李隽（计算化学与理论无机化学）院士｜我国镧系锕系重元素理论量子化学与单原子催化理论的开拓者#

1. 研究方向#

李隽院士长期致力于重元素（镧系与锕系）理论化学、理论无机化学、重元素电子结构高精度算法，以及非均相单原子催化和单团簇催化的基础理论研究。他聚焦于利用高精度量子化学计算和强相对论效应理论，攻克多电子复杂重元素体系的化学键本质、超高价态极限、纳米及次纳米尺度过渡金属团簇结构，以及单分散过渡金属活性位点的动态催化机制，在微观原子与电子层面重构了科学界对重元素化学及多相催化活性中心的认知。

2. 标志性成果#

• 锕系与惰性气体的化学成键及重元素最高氧化态理论探索：重元素由于强相对论效应与独特的电子排布，极易展现出新奇的化学键和超常氧化态。李隽在国际上率先发现并理论论证了锕系元素与惰性气体之间存在化学成键作用，在 $2002$ 年利用相对论密度泛函理论，阐明了 $CUO$ 分子能够与氩（$Ar$）、氪（$Kr$）、氙（$Xe$）等惰性气体原子在低温矩阵下直接结合形成稳定的 $CUO(Ng)_n$ 配合物。此后，他与实验学家协同合作，证实了五价镧系配合物（氮氧化镨 $NPrO$ 等）的独立存在，使镨（$Pr$）元素在 $PrO_2^+$ 和 $PrO_4$ 中呈现创纪录的 $+V$ 氧化态，打破了长期以来认为镧系元素最高氧化态不超过 $+IV$ 的传统化学认知。此外，他合作证实了铱（$Ir$）元素能在 $[IrO_4]^+$ 阳离子中呈现 $+IX$ 最高形式氧化态，触及了元素周期表中过渡金属高价态的理论极限。

• “单原子催化”理论的创立与动态单位点机制建立：为了跨越多相催化长期难以精确阐明微观活性中心的科学瓶颈，在 $2011$ 年，李隽与张涛院士团队、刘景月教授合作，首次在国际上报道了负载型 $Pt_1/FeO_x$ 单原子催化剂，并合作提出并确立了“单原子催化（$Single\text{-}Atom\ Catalysis,\ SAC$）”这一崭新前沿概念。李隽构建了非均相单原子与单团簇催化的完整电子结构模型与催化活性规律。在国际上率先开展了“动态单原子催化（$Dynamic\ Single\text{-}Atom\ Catalysis$）”理论研究，揭示了反应条件下活性位点配位构型和氧化态的动态重构，打通了多相催化、均相催化与酶催化的物理边界。

• 金 $Au_{20}$ 纳米四面体与 $B_{40}$ 硼球烯新型团簇的发现：微纳团簇作为微观分子与宏观固体的纽带，具有极强的量子限域效应。李隽在 $2003$ 年与合作者在国际上首次通过光电子能谱与高精度相对论计算，证实了由 $20$ 个金原子构成的 $Au_{20}$ 团簇拥有完美的、高度对称的四面体结构（宛如面心立方金本体结构的精巧片段），并伴有超越 $C_{60}$ 的超大能隙与优异热力学稳定性。$2014$ 年，他又与实验学者协同合作，首次在气相中证实并命名了具有完美 $D_{2d}$ 对称性的笼状全硼富勒烯 $B_{40}$（即“硼球烯”），揭示了其独特的双离域、立体笼状芳香性成键规律，开启了与碳富勒烯平行的无机非金属笼状团簇研究前沿。

• 稀土相对论赝势开发与分离萃取体系计算物理建模：针对我国稀土与放射性锕系资源的高效分离与功能开发这一重大战略需求，李隽致力于开发具有自主知识产权的高效相对论赝势（$Relativistic\ Pseudopotentials$）和稀土量子无机化学理论方法。他发展的理论模型克服了重元素大体系计算中由于强相对论效应和 $f$ 轨道复杂电子相关带来的庞大计算耗费，成功将量子计算扩展应用到重稀土元素、镧锕分离萃取流程中的多相络合物平衡和配位化学本质分析中，为建立高效、绿色的稀土湿法冶金与放射性核素处置技术奠定了高精度计算化学基石。

