ‘The Case of Cuprite’”, Angew. Chem. Int. Ed. 39:21 (2000) 3794-3796.（SCI他引5次）

6. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, “On Closed-Shell Interactions, Polar Covalences, d Shell Holes, and Direct Imges of Orbitals: The Case of Cuprite”,Angew. Chem. Int. Ed. 39:10 (2000) 1757-1762.（SCI他引16次）

7. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, “Density Functional Study of First Row Transition Metal Dihalides”, J. Chem. Phys. 109 (1998) 7252-7262.（SCI他引22次）

8. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, “On Oxides of Monovalent Transition Metals”, J. Alloys Comp. 246 (1997) 131-138. （SCI他引3次)

9. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, “Simulation of Nondynamical Correlation in Density Functional Calculations by the Optimized Fractional Orbital Occupation Approach: Application to the Potential Energy Surfaces of O3 and SO2”, J. Chem. Phys. 105 (1996) 4641-4648. （SCI他引28次）

10. W.H.E. Schwarz, A. Rutkowski and S.G. Wang, “Understanding Relativistic Effects of Chemical Bonding”, Int. J. Quantum Chem. 57 (1996) 641-653. （SCI他引5次）

11. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, “Lanthanide Diatomics and Lanthanide Contractions” J. Phys. Chem. 99 (1995) 11687-11695. （SCI他引45次）

12. S.G. Wang, D.K. Pan and W.H.E. Schwarz, “Density Functional Calculations of Lanthanide Oxides” J. Chem. Phys. 102 (1995) 9296-9308. （SCI他引34次）

13. S.G. Wang and W.H.E. Schwarz, “Relativistic Effects of p-Block Molecules”, J. Mol. Structure (THEOCHEM), 338 (1995) 347-362,.（SCI他引9次）

14. S.G. Wang, Ph.D. Dissertation, Universitaet Siegen, Relativistisch Effekte und Chemische Bindung, (in English) Shaker, Aachen (1994) p.262 [ISBN 3-8265-0346-5]

15. Wang S.G., Schwarz W.H.E. and Lin H.L., “Electrostatic Interaction Energies of Independent Aspherical Atoms in Molecules”, Chem. Phys. Lett. 180 (1991) 509-516. （SCI他引5次）

16. PH_3配体在团簇Au_(20)的顶点和面心配位的DFT理论研究 皮卫军; 李佳; 王曙光 分子科学学报 2009-04-15

17. 双核钯配合物Pd_2L_2和Pd_2L_2X_2(L=Me_2PCH_2PMe_2;X=F,Cl,Br,I,H)的量子化学理论研究仇毅翔; 李佳; 王曙光 化学学报 2009-07-28

18. Au(II)化合物[Au(CH_2)_2PH_2]_2X_2(X=F,Cl,Br,I)的量子化学理论研究仇毅翔; 王曙光 化学学报 2006-07-28

19. 金属四重键化合物M_2X_4(PMe_3)_4(M=Cr,Mo,W;X=F,Cl,Br,I)结构和电子光谱的密度泛函理论研究仇毅翔; 王曙光 化学学报 2006-09-14

20. 5d过渡金属原子中心镶嵌Ag团簇M@Ag_(12)(M=Hf～Hg)I_h和O_h构型的密度泛函理论研究 龙娟; 仇毅翔; 王曙光 化学学报 2008-08-14

21. 用密度泛函理论研究一种新型有机硅化合物异构体的振动光谱 赵一新; 崔孟忠; 唐小真; 王曙光 化学学报 2005-07-30

22. 亚汞氢氧化物Hg_2(OH)_2结构的理论研究 仇毅翔; 方华; 张勇; 王曙光 化学学报 2004-03-30

23. 稠环芳烃菲电子激发态的含时密度泛函理论研究 仇毅翔; 张勇; 王曙光 化学学报 2004-10-30

24. 二胺基二硅烷及二氮杂环硅烷的合成、表征及其性质 崔孟忠; 赵一新; 张斌; 席靖宇; 王曙光; 唐小真 科学通报 2005-04-30

25. 单核锌双卟啉配合物构象平衡的理论研究及光谱分析 任奇志; 朱志昂; 王曙光; 计亮年; 陈荣悌 无机化学学报 2002-04-01

26. 一种改进的相联规则提取算法 王曙光; 施小英 计算机工程与应用 2002-08-01

27. 金属四重键化合物M_2X_4(PMe_3)_4和M_2(mhp)_4(M=Cr,Mo,W)电子光谱的含时密度泛函理论研究 仇毅翔; 王曙光 中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集 2005-10-01

28. 密度泛函方法研究E(AuL)_2~q(E=N,O,P,S,As,Se)体系闭壳层间相互作用方华; 王曙光 中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集 2005-10-01

29. 氟化单壁碳纳米管的理论研究 王云; 王曙光 中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集 2005-10-01

30. 密度泛函方法研究铂原子簇阳离子与氨分子的相互作用 徐丹; 陈先阳; 王曙光 上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集 2006-09-01

荣誉奖励：

2006年荣获上海交通大学优秀教师三等奖。