戴安邦
戴安邦1901年4月30日生于江苏丹徒。无机化学、配位化学、胶体化学家。戴安邦出生于农民家庭。童年时随家人务农。1906—1911年读私塾。1912年入镇江润州中学。1919年9月考入南京金陵大学农科。翌年下学期去南京成美中学兼课,半工半读。两年预科毕业,改学化学。1924年6月大学毕业,获理学士学位,以全优成绩荣获金钥匙奖,并被选为中国斐陶荣誉学会会员。同年留校,任化学助教。1926年晋升讲师。
1928年,戴安邦获中国医学奖学金赴美国哥伦比亚大学化学系深造。由于成绩优秀、次年即获硕士学位,并被选为美国荣誉化学学会会员,荣获金钥匙奖。他还被选为美国荣誉科学学会会员,再度荣获金钥匙奖。在该校继续攻读博士学位时,导师A.W.托马斯(Thomas)教授是胶体化学家。他指导戴安邦用配位化学观点进行氧化铝水溶胶的研究,戴安邦充分利用其扎实的化学功底和精湛的实验技术,使论文工作很快有了刨造性的结果,受到导师的称赞。1931年6月戴安邦获博士学位,博士论文“氧化铝水溶胶的本性”[4]在《美国化学会会志》(J.Am.Chem.Soc.)上发表,受到学术界的瞩目。托马斯所著的《胶体化学》(ColloidChemistry,1934)和J.C.贝勒(Bailar)主编的《配位化合物化学》(Thechemistryofthecoordinationcompound,1956),都直接引用了这篇博士论文的研究结果。
1931年9月戴安邦回国,任金陵大学副教授。1933年任教授。在教学工作之余,他作为发起人之一,全力投入创立化学会和出版化学刊物的筹备工作。1932年8月中国化学会在南京成立,1934年1月,中国化学会《化学》杂志(《化学通报》前身)创刊,他任总编缉兼总经理,主持此刊工作达17年。从1933年起,金陵大学理学院举办理科教师暑期讲习班,年年他都在讲习班讲授化学教学法。1936年应福建省之邀,曾到该省暑期教师讲习班讲过课。1937年11月,日本侵化战火蔓延江南,戴安邦随校西迁成都。当时各学校仪器、药品奇缺,实验教学难以维持。1940年初,他为四川省教育厅创办了四川省科学仪器制造所,并兼任该所副所长,负责生产中学化学、物理和生物教学所需的仪器、药品、模型和标本,使学校的实验教学得以进行,他还结合当时的实际条件编写了实验教程。1947年8月,戴安邦作为访问学者,赴美国伊利诺大学分析化学系,主要研究无机沉淀的晶化作用。他应用x射线衍射法进行晶体结构的测定,阐明了磷酸铬的多晶现象。该系主任G.L.克拉克(Clark)教授对他十分常识,曾挽留他继续工作,他婉言谢绝,按期回国。
新中国成立后,戴安邦继续在金陵大学以及院系调整后的南京大学任教。他先后任校工会主席,江林省科协副主席,金陵大学理学院院长和化学系主任,南京大学化学系主任,南京大学配位化学研究所所长,《高等学校化学学报》副主编,《无机化学学报》主编,中国化学会常务理事,高等学校理科化学教材编审委员会副主任兼无机化学组组长,江苏省化学化工学会理事长。他是第三届全国人大代表,第五,六届全国政协委员,中国民主同盟中央委员。由于他对我国化学事业的卓越贡献和学术成就,1978年荣获江苏省劳动英雄称号。同年12月被聘为国家科学技术委员会化学组组员。1980年当选为中国科学院学部委员。1981年被聘为国务院学位委员会理学学科评改组成员。
重视实验教学和教学法研究
戴安邦讲课的特点是内容丰富,重点突出;语言生动,深入浅出;条理分明,生动活泼。学生和教师都反映听他的课是一种享受,不仅学到了知识,还学到了获取知识的方法。他的一位在美国从事造纸工业的学生在给他的信中这样写道:“每当回忆自己的青年时代,都会想起1937年您教授无机化学课的情景。您只带一支粉笔,在黑板上写一个化学方程式,然后提问题让我们思考,启发大家自由讨论,……,这使我们终生受益”。
戴安邦一贯重视实验教学。他认为化学是一门实验科学,化学的感性知识主要靠化学实验提供,通过实验课能使学生学到各种操作技能,由实验结果可以得出结论,解决问题,这是实施全面化学教育的一种最有效的教育形式。为此,他把近年获得的国家自然科学奖的奖金、稿酬等作为奖励基金,于1983年设立了“学生实验优秀奖”,每年表彰应届化学系本科毕业生中实验成绩优秀者,1989年他又设立了“化学实验教学先进奖”,用于奖励化学实验教学先进的教师、从事化学实验教学管理的科技人员及管理人员。到1996年为止,历年来获奖的学生和教师共109人。
