徐光宪的主要成就
20世纪50年代，徐光宪提出了络合平衡吸附理论。20世纪60年代，他改进并提出了几种测定萃取常数的方法。70年代提出了串级萃取的优化设计方案，建立了串级萃取的新理论。80年代提出了新的化合价定义及其量子化学定义，首次合成了一系列具有特殊结构和性质的四核双氧稀土配合物。他发现稀土溶剂萃取体系具有“恒混合萃取比”的基本规律，提出了适用于稀土溶剂萃取分离的串级萃取理论，可直接应用于生产实践，指导稀土分离技术的全面创新，推动我国从稀土资源大国向高纯稀土大国的跨越。1971结束，徐光宪回到北大化学系工作。当时化学系从事稀土元素的分离提纯。他认为萃取法分离提纯稀土大有可为，于是积极参与这项工作，利用过去在络合平衡和萃取化学基础研究中取得的成果和积累的经验，对稀土的萃取分离工艺进行了突破性的改进。镨钕的分离是稀土元素分离中的一个难点，在当时是一项紧迫的军事任务。通过选择萃取剂和络合剂，他制备了季铵盐-DTPA“推拉”体系，使Pr-Nd的分离系数由一般萃取体系的1.4-1.5提高到4以上，为当时世界最高值。然而，这种系统很难直接用于工业生产。美国曾有一份专利报告称，推拉体系用于萃取分离稀土，但由于无法实现串级萃取过程，从未用于实际生产。当时国际上流行的级联提取理论是由L. Alders提出的。徐光宪仔细分析了串级萃取过程中复杂平衡的移动，发现奥尔德斯串级萃取理论的基本假设:“串级萃取过程中萃取比恒定”在稀土推拉体系的串级萃取过程中不成立。于是他精心设计了一套化学操作流程，并推导出一套相应的串级萃取理论公式，在此基础上，他设计了回流串级萃取新工艺。
65438年9月至0974年9月，他亲自到包头稀土三厂参加了这一分离包头轻稀土新工艺的工业规模试验，获得成功，从而在世界上首次实现了推拉体系高效萃取分离稀土的工业化生产。在这些工作的基础上，他先后提出了可广泛应用于稀土串级萃取分离过程优化过程设计的设计原则和方法、极值公式、分馏萃取三出口过程的设计原则和方法，建立了串级萃取动态过程、回流启动方式等数学模型和计算程序。这些原理和方法用于实际生产中，大大简化了工艺参数设计的过程，减少了化学实验的消耗。特别是能适应不同原料和设备的工厂，因此应用广泛。何、李、、等研究成功了稀土萃取分离过程的“一步放大”技术。在深入研究和揭示串级萃取过程基本规律的基础上，用计算机模拟代替传统的小规模串级萃取试验，实现了无需小试和扩大试验一步放大到工业生产，大大缩短了新工艺设计到生产的周期，使我国稀土分离技术达到国际先进水平。我国溶液络合化学研究的开创者徐光宪对学科发展前沿的生长点非常敏感，能够把握国际学术发展的新趋势，结合我国实际情况及时选择有前景的研究领域和课题。1951回国之初继续从事量子化学研究。当时国际上对络合物在溶液中平衡的研究方兴未艾，他敏锐地感觉到这将发展成为无机化学的一个重要分支，而中国也有条件做这项工作。于是他很快抓住了这个机会，在国内率先研究了溶液中络合过程的物理化学。第一是确定溶液中络合物的平衡常数。通过改进仪器设备，他改进了测量精度和实验数据的处理方法，因此他可以从测量结果中获得更多的信息。另外，有了新的实验数据处理方法，他可以得到更多更精确的结果，对于弱复杂体系也可以给出更精确的分次复常数。他在络合平衡常数测定方面的工作很快达到了国际先进水平，也推动了我国相关研究工作的发展。根据络合平衡与吸附平衡的相似性，他提出了络合平衡吸附理论，可以简单地描述溶液中弱络合平衡的过程。这一时期的成果对他后来成功研究核燃料提取化学和稀土化学有很大帮助。自20世纪70年代以来，他注意到对生物无机化学的兴趣，并立即意识到研究生物分子配体配合物的意义。他鼓励、支持和指导科研组的同志积极开展这项工作，如研究胆结石的形成机理、稀土羊毛的染色机理、抗癌药物分子对金属离子的络合作用等。80年代以来，他指导助手和学生在固体配合物的合成、结构测定和光谱研究方面做了大量工作，特别是在稀土元素的多核和异核配合物方面，如在国际上首次合成了一系列具有特殊结构和性质的四核稀土双氧配合物，引起了同行的关注。探索材料的结构与性质的关系自20世纪70年代初以来，金属有机化合物和簇合物化学发展迅速，合成了大量的新化合物，对其结构和性质的研究也有所发展，因此金属有机化合物和簇合物的结构规律成为许多学者关注的问题。徐光宪通过总结大量的实验数据和已有的理论，提出了一个更一般的结构规律，同样适用于金属有机化合物、簇合物和一般分子，并将其命名为(nxcπ)格式。与此相关，还提出了原子价的新定义。利用(nxcπ)的结构规律，可以根据分子结构式估计分子的稳定性，从而预测可能的新化合物。这一结构规律和定义已经被大量的实验结果和量子化学计算结果所检验，显示了其正确性和广泛的适用性。
