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[工学]物理化学第四版课件 印永嘉 等编 第0章 绪论.ppt

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[工学]物理化学第四版课件 印永嘉 等编 第0章 绪论

绪论 有关数学知识的复习 有关气体知识的复习 一、绪 论 1、什么是物理化学 物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手,来探求化学变化及相关的物理变化基本规律的一门科学 ---付献彩--- Physical chemistry is the branch of chemistry that establishes and develops the principles of the subjects. Its concepts are used to explain and interpret observations on the physical and chemical properties of matter. Physical chemistry is also essential for developing and interpreting the modern techniques used to determine the structure and properties of matter, such as new synthetic materials and biological macromolecules. ----Atkins----- 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(唐有祺)---- 2、物理化学的研究内容 (1) 化学反应的方向、限度和能量效应 ----- 化学体系的平衡性质 (2) 化学反应的速率和反应机理 ----- 化学体系的动态性质 (3) 化学体系的微观结构和性质 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。 3、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 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 5. 物理化学的研究方法 物理化学是化学学科中的一个重要分支,是化学科学的理论基础。 研究方法: 以物理学的基本原理和实验手段为基础,借助数学方法来研究化学反应的规律——逻辑推理法。如: 热力学方法(宏观)——化学热力学; 统计力学方法——化学统计热力学; 量子力学(微观)——量子化学; 光学——光化学; 电学——电化学。 6. 物理化学所担负的主要任务: ①化学热力学——化学变化的方向和限度,以及伴随发生的能量转换关系;  例如合成氨,常温常压下能否进行?产率? ②化学动力学——化学反应的速率和机理;  上例理论上可行。关键是寻找合适的催化剂和反应途径(模拟生物固氮) ③结构化学——物质的性质与其微观结构的关系  例如研究与氮分子有关的配合物的结构,以及它们在不同条件下的变化,就有利于常温常压下寻找固氮的途径。  8. 如何学好物理化学 第一环节:认真听课 ⑴预习。 ⑵认真听课:注意以下三点 ①基本概念; ②公式推导过程和公式的限制条件; ③基本概念和公式如何在例题中应用。 ⑶作好笔记。 第二环节:课后复习和做习题 ⑴复习:整理和补充笔记,注意及时总结 ⑵做习

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