物理化学电子教案绪论(1).ppt
物理化学概述-绪论
现代化学键理论的形成 量子力学的兴起
结构化学形成 量子化学形成
⑶计算化学（Computational chemistry）时期
20世纪60年代，随着大容量高速电子计算机的发展，物理化学 的新生长点诞生——量子化学计算方法的研究。其中严格计算的 从头算方法、半经验计算的全略微分重叠和间略微分重叠等方法 的出现，扩大了量子化学的应用范围，提高了计算精度。
李远哲 J.C.Polanyi
1887年，自物理化学作为一门学科的正式形成后，大体经过了 三个时期的发展。
⑴化学热力学时期
19世纪中后期到20世纪初，物理化学家把热力学第一定律、第二定律 被广泛应用于各种化学体系进行研究，促使化学热力学蓬勃发展。
1867年，美国物理化学家Gibbs 通过对对多相平衡体系的研究提出了 相律。
美国化学家理查德·R·施罗克(Richard R. Schrock )其研究 主要从有机化学及无机化学的角度研究高氧化态金属配合物、相 关的催化反应及其催化机理。因其在烯烃复分解 反应的贡献，成为2005年诺贝尔化学奖获得者之 一。
美国化学家罗杰·科恩伯格(Roger D.Kornberg) 通过一系列的转录相关复合物（RNA聚合酶II、模 板DNA、合成出的mRNA、核苷酸、调控蛋白）的晶 体结构，从分子水平上帮助人们深入地理解真核转 录的分子机制。成为2006年诺贝尔化学奖获得者。
计算化学的发展，使定量的计算扩大到原子数较多的分子，并 加速了量子化学向其它学科的渗透。
1928～1933年，许莱拉斯、詹姆斯和库利奇计 算 He、H2，得到了接近实验值的结果。70 年代 又对它们进行更精确的计算，得到了与实验值几 乎完全相同的结果。
以色列化学家阿龙·切哈诺沃(Aaron Ciechanover)、阿夫拉 姆·赫什科(Avram Hershko)和美国化学家欧文·罗斯（Irwin Rose），在20世纪70—80年代发现泛素调节的蛋白质降解，揭示 了泛素调节的蛋白质降解机理，指明了蛋白质降解研究的方向， 成为2004年诺贝尔化学奖获得者。
《物理化学》电子教案上册
《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍1.2 物理化学的基本概念1.3 物理化学的研究方法1.4 学习目标与要求第二章：气体2.1 气体的性质2.2 气体的压力与体积2.3 气体的温度与热量2.4 气体的化学反应第三章：溶液3.1 溶液的定义与组成3.2 溶液的浓度与稀释3.3 溶液的蒸馏与沸腾3.4 溶液的离子平衡第四章：固体4.1 固体的结构与性质4.2 固体的相变与相图4.3 固体的溶解与熔点4.4 固体的电导与磁性第五章：液体5.1 液体的性质与表面现象5.2 液体的蒸发与凝结5.3 液体的扩散与对流5.4 液体的相变与相图第六章：热力学第一定律6.1 能量守恒定律6.2 内能与热量6.3 功与热传递6.4 热力学第一定律的应用第七章：热力学第二定律7.1 熵与无序度7.2 可逆与不可逆过程7.3 热力学第二定律的表述7.4 热力学第二定律的应用第八章：化学平衡8.1 平衡常数与反应方向8.2 酸碱平衡与pH值8.3 沉淀平衡与溶解度积8.4 化学平衡的计算与应用第九章：动力学9.1 反应速率与速率常数9.2 零级、一级和二级反应9.3 反应机理与速率定律9.4 化学动力学的应用第十章：电化学10.1 电解质与离子传导10.2 电极与电极反应10.3 电池与电势10.4 电化学的应用重点和难点解析一、气体的化学反应补充和说明：气体之间的化学反应是物理化学中的重要内容，例如气体的合成、分解、置换等反应。
这些反应在工业生产、环境保护等领域具有重要的应用价值。
教案中应详细介绍气体化学反应的基本原理、反应类型及其应用实例，并通过实际案例分析，使学生能够深入理解和掌握这一部分内容。
二、溶液的离子平衡补充和说明：溶液中的离子平衡是物理化学中的关键概念，对于理解电解质溶液的性质和行为具有重要意义。
教案中应详细讲解离子平衡的基本原理、离子平衡常数的计算及其在实际应用中的作用，如酸碱平衡、溶解度积等。
《物理化学》教学大纲电子教案
《物理化学》教学大纲《物理化学》教学大纲开课单位：化学与生物工程学院化学教研室学分：3 总学时：48H（理论教学48学时）课程类别：必修考核方式：考试基本面向：生物工程专业一、本课程的性质、目的和任务物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系人手，来探求化学变化的基本规律的一门科学。
物理化学研究化学变化、相变化及其它有关的物理变化的基本原理，是材料学院和生物工程学院一门必修的基础课。
通过本课程的学习，学生应比较牢固地掌握物理化学基础知识和计算方法，同时还应得到一般科学方法的进一步训练，增长提出问题、分析问题和解决问题的能力。
科学方法的训练应贯彻在课程教学的整个过程中，特别是要通过热力学和动力学的学习，使学生能学会结合具体条件应用理论解决实际问题的一般科学方法。