戴安邦不仅在教学上有突出成就,他在教学理论研究方面也做出了重要贡献。他在年逾八旬时,仍壮心不已,孜孜不倦地写出一些有关教学方法的文章,供后人效法和借鉴。1985年他针对国内高等学校化学教学存在的缺点,发表了“基础化学教学启发式八则”一文,提出教师讲、学生听的注入式教学法应予废止,应倡导启发式教学。至于如何采用启发式教学?他归纳为八条:引导学生有学习要求;诱导和启发学生始终专心;以学生为学习主体;使教学符合认识规律举一反三;学思结合;重视实验教学;重视教学的思想性;发挥教师的主导作用。他以两句名言说明了启发式教学的重要性,即“授人以鱼,不如教人以渔”;“孬教师给人奉送真理,好教师教人发现真理。”他这篇论文的意义不仅是提倡启发式教学,更深一层的内涵是教师在掌握专业知识的同时,尚需掌握教学规律,并按此规律进行教学,才能提高教学质量,取得较好的教学效果。
早在1934年,他就在《科学教育》杂志上提出:“科学教学不单只传知识,而要进行全面的教学,包括人的科学思想和品德的培养。”这反映了他早期的教书育人思想。经过数十年的教学实践,他总结成“全面的化学教育和实验室教学”一文,指出只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教学要求既传授化学知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德。学生在化学实验室中是学习的主体,在教师指导下进行实验,可圳练由实验解决化学问题的能力,使各项智力因素皆得以发展,故化学实验是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式。
戴安邦在70年的教学生涯中,一贯重视教学法研究,上述两文发表之后,曾引起国家教委的重视,在教育界产生了深远影响。我国高校的化学教材,在民国时期采用英美课本,新中国成立后采用翻译的苏联教材,这些教材均不适应我国化学人才培养的需要。1956年戴安邦受教育部委托,主持编写高等学校无机化学教材。他作为主编,和我国无机化学家尹敬执、严志弦和张青莲共同编写出我国第一部无机化学统编教材《无机化学教程》。该书开宗明义的第一章阐述化学的起源是金丹术,而金丹术的发生和发展,我国均为先驱。接着叙述学习化学和化学研究的科学方法,即由实验观测而得的化学感性认识,经推论而得的理性知识。化学内容包括了感性知识的化学事实和理性知识的化学定律和学说。以后各章则根据理论分别讨论各无机化合物的性质和结构等。摒弃了当时苏联教材中普遍存在的“新生态”等陈旧概念。该书1958年由高等教育出版社出版,深受读者欢迎。1964年出第二版,以后又多次重印,至今还是我国公认的重要化学基础教材和参考书。
戴安邦除了主持和亲自编写教材与参考书外,还组织和支持中青年教师编写、翻译书籍。在他倡导下,南京大学化学系近年出版的十多种教材和教学参考书中,多倾注了他的心血。
创建配位化学机构,开展学术活动
配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门新兴边缘学科。早在20年代末,戴安邦就以配位化学的观点进行高价金属羟化物水溶胶的研究。50年代末,他看到了新型配合物的大量涌现,以及这些化合物结构和反应机理的研究进展,特别是配位场理论的创立,使瑞士化学家A.维尔纳(Werner)在1893年提出的配位理论有了新的发展。戴安邦请来苏联专家,召集全国各高校和研究机构的一些优秀无机化学教师,在南京大学举办了全国络合物比学(即配位化学)讲习班,为我国培养了一代配位化学的学术带头人和骨干力量。以后他连续几年为化学系本科高年级学生讲授“络合物化学”课程,还指导开设实验课。经国家批准,1963年他在南京大学创建络合物化学研究室,并于1978年扩建为南京大学配位化学研究所,1988年又创建了南京大学配位化学国家重点开放实验室。1987年7月第25届国际配位化学会议在南京召开,这是一次有44个国家和地区代表共约1000人参加的化学界的盛会,戴安邦被推举为大会主席。苏联科学院普通及无机化学研究所给他颁发了秋加也夫(ЧyгaeB)奖章,以表彰他*在配位化学领域的贡献。经戴安邦的倡议和指导,1989年12月全国第一届配位化学会议在南京大学召开,有300多人参加会议,提交学术论文500多篇。