从20世纪70年代末开始，徐光宪就进行了稀土的量子化学和稀土化合物结构规律性的研究。他在建立适合研究稀土元素电子结构的方法和计算程序的基础上，系统计算了不同类型稀土化合物的量子化学，结合(nxcπ)的结构规则和* * * *化合价的新定义，分析了它们的成键情况。结果表明，稀土化合物并不总是离子型的，金属有机化合物中存在离子价键，而许多无机化合物中存在大价组分的离子键。* * *的价键主要由它的5d轨道生成，4f轨道贡献相当小，所以稀土和金属有机化合物的团簇服从广义十八电子定律。徐光宪* * *发表期刊论文560余篇，被他人引用2200余次，出版教材和专著10部，其中包括《物质结构》、《量子化学》等多部重要教材。其中《物质结构》自1959出版以来，已修订重印20多万册，是化学领域重要的教学参考书。物质结构讲义(徐光宪主编，暑期综合大学教研座谈会，1954)。
”(徐光宪，高等教育出版社，1959 65438+2月)。
物质结构(徐光宪著，人民教育出版社，1961)
物质结构简明教程(徐光宪主编，高等教育出版社1965)
量子化学:基本原理和从头算方法(徐光宪/李乐民/王德民，科学出版社，1980)。
萃取化学原理(徐光宪著，上海科学技术出版社，1984)。
《稀土科学与应用的新前沿》(徐光宪，科学出版社，1985 1)。
物质结构(徐光宪/汪祥云主编，高等教育出版社，1987)。
稀土的溶剂萃取(徐光宪著，科学出版社，1987)。
材料结构(徐光宪/汪祥云合著，高等教育出版社，1987)。
徐光宪教授论文选(北京大学化学系稀土化学研究中心徐光宪，1990)。
徐光宪论文选(徐光宪，北京工业大学出版社，1995)。
1955-1956年北京大学科学研讨会，化学分会论文(徐光宪著，北京大学出版社，1995)。
《稀土》(徐光宪主编，冶金工业出版社，1995)
神奇的土地:稀土科学基础研究(徐光宪主编，湖南科学技术出版社，1995)。
徐光宪文集(徐光宪，北京大学出版社，2000)论文旋光的量子化学理论(1951年)。
《超越化学前沿的探索——与信息科学交叉的新园地》(2005年5月)重视教学。徐光宪重视教学，认为学生必须牢固掌握科学的基本理论和知识，为将来献身于祖国的科技事业打下坚实的基础。
1951年在北京大学化学系教物理化学，在燕京大学化学系研究生开设量子化学。系里调整后，北大新开了一门物质结构的课程，他是1954物质结构暑期高级课程的主讲。
1957年，国家要求北大迅速培养原子能科学技术人才。徐光宪当时对原子能化学并不熟悉，但被任命为这项工作的负责人之一后，他日夜备课，准备充分。两个月后，他开始教授放射化学和核物理导论等课程。他非常注重让青年教师和研究生及时掌握学科的最新成果，站在学科发展的最前沿。50年代后期，配位场理论在无机化学中的应用在国际上迅速扩展，萃取化学的研究才刚刚起步。他及时向技术物理系的年轻教师和研究生提供了关于配位场论和提取机制的课程。粉碎“四人帮”后，中国重新重视基础研究。当时，量子化学经过十几年的快速发展，广泛应用于化学的各个分支，并渗透到与化学相关的其他学科。他抓住机会开设了量子化学、分子光谱学、高等无机化学等课程，他亲临教学一线，直到1986。他的讲课内容丰富，注重启发学生深入物质变化的微观层面，运用基本规律分析复杂的化学现象，以深刻理解这些现象的微观本质及其内在联系，进而预见一些新的现象。重视教材建设徐光宪非常重视教材建设，认为好的教材对学生的学习有很大的帮助。
20世纪50年代，他根据自己在北大用了几年的物质结构讲义，进行修改补充，精心整理，编著了《物质结构》一书，由高等教育出版社以1959出版，被高教部指定为全国统一教材。
1965年，为了满足工科和师范院校的教学需要，他编写了《材料结构简明教程》。《物质结构》这本书内容丰富，层次分明，条理清晰，概念表达准确深刻，其中关于化学键理论的两章尤为出彩。因此深受师生欢迎，成为全国使用多年的教材。已重印5次，发行10万余册，在材料结构教学中发挥了重要作用，1988 65438+10月。该书还在香港再版，受到港台读者的欢迎。
80年代初，他根据物质结构学科的发展，在汪祥云的协助下，对原书进行了修订和补充，修订版由高等教育出版社以1987出版，很受读者欢迎。
1978年，徐光宪在为研究生开设量子化学课时，与李乐民合作编写了研究生量子化学教材《量子化学基本原理与从头算方法》(上、中、下册)，针对化学本科生数学、物理基础薄弱，分别在1980、1985、6544出版。这本教材内容丰富，能够全面反映本学科的发展现状，在基本原理和公式推导的描述上也相当详细，对于数学和物理基础薄弱的读者来说容易理解，因此深受读者欢迎。
此外，他还在《化学通报》等杂志上发表了多篇教学经验交流或专题讲座的文章，也使许多师生受益。