天津大学物理化学.pptx

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§一门无处不在的学科
化学是自然科学中的一门重要学科,是研究物质的组成、性质与变化的科学。
由于化学研究的内容几乎涉及到物质科学和分子科学的所有方面,因而近年来开始被人们称之为“中心科学”。
绪论
例如:钢铁的冶炼;
煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运转。
这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学反应来实现的。
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四大化学:
:元素、元素周期表具体的反应


:不讲具体的反应,讲任何反应和变化都适应的普遍规律
物理化学是化学的理论基础,概括地说是用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论,它所研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题,所以物理化学曾被称为理论化学。
主导地位或者纽带作用
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物理化学从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手,借助数学和物理学的理论从而探求化学变化中具有普遍性的包含宏观到微观的基本规律(平衡规律和速率规律)。在实验方法上主要采用物理学中的方法。
物理化学研究物质系统在发生pVT变化、相变化和化学变化过程的基本原理,涉及平衡规律和速率规律以及与它们有关的物质结构和性质。
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如设计一个新产品(化工产品、特殊材料),首先要搞清楚以下问题:
用什么样的原料(反应的可能性);
用什么方法生产(反应过程的实现);
生产工艺参数(反应压力、温度、浓度、原料比)的确定;
在可能条件下,产品能达到的纯度(平衡转化率和产率);
反应的速率(单位时间的产量)如何;
产品的提纯工艺(精馏、结晶、萃取等)确定。
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根据可持续发展战略,在考虑实际生产设计时要遵循以下原则:
绿色化学(环境友好化学);
“原子经济性”;
无毒、无害催化剂/溶剂;
“零排放”;
物质的综合利用和能源的综合利用。
物理化学可提供解决上述问题的基本方法和原则。
目的物理化学主要是为了解决生产实际和科学实验中向化学提出的理论问题,揭示化学变化的本质,更好地驾驭化学,使之为生产实际服务。
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物理化学形成于十九世纪下半叶,那时的资本主义在蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道,科学与技术都在这一时期得到了高度发展,自然科学的许多学科,包括物理化学,都是在这一时期发展建立起来的。
物理化学的建立与发展:
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十八世纪开始萌芽:从燃素说到能量守恒与转化 定律。俄国科学家罗蒙诺 索夫最早使用“物理化学”这 一术语。
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十九世纪中叶形成: (1853~1932)和荷兰科学家 ’tHoff(1852~1911)
合办了第一本“物理化学杂志”
(德文)。
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二十世纪迅速发展:新测试手段和新的数据处理方法不断涌现,形成了许多新的分支学科,如:热化学,热力学,电化学,溶液化学,胶体化学,表面化学,化学动力学,催化化学,量子化学和结构化学等。
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物理化学从它被建立起就被广泛地用于工业生产和科学研究,发挥了巨大的理论指导作用。
二次世界大战以后石油工业迅速发展,促进了物理化学在催化、表面化学和电化学等领域的发展和应用。
反过来,工业技术和其它学科的发展,特别是电子技术及各种物理测试手段的出现,反过来都极大地促进了物理化学的发展。
人类对自然界的好奇与探索是永无止境的,人们从未满足过在宏观上对化学反应规律的认识,一直在努力探索和揭示化学变化在微观上的内在原因,探知分子、原子的结构及运动与化学反应的关系,这促成了物理化学的又一个分支结构化学与量子力学的发展。
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