绪 论(2).ppt

绪论
一、物理化学的研究对象
二、物理化学的研究内容
三、物理化学的建立与发展
四、物理化学的研究方法
五、学习物理化学的具体要求
六、参考书目
一、物理化学的研究对象
物理化学又称理论化学,是化学的重要分支之一。它是从物质的物理现象与化学现象的联系入手来研究化学变化基本规律的一门科学。
物理化学运用数学、物理学等基础科学的理论和实验方法,研究化学变化包括相变化和PVT变化中的平衡规律和速率规律,以及这些规律与物质微观结构的关系。
物理化学是研究化学学科中的原理和方法, 研究化学体系行为最一般规律和理论的学科, 是化学的理论基础。
---自然科学学科发展战略调研报告---
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的特殊规律的学科。
--- 中国大百科全书(唐有棋)--
现代物理化学是研究所有物质体系的化学行为的原理、规律和方法的学科。
涵盖从宏观到微观与性质的关系规律、化学过程机理及其控制的研究,它是化学以及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础。
--南大《物理化学》第五版
化学变化总伴随着物理变化
如:化学反应中常伴有能量的吸收或放出, 有压力、温度、密度、形态等的变化,有光的发射或吸收,有声响,有电动势、电流等……
物理条件的变化也影响着化学变化
如:压力、温度、浓度等变化的影响
分子内部的微观物理运动形态则直接决定了物质的性质及化学反应能力
化学现象与物理现象之间有着密切联系物理化学研究的正是这种联系,从而找出化学反应中具有普遍性的规律。
二、物理化学的内容
1、化学热力学
(体系的平衡性质)
2、化学动力学
(体系的动态性质)
3、结构化学
(体系的微观性质)
化学变化的能量效应热力学第一定律
化学变化的方向和限度热力学第二定律
化学反应进行的速度
化学反应进行的具体步骤
化学性质与微观结构之间的关系
化学热力学
化学动力学与分子反应动态学
结构化学与分子谱学
理论化学(化学统计力学、分子工程学、非线性物理化学)
其他分支学科还包括:
电化学、表面及胶体化学、光化学等
将物理化学原理应用于不同的体系,则产生了物理有机化学、生物物理化学、冶金物理化学等等。
三、物理化学的建立与发展
第一阶段:1887 - 1920 s:化学平衡和化学反应速率的唯象规律的建立
19世纪中叶:热力学第一定律和热力学第二定律的提出
1850:Wilhelmy 第一次定量测定反应速率
1879:质量作用定律建立
1889:Arrhenius 公式的建立和活化能概念的提出
1887:德文“物理化学”杂志创刊
德国科学家奥斯特瓦尔德(,1853—1932)和荷兰科学家范霍夫(’t I-Ioff,1852—1911)合办的德文《物理化学杂志》创刊,从此,“物理化学”这一名称就逐渐普遍被采用。
1906 - 1912:Nernst热定理和热力学第三定律的建立
第二阶段:1920 s - 1960 s:结构化学和量子化学的蓬勃发展和化学变化规律的微观探索
1926 量子力学建立
1927 求解氢分子的薛定谔方程
1931 价键理论建立
1932 分子轨道理论建立
1935 共振理论建立
1918 提出双分子反应的碰撞理论
1935 建立过渡态理论
1930 提出链反应的动力学理论
第三阶段:
1960 s -:由于激光技术和计算机技术的发展,物理化学各领域向更深度和广度发展
当前的前沿领域:分子动态学; 表面与界面物理化学; 非平衡非线性化学; 分子设计与分子工程学
宏观微观
静态态动态
动态
体相表相
非平衡态
微观
宏观
微观
静态
动态
体相
表相
平衡态