带领学术梯队进行理论联系实际的科研工作
戴安邦的科研工作要追溯到20世纪30年代。1934年金陵大学成立化学研究所,他任主任。次年他受江苏省建设厅的委托,组织进行了土壤肥力的调研,分析综合大量结果后,编写成《江苏土壤肥力》一书,提出因地制宜的施肥条件,对农业生产发展起到指导作用。抗日战争期间,金陵大学迁至成都,该校化学研究所研制出碱式碳酸铜并投产,成功地防治了四川北部山区农田小麦黑穗病。这些都体现了戴安邦在确定科研方向时,着重理论联系实际的思想。他始终认力:“科学家到生产实践中去找研究课题,把我国现代化建设搞上去是当务之急。但同时要求对有关的基础理论有所发现、有所创造,再回到实际中去,使生产不断改进和革新。这样,实际问题既能得到解决,基础理论也增加了内容,对学科发展就会有所贡献。
多碱的研究
多价金属离子水解聚合形成多碱的研究是戴安邦研究工作的一个重要内容。1932年他发表在《美国化学会杂志》的博士论文“氧化铝水溶胶的本性”指出,用铝汞齐与水反应所生成的羟化铝是Al2O3·4H2O,用氢碘酸使之胶溶而产生铝溶胶,胶粒的化学式为[(Al2O3·4H2O)11(Al2O3·6H2O)]2+。他还指出这种溶胶的羟化铝胶粒,是由配位数为6的铝离子相互以羟桥联结而成的一种组成不定的多核配合物。他较早应用配位化学观点说明了胶粒结构,这种见解被以后的实验所证实。由于聚合离子的聚合度增加,电荷也增加,故通过测定聚合离子的电荷,即可推知其聚合程度。他根据大量多种价的金属离子实验结果,推出了正离子聚沉值Cf与它们所带电荷Z的关系式。pCf=1.596Z—0.634此式由测定高价离子的聚沉值,求得所带电荷,从而建立了研究多碱的新方法——聚沉值法。用这个方法研究Cr(NO3)3、Al2(NO3)2和UO2(NO3)2等多价金属盐的溶液,所得出的定性结论是很快被他人的定量实验证实。80年代后,他又重新组织研究Cr3+在不同浓度和不同pH溶液中的水解作用,并亲自制定实验方案。他们用静置平衡pH法代替传统的连续滴定PH法,共测定了5000多个数据,经计算机处理,结果表明:温度恒定,水解作用随溶液的碱度和稀度增加而增大,水解产生的聚合离子以式Crq(OH)p表示,根据p/(q—1)=t值,t值可分为恒定和改变两类,t值恒定的聚离子,符合“根+节”组成,可按该理论处理;t值改变的,则不符合“根+节”理论,需另行处理。这样,他们对国际上西它(Sellen)学派的“根+节”理论作了重要的修正。继后他们又用同样的方法研究稀土金属的水解作用,所得结果除验证了三分组规律外,又导出有效核电荷、离子半径与水解常数间的经验方程。以上研究结果,均已在国内外杂志上发表,引起国际同行们的重视。“多价金属离子水解聚合作用的研究”荣获1987年国家教委科技进步二等奖。此项Cr3+水解聚合的研究,是在70年代后期解决了碱式富马酸铬偶联剂的合成和作用这个基础应用问题后进行的。碱式富马酸铬偶联剂的合成和作用这一研究课题,是邮电部器械四厂为生产全塑电缆需要一种碱式铬(Ⅲ)盐偶联剂而提出的。戴安邦组织人员进行研制,很快获得成功。鉴定投产后,取代了进口。为此,“塑料通信电缆粘结护层”这项成果荣获了1978年全国科学大会奖。
硅酸的研究
1955年,西北黄土高原的土壤加固研究工作需要找出影响酸胶凝材料作用的因素。这是一个古老的课题,国际上已研究了一个多世纪,虽然积累了大量资料,但多为片面、分散的结果,而且不少还是相互矛盾的。当时,南京大学科研的设备条件还不理想,戴安邦却欣然承担了这个课题,他带领助手较全面地研究了酸度、浓度、温度和外加盐等因素对硅酸聚合作用的影响,根据所得结果提出硅酸聚合作用理论。该理论首次说明了各种因素对硅酸聚合而成凝胶作用的影响,尤其是酸度的影响。图1是硅酸钠溶液以乙酸为胶凝剂的胶凝时间t(分)的对数lgt与溶液起始pH的关系曲线。由此图可见实验值和理论曲线符合一致。
改进盐冰点降低法
盐冰点降低法是用于测定饱和盐溶液中相异溶质的分子量和分子数的经典方法。但过去因测定数据采取不当,所得结果亦不可靠。戴安邦使用十水硫酸钠和无水硫酸钠的转变点,即冰点降低曲线的外推法,取得了正确的数据。他首次对聚钨酸和聚钼酸的聚合度进行了研究,测定出钼酸聚合为多酸的聚合常数为2.63×1052,钨酸聚合为12酸的聚合常数为3.16×10115,并证明两酸代表同一类酸,其聚合度是有定数的,不像硅酸代表另一类酸,聚合度是无定数的。
