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08化学本专业必修课程（） 物理化学 蒙延峰 Tel： 3#118、新生化大楼A315 E-mail:ldumeng@126.com * 绪 论 ? 物理化学的目的和内容 ? 物理化学的研究方法 ? 物理化学的建立与发展 ? 近代化学的发展趋势和特点 ? 物理化学课程的学习方法* SCIENCE 上游科学： 特点：研究对象简单，体系严密、系统 中游科学： 下游科学： 特点：研究对象比较复杂，体系比较严密、系统 特点：研究对象复杂，体系尚不够严密、系统，经验型的描述比较多。 数学 化学、物理 生物、材料、地学、天文等 绪 论 绪 论 * 化 学 无机化学 有机化学 物理化学 分析化学 高分子 它们均着眼于具体的物质及物质间所发生的化学反应,属于实验型或应用型化学. 理论化学,把物理学的原理和方法应用于化学系统,从而得出支配该系统性质和行为的基本规律,能够从理论的高度对化学领域内的基本问题予以指导说明. 化学热力学、化学动力学、电化学、界面化学、胶体化学、纳米化学等等 绪 论 绪 论 * 物理化学：从化学现象与物理现象之间的相互联系入手，探求化学变化的基本规律的一门科学.实验方法上主要采用物理学中的方法. 物理化学？ 绪 论 * 物理化学的目的和内容 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。 研究内容： ? 化学变化的方向和限度问题------化学热力学化学反应的速率和机理问题------化学动力学物质的性质与其结构之间的关系问题----物质结构 绪 论 * 物理化学的研究方法 ?遵循“实践—理论—实践”的认识过程，分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实概括到一般， 再从一般推理到个别的思维过程。 ?综合应用微观与宏观的研究方法，主要有：热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。 绪 论 * ? 热力学方法： 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。 ? 统计力学方法： 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。 绪 论 * 物理化学的研究方法 ? 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其规律，从而指示物性与结构之间的关系。 绪 论 * 物理化学的建立与发展 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。 十九世纪中叶形成：1887年德国科学家W.Ostwald和荷兰科学家J.H.van’t Hoff 合办了第一本“物理化学杂志”（德文） 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，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，催化作用，量子化学和结构化学等。 绪 论 * 近代化学的发展趋势和特点 (1) 从宏观到微观 (2) 从体相到表相 (3) 从定性到定量 (5) 从单一学科到交叉学科 (6) 从研究平衡态到研究非平衡态 《新世纪的物理化学---学科前沿与展望》 2004年国家自然科学基金委化学科学部组编 (4) 从静态到动态 绪 论 * 近代化学的发展趋势和特点 ①宏观?微观： 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。 介观是介于宏观和微观之间，尺度介于1~100nm。亚微观，或称为介观，是80年代中期才明确提出的概念，研究对象是介于宏观凝聚态与微观原子、分子之间。 绪 论 * ② 体相?表相：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，了解表相反应的实际过程，推动表面化学和多相催化的发展。 近代化学的发展趋势和特点 绪 论 * ③ 静态?动态：热力学的研究特点是典型的从静态判断动态，利用几个热力学函数，在特定的条件下来判断变化的方向，但无法给出变化过程中的细节。60年代以来，由于激光技术和分子束技术的出现，可以真正的研究化学反应的动态问题。分子反应动力学就是在这基础上发展起来的。 近代化学的发展趋势和特点 绪 论 * ④ 定性?定量：随着计算机技术的飞速发展，大大缩短了数据处理的时间，并可进行人工模拟和自动记录，使许多以前只能做定性研究的课题现在可进行定量监测。 近代化学的发展趋势和特点 绪 论 * ⑤ 单一学科?交叉、边缘学科：化学学科与其他学科以及化学内部更进一步相互渗透、相互结合，形成了许多极具生命力的交