二、本课程的基本要求1、启发学生对本课程的认识和学习热情，介绍本课程的主要内容和学习方法。
2、理解热力学状态函数的性质和应用，理解热力学三大定律的叙述及数学表达式。
3、理解溶液和相平衡原理及应用。
4、应用热力学定律，理解化学平衡的原理及应用。
5、理解电化学的基本原理及应用。
6、理解表面现象的性质及特点。
三、本课程与其它课程的关系本课程属理论课、基础课性质，它的目的是为后继课程打好基础，化工原理》、《现代分析检测技术》、《生物化学》、《生化工程》、《生化分离工程》等将应用本课程的基础理论及知识。
四、本课程的理论教学内容绪论介绍物理化学的研究对象及主要内容，研究方法。
结合实例说明物理化学理论学习的重要性，并激发学生学习物理化学的积极性。
第一章气体熟练掌握理想气体的状态方程，了解理想气体的微观模型。
掌握道尔顿分压定律和阿马格分体积定律条件及其应用。
了解真实气体pVT行为对理想气体行为的偏差。
第二章热力学第一定律理解下列热力学基本概念：环境和系统，状态函数，途径和过程，热和功，平衡状态。
理解并掌握热力学第一的叙述及数学表达式。
明确热力学能、焓、标准生成焓、标准燃烧焓、标准反应焓、热容的定义并会应用。
物理化学电子教案第一章(1).ppt
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2020/11/23
（1） 混合物的组成
a 摩尔分数x或y：
xB 或yB
nB nA
显然 xB 1 或 yB 1
A
B
B
b 质量分数
wB
mB mA
A
wB 1
B
c 体积分数
B
xB Vm,B xA Vm, A
A
B 1
B
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2020/11/23
§1.1 气体分子动理论
一 气体分子动理论的基本公式 二 理想气体状态方程 三 理想气体模型 四 理想气体混合物 五 分子平均平动能与温度的关系
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2020/11/23
1 气体分子动理论的基本公式
气体分子运动的微观模型
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2020/11/23
（2） 理想气体混合物状态方程
• 理想气体混合物状态方程为：
pV n总RT nB RT B
pV m RT M mix
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2020/11/23
（3） 道尔顿定律与分压力
⑴ 道尔顿定律：
混合气体的总压力等于各组分单独存在于混 合气体的温度、体积条件下所产生压力的总和。
u ( niui2 ) / n
i
n为单位体积内的分子数。
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2020/11/23
2 理想气体状态方程
• 17～19世纪三个著名的低压气体经验定律：
• 波义尔定律(R.Boyle,1662):
pV = 常数
物化课件
13:24:58
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实际气体的液化
270K时CO2相变过程
p=3.204MPa
峭， ， 由 如 上在 体 于 果 升等 积 液 继 的温 仅 体 续 线线 有 压 增 段上 微 缩 加 。出 小 性 压 现改很力 陡变小，
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气 体 全 部 凝 结 为 液 体
以上三式结合 理想气体状态方程
pV = nRT
单位：p Pa V m3
TK
n mol R J mol-1 K-1
摩尔气体常数：R ＝ 8.314510 J mol-1 K-1
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13:24:58
理想气体状态方程
理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT 以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
l’1 l’2 T1<T2<Tc<T3<T4
p / [Pa]
1) T < Tc 气相线 g1g’1: p , Vm 气－液平衡线 g1l1 : 加压，p*不变, gl, Vm g1: 饱和蒸气摩尔体积Vm(g) l1: 饱和液体摩尔体积Vm(l)
g’2 g’1ຫໍສະໝຸດ C l2 l1T4
T3 g2 g1 Tc
2) 质量分数wi
wi
def
mi / mi
（单位为1）
wi = 1
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13:24:58
