不容錯過的丘獎化學推薦課題匯總，滿滿的都是“硬”知識！

翰林國際教育導師，精心整理的

丘成桐科學獎化學方向推薦課題

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丘成桐中學科學獎

化學方向推薦課題匯總

基于機器學習預測化學分子的能量

課題簡介：機器學習是一門多領域交叉學科，專門研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結構使之不斷改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使計算機具有智能的根本途徑。

在本課題中，導師將帶你通過機器學習的方法來預測化學分子的能量。

課題方向：機器學習、能量、人工智能、神經網絡、化學分子

化學振蕩反應的動力學研究

課題簡介：化學振蕩反應是具有非線性動力學微分速率方程，是在開放體系中進行的遠離平衡的一類反應。體系與外界環境交換物質和能量的同時，通過采用適當的有序結構狀態耗散環境傳來的物質和能量。這類反應與通常的化學反應不同，它并非總是趨向于平衡態。

在本課題中，導師將帶領學生通過實際案例對化學震蕩反應的動力學進行研究分析。

課題方向：化學動力學、微分方程組、一級反應、振蕩反應

基于全局優化算法搜索足球烯的最穩定結構

課題簡介：足球稀是一種由60個碳原子構成的分子，形似足球，又名足球烯。C60是單純由碳原子結合形成的穩定分子，具有特殊的化學活性，能進行加成反應而生成各種衍生物。

在本課題中，課題導師將帶領學生基于全局優化算法尋找足球稀最穩定的結構表達。

課題方向：全局優化算法、足球烯、最穩定結構、分子結構

群論及不可約表示在無機化學中的應用

課題簡介：化學領域中，比如晶體學、空間群和點群描述分子對稱性和晶體對稱性。這些對稱性位于這些系統的化學和物理表現的底層，而群論使簡化對這些性質的量子力學分析成為可能。例如，群論被用來證實在特定量子級別間不出現光學躍遷簡單的因為涉及到了狀態的對稱性。

本課題中，導師將帶學生研究學習在無機化學中，群倫以及不可約表示等知識的應用。

課題方向：群論、不可約表示、點群、光譜、振動模式

乙烯酮亞氨衍生物扭曲失共軛本質的理論研究

課題簡介：用半經驗分子軌道方法AM1限制性計算了6個乙烯酮亞胺(Ketenimine)衍生物分子的平面構象,并優化得到它們的最低能量構象。結果表明,造成Ketenimine衍生物扭曲失共軛的本質原因是分子中局部基團間的空間位阻.C＝C＝N-基團上N的孤電子對與苯胺環π電子的共軛--n-π共軛,以及苯胺環對位上取代基的電子效應是很次要的因素。

本課題中，導師將帶學生針對乙烯酮亞氨衍生物扭曲失共軛本質的問題進行理論研究。

課題方向：乙烯酮亞氨衍生物、扭曲失共軛、理論計算化學

激發態結構及光化學反應的理論研究

課題簡介：激發態是原子或分子吸收一定的能量后，電子被激發到較高能級但尚未電離的狀態。所有光化學反應都是通過分子被提升到激發態后進行的化學反應，因此光化學又稱激發態化學。電離輻射（或電磁輻射）與物質作用中，當轉移到原子或分子的能量低于其電離電位而又足以使電子躍遷到較高能級時，原子或分子處于激發態。激發態和基態具有不同的位能曲線和平衡核間距。

本課題中，導師將帶學生進行激發態結構與光化學反應的理論研究。

課題方向：激發態、穩定結構、光化學反應、理論計算化學

金屬摻雜硼團簇結構、電子結構、化學成鍵及其芳香性理論研究

課題簡介：芳香性是指在化學性質上表現為易進行親電取代反應，不易進行加成反應和氧化反應，這種物理，化學性質稱為芳香性。

本課題中，導師將帶領學生研究金屬摻雜硼團簇結構、電子結構、化學成鍵及其芳香性理論等問題。

課題方向：金屬摻雜硼團簇、電子結構、化學成鍵、芳香性理論

基于密度泛函理論研究多種棱烷結構和性能

課題簡介：密度泛函理論(Density functional theory ，縮寫DFT)是一種研究多電子體系電子結構的量子力學方法。密度泛函理論在物理和化學上都有廣泛的應用，特別是用來研究分子和凝聚態的性質，是凝聚態物理計算材料學和計算化學領域最常用的方法之一。

本課題中，導師將帶領學生基于密度泛函理論對多種棱烷的結構和性能進行研究學習。

課題方向：密度泛函理論、棱烷、結構、理論計算化學

翰林國際教育

丘獎推薦課題簡介

Yau Science Awards丘成桐科學獎

是由中國著名數學大師丘成桐先生

于2008年為全球華人中學生設立

原先僅數學一類獎項

如今，歷經十年后，已發展出

數學，物理，化學，生物，計算機

經濟金融建模

六大科學類學科學術活動

其理念為倡導中學生的創新思維和團隊合作能力

以團體研究報告的形式參與

激發和提升中學生對科學研究的興趣

01 課題適合學生

9-11年級高中在讀

02 課題導師介紹

導師：清華大學? ?博士

擅長數學、化學和計算機等課程的教學。

曾多次榮獲美國數學建模學術活動MCM/ICM全球一等獎、MathorCup數學建模挑戰賽全國特等獎、英國皇家化學會RSC最佳口頭報告獎、數學學術活動決賽一等獎等國際級、國家級、省市級85項獎。

多次指導學生參加學科學術活動AMC、HIMCM、MCM/ICM、USNCO、UKChO等，取得優異成績。

多次指導學生IB、AP、IA、IGCSE、Alevel等課程，并取得優異成績。

研究方向：人工智能、機器學習、深度學習、數據挖掘與物理、化學、生物、材料等學科交叉，擅長500?多種軟件和編程，曾研修過斯坦福大學、哈佛大學、哥倫比亞、IBM、微軟公司等機器學習課程，具有扎實的理論知識和豐富的實戰經驗。

2018?丘成桐中學科學獎（經濟金融建模）北方賽區比賽一等獎、二等獎等

03 課題研究成果

導師私人推薦信，edu郵箱提交美本申請系統

導師團隊簽署的科研項目證書

保證未晉級學員的科研論文在英文期刊中以學員為第一作者發表（如果學員組隊參加，需要學員自行確定作者順序。如果晉級半決賽，那么受限于丘賽規則，論文版權歸賽事方）

04 更多收獲

幫助學員在自己感興趣的科學領域深入研究；

帶領學員科學高效的備賽，不僅僅是丘賽，其他類似賽事也同樣適用；

提升科研能力，在翰林國際教育的專業團隊指導下，對學生科研、分析、思維能力的全面開發，不僅僅在此項賽事上獲得優勢，更將在未來的學習工作中受益匪淺；

世界名校導師團隊讓學員真實感受最前沿的科學研究，接觸頂級學術資源，獲得名校導師推薦信，不僅含金量高并極具真實性，說不定就是你未來名校申請中舉足輕重的奠基石；

全方位助力世界名校的申請，如果學員獲獎，丘賽獎項的含金量足以幫助學員在申請中獲得極大的優勢，若沒有獲獎，第一作者身份發表的學術論文同樣展現了學員的學術能力與科研熱情，得到招生官的青睞。

05 2019翰林&有方丘賽戰績