物理化学全册完整教学课件2
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大学物理化学全套课件
解：
pV 2RT
☺ pV 28.3145J K1 T
☺ T
101.325103 0.0448
2 8.3145
K
T 273 K ☺
19
第1章 化学热力学基础
1.0 化学热力学理论的基础和方法
热力学第一定律（能量守恒） 热力学第二定律（物质变化过程的方向与限度） 热力学第一定律和第二定律都是经验规律。 热力学第三定律（化学平衡计算）
7
第1章 化学热力学基础
第2章 相平衡热力学
第3章 相平衡强度状态图
第4章 化学平衡热力学
第5章 统计热力学初步
第6章 化学动力学基础
第7章 界面层的平衡与速率
第8章 电解质溶液
第9章 电化学反应的平衡与速率
第10章 胶体分散系统与粗分散系统
8
物理化学的研究方法
宏观方法（热力学方法） 微观方法（量子力学方法） 从微观到宏观的方法（统计热力学方法）
p、V、T等叫热力学系统的宏观性质。
宏观性质分为两类： 广度性质：与系统中所含物质的量有关，有加和性， 例如V，m等。 强度性质：与系统中所含物质的量无关，无加和性， 例如T，p等。
强度性质
一种广度性质 另一种广度性质
如Vm
V n
，
m V
等。
1.1.3 均相系统和非均相系统
相：系统中物理性质及化学性质均匀的部分。 相与相之间有分界面存在。 系统根据其中所含相的数目 均相系统（单相系统）：系统中只含一个相； 非均相系统（多相系统）：系统中含有一个以上的 相。
解：
pV nRT
R pV nT
100103 Pa 24.78103 m3 8.3145J mol1 K1 1mol 300K
物理化学 课件.ppt
Gi Gm
一定温度下，纯组分理想气体摩尔吉布斯自由能的微分可 表示为：
dGm Vmdp
如果在标准压力p0和任意压力之间积分上式，可得：
Gm (
p)
Gm (
p0)
RT
ln
p p0
0
RT
ln
p p0
(T , p) 0 (T ,
p0 ) RT
水和乙醇的例子
（1）偏摩尔量的定义
多组分系统的任一种容量性质X（X可分别代表V，U，H， S，A，G等），可以看作是温度T，压力p和各物质的量ni 的函数。
X f (T, p, n1, n2,)
当系统的状态发生任意无限小量的变化时，全微分dX可用 下式表示：
dX
X TBiblioteka p,nk dG idni 2(SO3)dn 2(SO2)dn (O2)dn
[2(SO3) 2(SO2 ) (O2 )]dn 当反应达到平衡时，dG=0，于是 2(SO3) 2(SO2 ) (O2 ) 0
2(SO3) 2(SO2 ) (O2 )
ln
p p0
上式即为理想气体化学势表达式。
（2）混合理想气体的化学势
i
i0
RT
ln
pi p0
混合气体总的吉布斯自由能：
G nii
（3）实际气体的化学势——逸度的概念
路易斯提出了校正因子γ，此时实际气体的化学势可以表示 为：
0
RT
ln
p
p0
dT
一定温度下，纯组分理想气体摩尔吉布斯自由能的微分可 表示为：
dGm Vmdp
如果在标准压力p0和任意压力之间积分上式，可得：
Gm (
p)
Gm (
p0)
RT
ln
p p0
0
RT
ln
p p0
(T , p) 0 (T ,
p0 ) RT
水和乙醇的例子
（1）偏摩尔量的定义
多组分系统的任一种容量性质X（X可分别代表V，U，H， S，A，G等），可以看作是温度T，压力p和各物质的量ni 的函数。
X f (T, p, n1, n2,)
当系统的状态发生任意无限小量的变化时，全微分dX可用 下式表示：
dX
X TBiblioteka p,nk dG idni 2(SO3)dn 2(SO2)dn (O2)dn
[2(SO3) 2(SO2 ) (O2 )]dn 当反应达到平衡时，dG=0，于是 2(SO3) 2(SO2 ) (O2 ) 0
2(SO3) 2(SO2 ) (O2 )
ln
p p0
上式即为理想气体化学势表达式。
（2）混合理想气体的化学势
i
i0
RT
ln
pi p0
混合气体总的吉布斯自由能：
G nii
（3）实际气体的化学势——逸度的概念
路易斯提出了校正因子γ，此时实际气体的化学势可以表示 为：
0
RT
ln
p
p0
dT