理想混合气体状态方程
2. 理想气体方程对理想气体混合物的应用 因理想气体分子间没有相互作用，分子本身 又不占体积，所以理想气体的 pVT 性质与气体的 种类无关，因而一种理想气体的部分分子被另一 种理想气体分子置换，形成的混合理想气体，其 pVT 性质并不改变，只是理想气体状态方程中的 n 此时为总的物质的量。
第1讲(绪论)
[(C2H5)2OH]+[FeCl4]的亲溶剂（疏水）势能驱使Fe3+进入乙醚相；
亲溶剂势能远大于浓度差化学势，所以，Fe3+进入乙醚相
1.3 分离过程的本质
结论：
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进行；
总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合，即： G总＝势能项＋熵项＝µ i＋RT lnai 均相体系中只存在浓度差 自发混合。 非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作用（势能） 各组分趋向于分配在低势能相。（自由能降低）
3. 回收率的测定方法
利用标准参考物质（标准样品）、合成样品、分析过的样品、标 准加入法
1.5 分离方法的评价
富集倍数
富集倍数＝待分离组分的回收率/基体回收率
对富集倍数的要求—视样品中组分的最初含量
和所用检测技术灵敏度的高低而定。
高灵敏度和高选择性检测方法无需富集；通常
富集100－1000倍即可。
1. 2. 3. 4.
分离富集技术的特点
分离对象种类繁多（所有天然和合成物质） 分离目的各不相同（检测、制备、定性定量） 分离规模差别很大（g级吨级） 分离技术形形色色（过滤、萃取、离心）
5. 应用领域极为广泛（生物医药、石油、化工）
1.1 分离科学及其研究内容
分离科学的研究内容
分离过程的共同规律
1.2 分离科学的意义
2024版傅献彩物理化学电子教案课件
01绪论Chapter物理化学概述物理化学的定义01物理化学的研究范围02物理化学在化学科学中的地位03物理化学的研究对象与任务研究对象研究任务实验方法通过实验手段观测和记录物质的物理现象和化学变化，获取实验数据。
理论方法运用数学、物理学等理论工具对实验数据进行处理和分析，揭示物质的基本规律。
计算方法利用计算机模拟和计算等方法，对物质的性质、结构和变化规律进行预测和研究。
物理化学的研究方法030201物理化学的学习方法与要求学习方法学习要求02热力学基础Chapter热力学基本概念与术语热力学系统状态与状态函数过程与途径热力学平衡态热力学第一定律能量守恒定律能量不能创造也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学能系统内能的变化等于传入系统的热量与外界对系统做功之和。
焓定义为系统的热力学能与体积的乘积，用于描述等压过程中的能量变化。
热力学第二定律热力学第二定律表述热力学温标熵增原理热力学函数与基本方程热力学函数热力学基本方程麦克斯韦关系式热力学在化学中的应用化学反应的热效应化学平衡相平衡03化学动力学基础Chapter化学反应速率的概念与表示方法化学反应速率表示方法摩尔浓度变化率、质量浓度变化率、气体分压变化率等化学反应速率理论简介碰撞理论过渡态理论01020304浓度越高，反应速率越快。
反应物浓度温度越高，反应速率越快。
温度催化剂可以降低反应的活化能，从而加快反应速率。
催化剂对于有气体参与的反应，压力的变化会影响反应速率。
压力影响化学反应速率的因素复杂反应动力学简介平行反应竞争反应连续反应根据反应条件（如温度、压力、浓度等）预测反应的速率。
预测反应速率通过调整反应条件（如温度、压力、催化剂等）来优化反应速率和选择性。
优化反应条件通过分析反应速率与各种因素的关系，可以推断出反应的机理和过渡态的性质。
研究反应机理化学反应速率理论的应用04电化学基础Chapter电化学基本概念与术语电化学电极电解质电离电导率将化学能转变为电能的装置。
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跨国化指数的公式表达如下：
跨国化指数=(国外资产/总资产+国外销售额/总销售额+ 国外雇员数/总雇员数)/3×100%
• 与服务业相比，制造业是较为容易实现国际化的产业。由 于有形产品生产的可分割性，企业可以最大限度地利用国 际分工的比较优势在全球范围内实现资源的有效配置。
• 第三产业在实现国际化经营方面不如第二产业那么具有优 势。
生产全球化是指企业利用劳动力、土地、资本和能源等生产 要素在各个国家间的差异，在全球范围内组织生产和物流，进而 有效降低成本，提高生产效率。生产全球化能够使跨国公司获得 更大的利润。
