物理化学电子教案—绪论.ppt

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1、物理化学电子教案—绪论2021/7/31物理化学的概念Physicalchemistryisthebranchofchemistrythatestablishesanddevelopstheprinciplesofthesubjects.Itsconceptsareusedtoexplainandinterpretobservationsonthephysicalandchemicalpropertiesofmatter.Physicalchemistryisalsoessentialfordevelopingandinterpretingthemo

2、derntechniquesusedtodeterminethestructureandpropertiesofmatter,suchasnewsyntheticmaterialsandbiologicalmacromolecules.----Atkins-----2021/7/31物理化学的概念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）

3、----2021/7/31物理化学的概念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。它是化学和物理学相互交叉的一门学科，它不同于无机、有机、分析等学科，它们都有特殊的研究对象，而物化则着重于研究更具普遍性的化学运动的本质特征和内在规律性。在实验方法上主要采用物理学中的方法。2021/7/31什么是物理化学?化学反应原子、分子间的分离与组合热电光磁温度变化压力变化体积变化化学物理学密不可分相态变化2021/7/31物理化学用物理的理论和实验方法研究化学变化的本质与规律物理现象化学现象2021/7/310.1物理化学的目的和内容目的物理

4、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。2021/7/31物理化学主要研究内容（1）化学变化的方向和限度问题各种因素如温度、压力和浓度等对化学变化的影响等。这类问题属于化学热力学的范畴。（2）化学反应的速率和机理问题外界条件如温度、压力、浓度和催化剂等对反应速率的影响。这属于化学动力学的范畴。（3）物质结构与性能之间的关系研究这类问题有结构化学和量子化学两个分支2021/7/310.1物理化学的目的和内容a.能否反应？b.如果能反应，则方向如何？c.如果能反应，反应到什么程度

5、为止？d.如果能反应，反应中能量变化如何？e.如果能反应，外界条件的改变对它（平衡）有何影响？f.如果能反应，反应的快慢如何？（即速度问题）g.如果能反应，反应的历程如何？h.如果能反应，外界条件对反应速率有何影响？i.如果能反应，反应过程中内部结构的变化如何？2021/7/31§0.2物理化学的研究方法采用归纳法和演绎法这一对逻辑方法按照“实践―认识―再实践―再认识”的形式，往复循环以至无穷常用的研究方法有：实验的方法，归纳和演绎的方法，模型化方法，理想化方法，假设的方法，数学的统计处理方法等等主要有：热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。202

6、1/7/31热力学方法：0.2物理化学的研究方法以众多质点组成的宏观体系作为研究对象，以两个经典热力学定律为基础，用一系列热力学函数及其变量，描述体系从始态到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。经典热力学方法只适用于平衡体系。2021/7/31统计力学方法：0.2物理化学的研究方法用概率规律计算出体系内部大量质点微观运动的平均结果，从而解释宏观现象并能计算一些热力学的宏观性质。量子力学方法：用量子力学的基本方程（ESchrödinger方程）求解组成体系的微观粒子之间的相互作用及其规律，从而指示物性与结构之间的关系。2021/7/310.3物理化学的

7、建立与发展1.十八世纪开始萌芽：МВЛомоносов从燃素说到能量守恒与转化定律。俄国科学家罗蒙诺索夫(1711-1765)最早使用“物理化学”这一术语。2021/7/310.3物理化学的建立与发展2.十九世纪中叶形成：1887年俄国科学家WOstwald（1853～1932，后加入德国籍）和荷兰科学家JHvan’tHoff(1852～1911)合办了第一本“物理化学杂志”(德文）。WOstwald(1853～1932)JHvan’tHoff(1852～1911)2021/7/310.3物理化学的建立与发展发展经历了三个阶段:第一阶段1887-19

8、20s，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：W