化学模拟生物固氮的研究
该课题的研究目的是为了改变高温、高压,以达到在较温和条件下合成氨。这是与农业生产密切相关的课题,其中包括合成机理等基础理论问题。戴安邦亲自参加调研,动手实验,在1973年全国固氮会议上,从实验和理论上指出,当时在国际上流行的“铁催化剂为电子授受体(EDA)”的概念不恰当,并提出α—铁原子组成的中心在起着主要作用的看法。他与同事们对氮、氢及所研究的金属钾—活性炭—铁类催化剂体系进行了系统的研究,终于在1975年提出了含成氨催化剂活化氮中心的七铁原子簇模型,受到同行的赞许。
关于固氮酶活性中心,他分析了固氮酶对各种底物的催化性质后,提出了与当时流行的单一钼中心相悖的见解。他认为固氮酶应具有双活性中心,即钼是活化分子氮的中心,铁是还原中心,固氮功能是通过双中心活化来完成的。该成果“化学模似生物固氮”荣获1978年全国科学大会奖。
抗癌铂配合物研究
戴安邦既重视生产实际中的理论和应用研究,也十分注意国际上无机化学的新动向,及时开拓新兴学科的基础与应用研究。自从1969年发现顺铂具有强烈抗癌活性,并于1978年正式用于临床治疗以来,顺铂的抗癌作用及其机理的研究,成为当前无机化学研究的热点。在国内,戴安邦最先指导和开展了这方面的工作,他们首先系统地研究和总结了铂配合物的结构与抗癌活性及毒性间的构效关系,在此基础上设计和合成了一系列新的铂配合物,并发现在多种抗癌活性较高、毒性较低的化合物中,有一种叫辛铂的配合物,其活性和顺铂相当,且肾毒性极低,有待临床进行试验。在抗癌作用机理方面,他们发现顺铂不仅能与癌细胞的DNA同股两个相邻鸟嘌呤的N7N7结成链内交联,且能与N7N1结合,也即可能形成N7N1链内交联。他们用实验证明了N7N7交联不能完全阻断G≡C对氢键的形成,而N7N1交联却能完全阻断G,C配对。由此可见,N7N1链内交联机理比国外所提N7N7交联,更可能是顺铂阻断DNA复制作用的机理。失于“顺铂的作用机理及构效关系”这一课题的研究荣获1987年国家自然科学三等奖。
新型功能性配合物的研究
为使基础研究和应用研究密切结合,戴安邦还指导开展了新型功能性配合物的合成和结构的研究。他们首先发展了混合三聚反应,据此合成了一系列新的西符碱,并将该反应推广应用到不对称及多核有机金属化合物的合成。这类化合物对研究电子传递和磁交换等基础研究有着重要意义。鉴于簇状配合物的特殊结构和功能,以及它在新型材料中的应用,他们较早地开展了这方面的研究工作,尤其是锯木架式金属簇合物的合成和结构测定,引起国外同行专家的注意和好评。
在配合物的谱学和成键理论方面,他们发展了谱学的计算方法和实验,对配合物的结构和性质进行了深入系统的研究,并得出若干重要规律。这项成果荣获1991年国家自然科学三等奖。
戴安邦是我国化学界的老前辈,他治学严谨,勤奋好学。他总结的治学经验为:勤学习,多动手,深思考,自强不息。”年逾九旬的戴安邦,在古稀之年仍惜时如金,不论严寒酷暑,风霜雨雪,甚至生病住院,对学习和工作从不松懈。他业务功底深厚,为了把经验留传后代,笔耕不辍。
戴安邦作风民主,品德高尚。一生奉行的格言是:“立身首要是品德,人生价值在奉献。”他为科学的发展,社会的繁荣,祖国的进步奉献了一切。为了扶掖后进,对中青年教师和学生,既严格要求,又爱护备至,常常付出大量的时间为他们修改论文和书稿,自己从不计较任何荣誉和报酬,而且在个人经济不宽裕的情况下,总是把所得的稿酬和奖金留作公用。他以自己全部的心血和精力点燃了知识和道德的火炬,将一批批教师和学生,带入科学的殿堂,使之成为祖国四化建设的栋梁。这种无私奉献精神,堪称楷模。
他自1983年起与研究生副导师共同培养了14名博士研究生,其中6名博士生的论文在国内获奖。多数博士毕业生获得各种基金或奖学金到美国、加拿大、德国和日本做博士后研究员。戴安邦与同事合作发表的科研论文有260篇,曾受到多种奖励。由于绝大多数论文的研究工作是在新中国成立后进行的,他借用了宋朝朱熹的一首“泛舟”诗:“昨夜春水江边生,艨艟巨舰一毛轻,向来枉费推移力,此日中流自在行。”表达了他对新中国成立后,科学事业蓬勃发展的喜悦心情。 |