物理化学研究方法

《物理化学研究方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、什么是物理化学化学是研究物质的组成、结构、性质、分子间的相互作用及其原子或原子团重新组合的规律性等方面的一门学科。物理化学是根据物理现象和化学现象之间相互联系来研究物质变化规律的一门学科。物理现象化学反应（力、热、光、电）物理化学联系物理化学的目的和内容物理化学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。作为化学的理论基础，物理化学主要由化学热力学、统计热力学、化学动力学、结构

2、化学四大支柱组成。物理化学的目的和内容研究内容：(1)化学热力学研究化学变化过程（包括相变过程）的能量转换及化学变化的方向和限度问题（分析有无可能）；(2)化学动力学研究化学反应的速率和机理问题及影响速率的因素（分析能否实现）；(3)物质结构物质的性质与其结构之间的关系问题（分析其内在原因）物理化学的研究方法物理化学是自然科学中一个独立的分支，因此一般的科学研究方法对物理化学也是适用的。但由于它研究对象的特殊性，还有其特殊的研究方法，这些方法是建立在理论物理方法的基础之上的，如：1.热力学方法2.统计力学方法3.

3、量子力学方法4.动力学方法归纳：从个别到一般。演绎：从一般推论到个别。热力学方法是宏观的方法，其研究对象是由众多质点组成的宏观体系，它以热力学三大定律为基础，用一系列体系的宏观性质（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和速率。经典热力学方法只适用于平衡体系。热力学第一定律在能量转化过程中,能量既不被消灭,也不会被产生,只能从一种形式转变为另一种形式,且不同形式能量在相互转化时永远是数量相当的。热力学可逆过程不同于可逆化学反应热力学可逆过程是科学的抽象,实际中不存在,但其具有重要的

4、理论意义,且有些实际过程可近似视为可以以可逆方式实现。太阳能利用涉及的技术问题很多，但根据太阳能的特点，具有共性的技术主要有四项，即太阳能采集、太阳能转换、太阳能贮存和太阳能传输，将这些技术与其它相关技术结合在一起，便能进行太阳能的实际利用---光热利用、光电利用和光化学利用。太阳能的利用热力学第二定律和第三定律热力学第二定律是描述热量的传递方向的。分子有规则运动的机械能可以完全转化为分子无规则运动的热能；热能却不能完全转化为机械能。“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。”这就是热力学第三定律。低熵经济“熵”原

5、为一物理学概念，指“可用能量的消耗”，或某一系统中存在的一定单位的“无效能量的总和”与“不能再被转化做功的能量的总和的测定单位”。20世纪70年代，日本物理学家槌田敦将描述转化方向的“熵增加原理”引入对社会经济系统的研究。熵理论已在经济学界得到广泛认同和接受。在内涵“可持续发展”意蕴方面，低熵化发展模式与熵理论具有内在的一致性。在低熵化发展模式逐渐取代传统发展模式的过程中，一味追求高速度和高增长的传统GDP，必然让位于考虑资源和环境因素的“绿色GDP”和关照人的自由与发展的“人文GDP”。杨振宇翁帆:我们已经慢慢

6、学会欣赏彼此杨振宁：讨论结婚时，我跟翁帆说，将来我不在了，我赞成你再结婚。她说：“我当然不会，你怎么可以这样讲！”但我的话是有哲理的。人生非常复杂，没有绝对的对与不对。我告诉她，赞成你将来再结婚，是年纪大的杨振宁讲的；年纪轻的杨振宁，希望你不再结婚。统计力学方法它主要是运用微观研究手段，把统计描述与量子力学原理结合起来，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性质。量子力学方法用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求解组成体系的微观粒子之间的相互作用及

7、其规律，从而揭示物性与结构之间的关系。物理化学的意义及其在中学化学教学中的作用同其它化学二级学科（无机、分析、有机等）相比，物理化学则着重研究更具有普遍性的、更本质的化学现象的内在规律性。其他学科在解决具体问题时，在很大程度上常常利用物理化学的方法，因此物理化学是整个化学学科的理论基础。中学化学涉及物理化学的内容：吸热反应，放热反应，可逆反应，化学平衡，CO2变干冰，食盐加入水中使冰点降低，电解质的导电，石墨转变金刚石，催化剂,金属的防腐,肥皂的洗涤作用等等。近代化学的发展趋势和特点(1)从宏观到微观(2)从体相

8、到表相(3)从定性到定量(4)从单一学科到交叉学科(5)从研究平衡态到研究非平衡态化学学科的发展趋势单用宏观的研究方法是不够的，只有深入到微观，研究分子、原子层次的运动规律，才能掌握化学变化的本质和结构与物性的关系。(1)从宏观到微观化学学科的发展趋势在多相体系中，化学反应总是在表相上进行，随着测试手段的进步，人们迫切希望了解表相反应的实际过程，这也进一步推动了表面化学和