物理化学PPT课件
气相色谱 液相色谱 电导滴定 电位滴定 离子选择性电极 极谱法、库仑法等等。
18
有机化学家：应用动力学
探索反应机理
借助量子力学 确定新化合物结构
无机化学家：应用量子力学 研究化合物的键
分析化学家：应用光谱学
分析样品组成
生物化学家：应用动力学
研究酶促作用
应用热力学
研究生物能的转换
化学工程师：应用热力学
e-mail: QQ:602267212
3
课程安排
课程安排：讲课54h，实验36h 教 材：面向21世纪课程教材《物理化学》 参 考 书： 傅献彩等《物理化学》，南京大学物理化学教研室 董元彦等编《物理化学学习指导》，科学出版社 高月英等编《物理化学》北京大学出版社 要求：写预习笔记，上课做好笔记，按时交作业。
平时成绩占总成绩的10%，实验占20%。
4
编外话：知识这东西——学习的目的？ 问题： 为什么要上学？学校里学的东西有什么用？ 学了那些东西将来有多大作用？
5
回答： 知识作为“工具”、“载体”，让学生打下“学习能力 “的 基础，而不是知识基础。 教师上课授课，让学生看书、复习、做作业、考试……, 这些手段的目的都不是让学生非得知道这些知识,而是 让学生亲自体会接受知识、学习本领的一个过程。这个 过程是”教育的本质“，也是学生将来最最受用终生的。 ——-----------摘自《读者》2004.NO.21
28
在分子筛及催化剂制备、电极表面修饰，LB 膜制备等的研究中，都有意识地运用了分子 设计的思想，并已有成功的实例。 分子设计与分子工程的研究内容丰富，涉及 体系广泛，目前研究比较集中在生命、材料、 药物等领域。
29
从分子水平进行药物作用原理、构效关系进行 研究，进而对特效药物分子结构进行设计与合 成也是非常活跃的研究课题。
18
有机化学家：应用动力学
探索反应机理
借助量子力学 确定新化合物结构
无机化学家：应用量子力学 研究化合物的键
分析化学家：应用光谱学
分析样品组成
生物化学家：应用动力学
研究酶促作用
应用热力学
研究生物能的转换
化学工程师：应用热力学
e-mail: QQ:602267212
3
课程安排
课程安排：讲课54h，实验36h 教 材：面向21世纪课程教材《物理化学》 参 考 书： 傅献彩等《物理化学》，南京大学物理化学教研室 董元彦等编《物理化学学习指导》，科学出版社 高月英等编《物理化学》北京大学出版社 要求：写预习笔记，上课做好笔记，按时交作业。
平时成绩占总成绩的10%，实验占20%。
4
编外话：知识这东西——学习的目的？ 问题： 为什么要上学？学校里学的东西有什么用？ 学了那些东西将来有多大作用？
5
回答： 知识作为“工具”、“载体”，让学生打下“学习能力 “的 基础，而不是知识基础。 教师上课授课，让学生看书、复习、做作业、考试……, 这些手段的目的都不是让学生非得知道这些知识,而是 让学生亲自体会接受知识、学习本领的一个过程。这个 过程是”教育的本质“，也是学生将来最最受用终生的。 ——-----------摘自《读者》2004.NO.21
28
在分子筛及催化剂制备、电极表面修饰，LB 膜制备等的研究中，都有意识地运用了分子 设计的思想，并已有成功的实例。 分子设计与分子工程的研究内容丰富，涉及 体系广泛，目前研究比较集中在生命、材料、 药物等领域。
29
从分子水平进行药物作用原理、构效关系进行 研究，进而对特效药物分子结构进行设计与合 成也是非常活跃的研究课题。
物理化学课件
p
1 T1 2 4 3 T2
卡诺的理想热机以理想 气体为工质， 气体为工质，经过以下四 个可逆步骤构成一个循环。 个可逆步骤构成一个循环。 1 → 2，恒温可逆膨胀； ，恒温可逆膨胀； 2 → 3，绝热可逆膨胀； ，绝热可逆膨胀； 3 → 4，恒温可逆压缩； ，恒温可逆压缩； V 4→ 1，绝热可逆压缩。 → ，绝热可逆压缩。
相反的现象： 低压球中气体向高压球扩散， 相反的现象：“低压球中气体向高压球扩散，使压力低 的愈低，压力高的愈高” 从未发生过。 的愈低，压力高的愈高”，从未发生过。 （3）溶质自高浓度向低浓度的扩散： ）溶质自高浓度向低浓度的扩散： A c1 > c2 中盛有种类相同， 若A、B中盛有种类相同，温度相同，但浓度不同的溶液。 、 中盛有种类相同 温度相同，但浓度不同的溶液。 当用虹吸管连通后，溶质会自动 自动由浓度大的容器 若c1 > c2 ，当用虹吸管连通后，溶质会自动由浓度大的容器 A 扩散到浓度低的容器 B，直到两者浓度相同为止。从来没有 ，直到两者浓度相同为止。 观测到相反的过程自动发生过。 自动发生过 观测到相反的过程自动发生过。 B