经济全球化有利于资源和生产要素在全球的合理配置，有利 于资本和产品在全球性流动，有利于科技在全球性的扩张，有利 于促进不发达地区经济的发展。经济全球化是人类发展进步的表 现，是世界经济发展的必然结果。但经济全球化在发展过程中也 遇到挑战。经济全球化带来和全球范围内的收入分配不均，带来 了环境污染扩散，还带来了国家地区之间为争夺经济利益而发生 的冲突。尤其对发展中国家而言，经济全球化带来的风险和挑战 将更加严峻。
全球化3.0阶段世界变成“迷你型”的了。在全球化3.0版 本下，主要的问题是：在全球竞争机会中个人究竟处在什么 位置？个人可以如何与他人进行全球合作？
三、经济全球化
经济全球化是指世界经济活动超越国界，通过对外贸易、资 本流动、技术转移、提供服务、相互依存、相互联系而形成的全 球范围的有机经济整体。经济全球化是当代世界经济的重要特征 之一，也是世界经济发展的重要趋势。
引例 星空联盟
第一节 全球化的内涵
一、全球化的定义
全球化是20世纪80年代以来在世界范围日益凸现的新现 象，是当今时代的基本特征。货物与资本的跨国流动是全球 化的最初形态。在此过程中，出现了相应的地区性、国际性 的经济管理组织与经济实体，以及文化、生活方式、价值观 念、意识形态等精神力量的跨国交流、碰撞、冲突与融合。
物理化学实验电子教案
物理化学实验电子教案第一章：实验基本原理与操作1.1 实验安全与防护介绍实验安全常识，如穿戴实验服、佩戴防护眼镜等。
讲解实验室中的危险品识别与处理方法。
1.2 实验数据处理与误差分析教授实验数据的采集、记录和处理方法。
介绍误差来源及减小误差的方法。
1.3 实验基本操作演示实验室常用的玻璃仪器的使用方法。
讲解实验中常用的测量和计算方法。
第二章：溶液的配制与浓度测定2.1 溶液的配制教授溶液配制的基本原则和方法。
演示如何准确称量和溶解固体物质。
2.2 浓度测定介绍常见的浓度测定方法，如滴定法、光谱法等。
演示浓度测定的实验操作和数据处理。
第三章：热力学实验3.1 热量的测定讲解热量测定原理，如热量守恒定律。
演示热量测定的实验操作和数据处理。
3.2 相图的绘制介绍相图的基本概念和绘制方法。
演示如何通过实验数据绘制相图。
第四章：动力学实验4.1 反应速率测定讲解反应速率的概念和测定方法。
演示反应速率测定的实验操作和数据处理。
4.2 活化能的测定介绍活化能的概念和测定方法。
演示活化能测定的实验操作和数据处理。
第五章：电化学实验5.1 电化学基本概念讲解电化学基本原理，如电极反应、电势等。
介绍电化学实验中常用的电化学电池和仪器。
5.2 电位测定与腐蚀防护演示电位测定实验操作和数据处理。
介绍腐蚀防护方法，如阴极保护、涂层等。
第六章：光学与光谱学实验6.1 光学基本原理介绍光学实验中涉及的基本原理，如光的传播、反射、折射等。
讲解光学仪器的基本构造和使用方法。
6.2 光谱学实验介绍光谱学的基本概念，如光谱、吸收光谱、发射光谱等。
演示光谱学实验的操作步骤和数据处理。
第七章：磁化学实验7.1 磁性材料的基本概念讲解磁性材料的基本性质，如磁性、磁化强度、磁化曲线等。
介绍磁化学实验中常用的仪器和设备。
7.2 磁化曲线与磁化率测定演示如何测定磁化曲线和磁化率。
讲解磁化曲线和磁化率在实际应用中的意义。
第八章：原子吸收与发射光谱实验8.1 原子吸收光谱原理介绍原子吸收光谱的基本原理和应用。
物理化学》电子教案上册
《物理化学》电子教案上册第一章：引言1.1 课程介绍了解物理化学的课程背景、意义和目的。
理解物理化学的基本概念和研究方法。
1.2 物理化学的发展历程回顾物理化学的发展历程，了解其重要里程碑和成就。
介绍著名物理化学家和他们对物理化学的贡献。
1.3 学习目标和要求明确学习目标，包括知识、技能和态度。
提出学习要求，包括课堂参与、作业和考核。
第二章：物质的量与状态2.1 物质的量引入物质的量的概念，解释摩尔和阿伏伽德罗常数。
学习物质的量的计算和转换，包括摩尔质量、物质的量浓度等。
2.2 状态介绍理想气体状态方程，理解压力、体积和温度之间的关系。
学习物质的相变，包括固态、液态和气态的性质和变化。
2.3 物质的量与状态的计算练习计算物质的量与状态之间的关系，包括理想气体状态方程的运用。
分析实际问题，应用物质的量与状态的计算方法。
第三章：热力学第一定律3.1 能量守恒定律复习能量守恒定律的基本原理，理解能量的转化和守恒。
学习能量的单位和国际制，了解能量的量纲和换算关系。
3.2 内能和热量引入内能的概念，理解内能的定义和计算方法。
学习热量的传递方式，包括传导、对流和辐射。
3.3 热力学第一定律阐述热力学第一定律的内容，理解能量守恒与热力学第一定律的关系。
应用热力学第一定律解决实际问题，进行能量的计算和分析。
第四章：热力学第二定律4.1 熵的概念引入熵的概念，解释熵的定义和物理意义。
学习熵的计算方法和熵变的表达式。
4.2 热力学第二定律的表述阐述热力学第二定律的不同表述，包括熵增原理和克劳修斯定律。
理解热力学第二定律的本质和意义。
4.3 热力学第二定律的应用学习热力学第二定律在实际问题中的应用，包括热机和制冷机的效率计算。
分析热力学第二定律对自然界和工程实践的影响。
