物理化学的研究与进展

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1、《物理化学的研究与进展》结课总结姓名：关怀学号:12013017摘要：作为一门simina课程，《物理化学的研究与进展》的课堂形式以展示交流为主，小组成员之间分工合作，就某一物理化学研究前沿领域进行信息收集，整理和展示。我们小组先后对锂离子电池、传感器的原理与应用、相变化的原理与应用、先进材料等方面进行探究。以互联网资源为主，查阅相关领域的理论研究发展轨迹及相应的应用，并以小组为单位将探究成果用ppt的形式展现。在这个过程中，每个人的搜索信息整理信息的能力以及成员Z间的交流合作都得到了明显的提升。关键词：物理化学的进展、锂离子电池、传感器、相平衡、先进材料正文一、物理化学的研究与进

2、展物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系小特殊规律的学科。随着科学的迅速发展和各门学科Z间的相互渗透，物理化学与物理学、无机化学、有机化学Z间存在着越來越多的互和重叠的新领域，从而不断地派生出许多新的分支学科，如物理有机化学、生物物理化学、化学物理学等。物理化学述与许多非化学的学科有着密切的联系，如冶金过程物理化学、海洋物理化学。一般公认的物理化学的研究内容大致可以概扌舌为三个方面：1.化学体系的宏观平衡性质以热力学的三个基本定律为基础，研究宏观化学体系（含有分子数目量级在10左右的体系）在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡态

3、物理化学性质及其规律性。由于以平衡态为前提，时间不再是变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学、化学统计力学、溶液化学、胶体化学和表面化学。2.化学体系的微观结构和性质以量子力学为理论基础，研究分子、分子簇和晶体的结构，物体的体相屮原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性Z间的关系与规律性。属于这方面的物理化学分支学科有结构化学、晶体化学和量子化学。3•化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起的体系的化学变化过程速率和变化机理。此时，时间是与过程密切相关的重要变量z—。属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、化学动态学、催化科学与技术、光化学、电化学、

4、磁化学、声化学、力化学（以摩擦化学为代表）等。在理论研究方面，快速大型电了计算机和数值方法的广泛应用，扩展了量了化学在定量计算方面的能力。研究对象不仅涉及大分子，还可用以模拟复杂体系的动态过程。福井谦一提岀的前线轨道理论以及R.B.伍徳沃徳和R.霍夫曼提出的分子轨道对称守恒原理，是量子化学应用于具体化学体系时的重要理论成果。但是仍然没有达到人们所期望的利用量了化学为基础解决和认识所有化学问题的水平。量子力学基本原理和化学实验的紧密结合将有助于解决这个问题。为此,发展能够应用于复杂分子休系的量子化学计算方法是实现上述目标的前提之一。因而W.科恩以电子密度泛函理论和J.波普尔以量子化学

5、计算方法及模型化学等研究成果获得了1998年的诺贝尔化学奖。二、探究内容1、锂离子电池锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程屮，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电吋，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放屯吋则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂系电池分为锂电池和锂离了电池。手机和笔记木电脑使用的都是锂离了电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于口常电子产品。2、传感器传感器（英文名transducer/sensor）是一种检测装置，能感

6、受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输岀，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和口动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体自了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起來。通常根据其基本感知功能分为热頌元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。3、相平衡一个系统可以是多组分的并含有许多相。当相与相间达到物理的和化学的平衡吋，则称系统达到了相平衡。相平衡的热力学条件

7、是各相的温度和压力相等，任一组分在各相的化学势相等。4、先进材料激光材料（lasermaterial）把各种泵浦（电、光、射线）能量转换成激光的材料。激光器的工作物质。激光材料主要是凝聚态物质，以固体激光物质为主；光电材料是指用于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器光信息处理和存储装置及光通信等）的材料，主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等；光电材料是指用于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器光信息处理和存储装置及光通信等）的