因为,这 步形成了一个循环过程， 因为 这 4 步形成了一个循环过程，∴ ∆U = 0 ，即 W + Q = 0。 。
∴− W = Q = Q1 + Q2
T2 − W Q1 + Q2 T1 − T2 Qη = = = = 1− Q1 Q1 T1 T1
(3.1.4)
由此可见， 由此可见，卡诺热机效率只取决于高温热源与低温热源 的温度，与工作物质无关。两者温度比愈大，效率越高。 的温度，与工作物质无关。两者温度比愈大，效率越高。 由(3.1.4) 还可整理出: 还可整理出:
物理化学全套课件
强调实验过程中可能存在的安全隐患，并 提供相应的防范措施，确保实验安全。
实验数据处理与分析
数据记录与整理
及时、准确地记录实验数据， 并按照要求整理成表格或图表
，以便后续分析。
数据处理方法
选择合适的数据处理方法，如 平均值、中位数、众数等，对 数据进行处理，以便更好地反 映实验结果。
数据分析与解释
对处理后的数据进行深入分析 ，挖掘数据背后的规律和意义 ，并对实验结果进行解释和讨 论。
重要性
物理化学对于理解化学反应的本 质、推动化学工业的发展、促进 新材料的研发等方面具有重要意 义。
物理化学的发展历程
早期发展
物理化学作为一门学科，起源于19 世纪中叶，随着热力学、统计力学和 电化学等分支的建立和发展，逐渐形 成完整的学科体系。
现代进展
进入20世纪后，物理化学在理论和实 践方面都取得了重大进展，如量子化 学、分子动态学、生物物理化学等领 域的突破和创新。
实验方法习题及答案解析
总结词
提高实验设计和操作能力
详细描述
针对物理化学实验中的基本方法和操作，设计了一系列 习题。这些习题要求学生设计实验、选择合适的仪器和 试剂、记录和处理数据等。答案解析详细解释了每道题 目的解题思路和答案，帮助学生提高实验设计和操作能 力，培养科学素养。
THANKS
感谢观看
数据误差分析
分析数据误差的来源和影响， 提高实验结果的准确性和可靠
性。
实验误差与实验结果评价
误差来源分析
分析实验过程中可能产生的误差 来源，如测量误差、操作误差等 ，并评估其对实验结果的影响。
误差控制与减小
采取有效措施控制和减小误差，提 高实验结果的准确性和可靠性。
(推荐)《物理化学》PPT课件
在p-x图上液相线在上，气相线在下；相 应在T-x图上气相线在上，液相线在下。梭形区 是气-液两相区。
18
正偏差在 p-x图上有最高点
在p-x图上有最高点者， 在T-x图上就有最低点，这 最低点称为最低恒沸点 （ low-boiling azeotropic point）。此时的混合物称为 最低恒沸混合物 (minimum boiling azeotropic)。它是 混合物而不是化合物
属于此类的体系有：H 2 O -C 2 H 5 O H , C H 3 O H -C 6 H 6, C2H5OH -C6H6等。在标准压力下，H2O-C2H5OH 19 的最低恒沸点温度为351.28K，含乙醇95.57 。
负偏差在 p-x图上有最低点
在p-x图上有最低点， 在T-x图上就有最高点， 这最高点称为最高恒沸 点（high-boiling azeotropic point）。处 在最高恒沸点时的混合 物称为最高恒沸混合物 （maximum boiling azeotrope ）。
属于此类的体系有：H 2O-HN 3,H 2 O O-H等C。l在标 准压力下，H2O-HC的l 最高恒沸点温度为381.65 K， 含HCl 20.24，分析上常用来作为标准溶液。 20
杠杆规则 Lever Rule
在p-x图的两相区，物系点O代表了体系总的 组成和温度。
通过O点作平行于横坐标 的等压线，与液相和气相线分 别交于M点和N点。MN线称 为等压连结线（tie line）。
22
由图可以看出
xA-x1=OM x2 – xA= ON
所以 N气·OM = n液·ON
P159 例题5
23
x
蒸馏与精馏
Distillation and Fractional Distillation 简单蒸馏 简单蒸馏只能把双 液系中的A和B粗略分 开。
18
