物理化学课件

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1、物理化学主讲：tengyujie学时：65+25º绪论化学学科的分支物理化学的内容和任务物理化学的发展与前景量与单位－自学（P4-6）物理化学课程特点和学习建议参考书课程安排化学学科的分支化学学科分析化学19世纪初光性质电性质的现代仪器分析无机化学1870年前后周期律及周期表为标志有机化学19世纪下半叶碳氢化合物及其衍生物高分子化学*物理化学1887年化学反应的方向、限度速率、机理绪论绪论红外光谱测空气中ppb级（10-9）的甲醛、O3；兴奋剂检测：尿样中药物浓度可检至10-13g·ml-1；根除邪恶的杂

2、草工程中，NMR测出宿主识别物；从沙砾(SiO2)到计算机；人工固氮——固氮酶将空气中的N2还有为NH3；发展前景广阔的高分子材料的合成及应用；石化产品→塑料→垃圾→可降解塑料（插入光敏基团或生物降解基团）；空间分辨率已达10-10m(0.1nm,原子半径量级)；时间分辨率可达10-15s(飞秒，电子运动量级)；化学学科的分支与其它学科交叉结合形成的边缘学科生物化学环境化学农业化学医化学材料化学地球化学放射化学计算化学化学学科四大化学化学学科的分支绪论物理化学的内容和任务1、什么是物理化学？化学变化的同时

3、物理性质的变化：聚集状态、p、V、T、U、S…物理现象的产生：热、光、电…物理环境的影响：温度、压力、光照、电弧…物理化学即是运用数学、物理学等基础科学的理论及实验方法，研究化学变化(包括相变化和p、V、T变化)及其规律，以及这些规律(物质性质)与物质结构的关系的科学。绪论研究的规律平衡规律：处于某一平衡状态的系统，因条件改变而变为另一平衡状态时，其物质数量、能量和体积等的变化规律；速率规律：化学反应中各物质数量随时间变化的规律，以及热量、动量和物质的传递的规律。这两方面是在化学物质和材料的制备及性能的研

4、究中最基本的问题。物理化学的内容和任务绪论2、研究内容⑴化学热力学——研究平衡规律。研究变化的方向、限度及过程中的能量衡算。理论具高度的准确性和极大的普遍性，可成功预测。⑵化学动力学(以及传输过程)——研究速率规律。研究变化的速率及机理。受实验技术的限制，理论尚不能用于普遍的预测。⑶物质结构——研究物质结构与其性质的联系。理论主要为量子力学、统计热力学及计算化学，依赖于物质结构的微观数据。已作为独立的课程。物理化学的内容和任务绪论平衡规律(理论产率)速率规律(实际产率)普遍规律化学热力学理论方法物质特性p

5、TV关系热性质非理想性界面性质电极性质普遍规律统计热力学普遍规律量子力学普遍规律传递动力学化学动力学理论方法普遍规律统计热力学普遍规律量子力学物质特性传递性质反应性质物质特性分子结构、分子间力分子能级、位能面物质特性粒子质量、粒子电荷理论方法理论方法经验半经验方法实验测量实验测量宏观微观到宏观微观经验半经验方法物理化学的三层次3、研究的目的和任务将化学领域各现象联系起来。对其中的一般规律性予以更深刻、更本质的探讨；正确反映客观世界，并以其规律指导实践；是改进旧的化学工艺、实现新的化工合成及新技术的基础和定

6、量依据。应用领域：化学工业、冶金工业、材料工程、生物医学、能源的开发利用、三废治理等。2物理化学的内容和任务绪论形成于十九世纪中后期物理化学宏观体系理论中人物：盖斯(Hess，瑞士)、克劳修斯(Clausius)、开尔文(Kelvin)、吉布斯(Gibbs)、范德华(vanderWaals)、范德霍夫(van’tHoff)、阿累尼乌斯(Arrhenius)。二十世纪初物理化学的近代，进入微观领域。随着各种微观粒子及原子能的发现，促进原子核化学、反应动力学及催化动力学的发展。物理化学的发展与前景绪论指导开发

7、新材料、新技术、新工艺化学热力学从平衡态热力学向非平衡态热力学发展，研究不可逆过程热力学。对生物学、气象学及天体物理等领域具重要意义；化学动力学进入微观快速反应的研究——分子动力学。运用分子束技术、激光技术等实验手段，用量子力学理论研究具有确定初始能态的微观粒子，在基元过程中发生能量传递和跃激等的规律。物理化学的发展与前景绪论国际标准化组织(ISO)、国际法制计量组织(OIML)的定义：量(quantity)：对现象、物体或物质的可以定性区别和可以定量确定的一种属性。物理方程式的三种形式：量方程式、数值方

8、程式、单位方程式标量的数值：掌握：怎样正确表示物理量?物理量取对数时，其单位如何处理？物理量的正确计算及计算式的正确表示。物理化学中的量与单位——自学绪论物理化学课程特点和学习建议理论性强：物理学理论（热学）、高等数学手段（微积分）；三多一严：概念多、符号多、公式多；推倒所得公式条件严；逻辑性强：特殊→一般、理想→真实、宏观→微观；学习方法：复习简单微积分概念、公式，偏微分概念；掌握思想方法，善于总结归纳常用手段和规律；掌握理