3. 学术地位与影响#

李隽院士是国际重元素量子化学和计算催化化学领域公认的领军学者、我国稀土理论化学领域的奠基人与学科带头人。他创造性地将严密的相对论密度泛函效应理论推移至多相催化和配位无机化学的最前沿，为解决传统工业催化反复试错的瓶颈提供了理性设计、按需预测的计算范式。他至今在国内外重要学术刊物（如 Science、Nature、Nat. Chem.、JACS、Angew. Chem. 等）发表正式学术论文 $600$ 余篇，论文被引超过 $7.5 \times 10^4$ 次（$H\text{-index} > 110$），获得 $2018$ 年度国家自然科学二等奖（排名第二）。他当选美国科学促进会会士（$AAAS\ Fellow$）、中国化学会会士，并于 $2025$ 年增选为中国科学院院士，他的卓越贡献推动了我国理论无机和催化学科在国际学术界的跨越式发展。

1. 教育背景#

• $1978.10 - 1982.07$：陕西理工大学（原汉中师范学院）化学系，本科毕业获理学学士学位

• $1985.09 - 1988.07$：河北师范大学化学系，研究生毕业获理学硕士学位

• $1988.12 - 1992.02$：中国科学院福建物质结构研究所物理化学专业，研究生毕业获理学博士学位（导师：卢嘉锡院士、刘春万研究员）

2. 工作履历#

• $1982.07 - 1985.08$：陕西理工大学（原陕西工学院等），助教/子弟中学教师

• $1988.08 - 1988.11$：河北师范大学化学系，讲师

• $1992.02 - 1993.12$：中国科学院福建物质结构研究所，助理研究员、破格晋升为副研究员

• $1994.01 - 1994.12$：德国西根大学（$University\ of\ Siegen$）化学系，博士后

• $1995.01 - 2001.10$：美国俄亥俄州立大学（$Ohio\ State\ University$）化学系，研究科学家（$Research\ Scientist$）

• $2001.11 - 2007.01$：美国西北太平洋国家实验室（$PNNL$）环境分子科学国家重点实验室（$EMSL$），高级研究科学家、资深科学家（$Chief\ Scientist$）

• $2004.02 - 2007.01$：清华大学化学系，入选清华大学“百名人才引进计划”，受聘为教育部长江学者特聘教授、博士生导师（兼任 PNNL 职务直至全职回国）

• $2007.01 - 至今$：清华大学化学系，教授、博士生导师、清华大学理论化学中心主任

• $2025.11 - 至今$：中国科学院赣江创新研究院材料与化学研究所/稀土基础科学研究中心，主任（兼）

1. 国家级/省部级奖项#

• 国家级奖项：国家自然科学奖二等奖（$2018$ 年度，第二完成人，获奖项目：“瞬态新奇分子的光谱、成键和反应研究”，第一完成人：周鸣飞，其余完成人：王冠军、陈末华、龚昱）

• 校级荣誉：两次荣获清华大学研究生“良师益友”荣誉称号，其讲授的《理论与计算化学》入选清华大学精品课程

2. 国际荣誉与学会称号#

• 学术会士称号：

  • 美国科学促进会会士（$AAAS\ Fellow$，$2010$ 年当选）

  • 中国化学会会士（$FCCS$，$2020$ 年当选）

3. 其他重要荣誉#

• $2004$ 年：入选清华大学“百名人才引进计划”并获聘为教授

• $2005$ 年：荣获国家杰出青年科学基金资助

1. 学术期刊任职#

• 国际顾问/编委：现任或曾任 Journal of Computational Chemistry、Theoretical Chemistry Accounts 编委或顾问委员，并联合主编多部理论化学与多相催化方向的中文学术丛书

2. 重要社会与学术兼职#

• 校内/院所创新平台：

  • 清华大学理论化学中心主任

  • 中国科学院赣江创新研究院稀土基础科学研究中心主任、学术委员会主任

• 学术团体职务：

  • 中国化学会理论化学专业委员会委员、物理无机化学专业委员会委员

  • 曾担任会议主席筹办和组织 $2016$ 年“中国化学会第七届全国物理无机化学学术会议”等大型学术会议