第五章：溶液的性质5.1 溶液的定义和组成引入溶液的概念，理解溶液的组成和特点。
学习溶质和溶剂的分类及它们之间的相互作用。
5.2 溶液的浓度和渗透压介绍溶液的浓度表示方法，包括摩尔浓度和质量浓度。
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2020/11/23
0.4 物理化学学科的战略地位
(1)物理化学是化学科学的理论基础及重要组成学科 (2)物理化学与其它学科相结合极大地扩充了化学研
究的领域 (3)物理化学与国计民生密切相关
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2020/11/23
0.5 物理化学课程的学习方法
---自然科学学科发展战略调研报告---
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
研究内容： (1) 化学变化的方向、限度 (2) 化学反应的速率和机理问题 (3) 物质的性质与其结构之间的关系问题
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
2020/11/23
0.2 物理化学的研究方法
•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。 •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。
研究方法： a.热力学方法 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。
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
2020/11/23
0.1 物理化学的定义
物理化学是从物质的化学现象和物理现象之间 的相互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学科
---付献彩---
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2020/11/23
0.1 物理化学的定义
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。
•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。 •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。
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2020/11/23
0.3 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。
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2020/11/23
0.3 物理化学的建立与发展
十九世纪形成：
19世纪中叶热力学第一定律和热力学第二定律的提出 1850年 Wilhelmy 第一次定量测定反应速率 1879年质量作用定律建立 1889年Arrhenius 公式的建立和活化能概念的提出 1887年德文“物理化学”杂志创刊 1906 – 1912年 Nernst热定理和热力学第三定律的建立
物理化学电子教案—绪论
化学化工学院 物理化学教研组
引用 借鉴
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2020/11/23
绪论
0.1 物理化学的定义 0.2 物理化学的研究内容和方法 0.3 物理化学的建立与发展 0.4 物理化学学科的战略地位 0.5 物理化学课程的学习方法
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2020/11/23
0.3 物理化学的建立与发展
二十世纪迅速发展： 1920 －1960 年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
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2020/11/23
0.3 物理化学的建立与发展
1960 年－ ： (1)从宏观到微观 (2)从体相到表相 (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 当前的前沿领域：分子动态学、表面与界面物理化 学、非平衡非线性化学、分子设计与分子工程学
(1)演绎法；归纳法。 (2)抓重点，推导公式。 (3)学会解题方法。 (4)自学，复习，思考，解题。
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2020/1