课题2原子的结构素材张青莲于１９０８年７月３１日出生于江苏省常熟县支塘镇的一个小康家庭。１４岁时考入苏州桃坞中学，即圣约翰大学附中，曾在校内中、英文竞赛中名列榜首。１９２６年高中毕业时因成绩优异，原可免费直升该大学，但由于１９２５年该校美籍校长侮辱我国国旗，爱国师生纷纷愤而离校并组建私立光华大学。这一爱国行动得到张青莲的支持，他放弃圣约翰免费入学的机会而考入光华大学。他考虑到化学系毕业后除可在中学谋职外，还可以搞小型化学工业，因而选择了化学。在光华大学他只用三年半的时间，就读完了所需的学分，毕业时以第一名获得银杯奖。大学毕业后，张青莲曾在常熟孝友中学任教一年。１９３１年考取清华大学研究生院。当时，他看到我国无机化学人才缺乏，遂选择了无机化学专业，在高崇熙教授指导下完成了研究稀有元素领域的论文三篇，分别为无机合成、分析鉴定和物化测量三个方面。最后以优异成绩获得庚款公费出国留学。鉴于美国早期的化学家中不少曾留学于德国，所以他决定到德国深造。１９３４年秋进入柏林大学物理化学系。由于他在国内大学已经读过１３个学期的课程，按德国的规定只需注册学习３个学期。他师从无机化学家李森菲尔特（Ｅ．Ｈ．Ｒｉｅｓｅｎｆｅｌｄ）。当时美国诺贝尔奖金获得者尤莱（Ｈ．Ｃ．Ｕｒｅｙ）因发现重氢并制得重水，引起国际化学界很大震动。李森菲尔特根据张青莲已有的科研基础，建议他以重水的研究作为博士论文的题目。他在购得挪威生产的第一批重水商品后，立即开始了重水临界温度的测定研究。当时用的是微量法，石英玻璃毛细管内径０．３毫米，恒温器温度要达６４５Ｋ，管内压力达２０兆帕以上。封管时常会炸裂，实验难度较大。他在导师的指导下，夜以继日的奋力工作，于短期内完成了重水的临界温度的测定。但重水的凝固点和沸点都高于轻水，而所测得的重水临界温度却比轻水低２．７℃，这似乎是一种反常现象。这个结果于１９３５年春发表在德国物理化学杂志上，４年后为德国另一学者用精密的常量法所验证。张青莲所完成的轻水、重水全温程的两相密度状态图发表后，被苏联布洛茨基《同位素化学》（１９５７）一书所引用。他曾精心设计了一个通过比较轻水、重水蒸气压差的实验，观察到蒸气压差有一个位于４９８Ｋ的转折点，并揭示了这反常现象的本质。这篇论文与美国实验室独立进行的类似研究工作同时发表，得到了相互验证。要测量半重水和重氧水的蒸气压，须先建立同时分析这两种取代水的方法。他采用硫化氢使氘正常化，并用测量密度微差的浮沉子法，以测定正常化前后的密度值。这样测得的半重水和重氧水在１００℃以下的数据，和重水蒸气压数据一起，后来为用蒸镏法生产重水时的重要科学依据。１９３５年冬，张青莲收集了柏林和瑞典的雪水样品，首次测出其中半重水及重氧水的含量，观察到均低于普通水中的含量，且雪中的含量差大于雨中的含量差。在此基础上，通过查阅同位素取代水在河湖、海洋、动植矿物中的含量数据，他首次提出了氢氧同位素在地球各界中的分布理论，对后来的实验及理论研究，有着深刻的影响。张青莲在两年的重水研究中，共发表论文达１０篇，与美国实验室同行的工作构成了早期重水性质研究的经典文献。在发表文章时，李森菲尔特与张青莲都表现出谦让作风，争着把对方的姓名放在自已的前面，体现了师生间在学术上的互相尊重。１９３６年，李森菲尔特受到纳粹迫害，教职被撤销，但张青莲仍坚持跟他从事研究工作。那年６月，张青莲考得博士学位。李森菲尔特被迫离开德国到瑞典皇家科学院物理化学研究所工作，张青莲随同去瑞典作访问学者，又共同工作了一年。他用气体混合物作为同位素混合气体的模拟物，通过膜壁进行扩散分离的研究。在留学西欧的三年中，张青莲在做研究工作的同时，还从许多权威科学家，如化学动力学创始人博登斯坦（Ｍ．Ｂｏｄｅｓｎｔｅｉｎ）、诺贝尔奖金获得者哈恩（Ｏ．Ｈａｈｎ）等的讲学中得到不少教益。他在柏林聆听了来访的第一流科学家包括诺贝尔奖金获得者的学术报告，并在瑞典听取获奖报告；还参观了赫尔兹（Ｇ．Ｈｅｒｔｚ）、斯维德贝格（Ｔ．Ｓｖｅｄｂｅｒｇ）、西格班...
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