正偏差在 p-x图上有最高点
在p-x图上有最高点者， 在T-x图上就有最低点，这 最低点称为最低恒沸点 （ low-boiling azeotropic point）。此时的混合物称为 最低恒沸混合物 (minimum boiling azeotropic)。它是 混合物而不是化合物
属于此类的体系有：H 2 O -C 2 H 5 O H , C H 3 O H -C 6 H 6, C2H5OH -C6H6等。在标准压力下，H2O-C2H5OH 19 的最低恒沸点温度为351.28K，含乙醇95.57 。
负偏差在 p-x图上有最低点
在p-x图上有最低点， 在T-x图上就有最高点， 这最高点称为最高恒沸 点（high-boiling azeotropic point）。处 在最高恒沸点时的混合 物称为最高恒沸混合物 （maximum boiling azeotrope ）。
属于此类的体系有：H 2O-HN 3,H 2 O O-H等C。l在标 准压力下，H2O-HC的l 最高恒沸点温度为381.65 K， 含HCl 20.24，分析上常用来作为标准溶液。 20
杠杆规则 Lever Rule
在p-x图的两相区，物系点O代表了体系总的 组成和温度。
通过O点作平行于横坐标 的等压线，与液相和气相线分 别交于M点和N点。MN线称 为等压连结线（tie line）。
22
由图可以看出
xA-x1=OM x2 – xA= ON
所以 N气·OM = n液·ON
P159 例题5
23
x
蒸馏与精馏
Distillation and Fractional Distillation 简单蒸馏 简单蒸馏只能把双 液系中的A和B粗略分 开。
物理化学二章节-PPT课件
的效率最大, 此效率与工作物质无关, 只与两热源的
温度有关, 此书的基本结论即为卡诺定理. • 卡诺当时是用热质论来证明卡诺定理的, 后来 Kelvin和Claudius对卡诺的工作进行了修正, 用热力
每次碰撞，小球的部分动能会转变为热能损失掉。 此过程的逆过程的发生几率极其微小。
第二定律的表述
19世纪英国卓越的科学家。 原名W.汤姆孙 (Wil-liaM ThoMson)，1824－1907。 英国政府于1866年封他为 爵士，1892年封为男爵， 称为开尔文男爵，以后他 就改名为开尔文。
• Kelvin:
• No process is possible in which the sole result is the absorption of heat from a reservoir and its complete conversion into work.
• 从单一热源取出热使之完全变 成功，而不发生其它变化是不 可能的。
风的走向
• 空气的流动形成风 • 风的流动：从高压处流向低压处
• 风的流动因磨擦将空气的势能变为 热能而散失。 • 风的逆向流动是不可能的。
电的输送
• 电流总是从电压高的一端流向电压低的 一端，即电子由电压低的一端流向电压 高的一端。
• 电子的流动须克服电路的电阻，其结果 是电能（功）转变为热能（电灯光等）。
水的流动
• 水自发流动的方向：
• 从地势高的地方流向低的地方 • 自发从低处流向高处是不可能的
• 水从长江源头流至东海，损失了势能， 放出了热能。
• 1m3水从沱沱河(5000m)流到崇明岛(0m)： • 热量＝势能＝5×107J＝13.9度电能 • 欲长江黄河的水倒流，除非能将损失的 热量收集起来，使之全部转化为功，并 还给河水。实际上这是作不到的。
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1、药物分子的构效关系。 2、重大疾病药物治疗的分子机理。
研究平台 （物理化学、生物学、药学）
计算
创新药物研究、 药物作用机理研究
实验
超级计算 生物大分 子模拟和 高通量虚
拟筛选
*钾离子通道；*乙酰胆碱脂酶； *酪氨酸激酶 ……
发现活性化合物200余种， 虚拟筛选成功率：57.7%
配体-受体 作用热力 学动力学 研究系统
四、如何学习物理化学
1、掌握每章的重点内容。 2、注意章节之间的联系。 3、注意结论的使用范围和物理意义。 4、重视习题。 5、课前预习，课后复习。
参考书：
1、傅献彩, 沈文霞.《物理化学》(第四版)，南京 大学物化教研室: 高等教育出版社.
2、宋世谟, 庄公惠.《物理化学》(第三版)，天津 大学物化教研室: 高等教育出版社.
① 广度性质：与系统物质的量有关，具有加和性。 （质量、体积、内能）
② 强度性质：取决于自身特性，与系统物质的量无 关，不具有加和性。（温度、压力、密度）
广度性质 广度性质
强度性质
V n
Vm
三、热力学平衡态（equilibrium state）
系统性质不随时间改变。 1. 热平衡：系统各部分的温度相等。 2. 力平衡：系统各部分之间的力相等。 3. 化学平衡：系统组成不随时间改变。 4. 相平衡：系统中各相组成和数量不随时间改变。
➢ 十九世纪中叶：热力学第一、第二定律确立。 ➢1876年：Gibbs：相律。 ➢1886年：Arrhenius：电离学说。 ➢1887年：德文“物理化学”杂志创刊（Ostwald、Van‘t Hoff）。 ➢1906年：Lewis：逸度、活度。Nernst：链反应概念。 ➢20世纪60年代：谱学技术。 ➢20世纪70年代：分子反应动力学、激光化学、表面结构化学。
三、物理化学在化学和药学中的作用
——化学和相关工业的理论基础。 （新能源，新材料，煤、石油工业，塑料工业）
——新药研发，合成路线设计，工艺优化；
（化学热力学）
药 学
——中草药有效成分的提取，药物新剂型；
（相平衡、电化学、表面化学、胶体化学）
——药物的贮存和稳定性。（化学动力学）
例如：有关蛋白质结构与性质和药物设计方面 的研究：
一、物理化学的研究对象和内容
——从研究物质的物理现象和化学现象的联系入 手，探求化学变化的基本规律，又称理论化学。
1、化学热力学——能量转化及化学变化的方向和 限度问题。
2、化学动力学——化学反应的速率和机理问题。
3、物质结构——物质性质与其结构之间的关系。
化 学
化学热力学基础
第一章 第二章
热力学定律
状态函数：由系统状态所确定的各种热力学性质 （p、V、T、d、m、U）。
状态函数的特性：教材P. 7
练习题
1、判断下列说法是否正确？ ① 状态固定后状态函数都固定，反之亦然。 ② 状态改变后，状态函数一定都改变。
2、什么是状态函数？它有哪些基本特性？
热 力
p VBiblioteka 学TH = U + pV
状
U
F = U – TS
——研究宏观物质间的关系。讨论物理、化学、 生物等各种过程中不同形式间的能量转换，以及 过程进行的方向和限度。
① 热力学第一定律：能量转化是守恒的。 ② 热力学第二定律：判断发生过程的方向和限度。 ③ 热力学第三定律：熵的绝对值定律。
二、化学热力学研究的内容
研究化学变化、物理变化的热效应、方向和限度。
考试：
1、平时（听课、作业）：10% 每章交一次作业（每次10本），统一作业本。
2、实验（8个）：30%（统一实验报告2本）。 3、期末：60%
第一章 热力学第一定律
(Chapter 1 The First Law of Thermodynamics)
第一节 热力学概论
一、热力学研究的基本内容
四、状态函数与状态方程
（state function and state equations）
状态：系统各种性质的综合表现。
p1 = 101325 Pa V1 = 22.4 dm3
T1 = 273.15 K
p2 = 50662.5Pa V2 = 44.8 dm3
T2 = 273.15 K
状态1
状态2
系统：人为划定的研究对象。 环境：与体系密切相关的部分。
空气、水蒸气
杯子 水
加热器
系统分类： ① 敞开系统（或开放系统） ② 封闭系统 ③孤立系统（或隔离系统）
Zn(s) + 2HCl(aq) = ZnCl2(aq) + H2(g)
二、系统的性质（properties）
描述系统状态的物理量（体积、压力、温度等）。
应用：药物合成，产率确定，药物有效成分的提取、 分离。
三、热力学的方法和局限性
① 优点：解决问题方便，只需知道体系的始、末态 及外界条件。
② 局限性：无法解释微观（原子、分子）体系的行 为，无法预测过程进行的速率和机理。
第二节 热力学基本概念
一、系统与环境（system and surroundings）
态
H
函
S
G = H - TS
数
F
G
状态方程： 状态函数之间的定量关系式。
物理化学全册完整教学课件2
物理化学
(Physical Chemistry)
物理化学
——是研究有关物质化学变化和物理变化之间联 系规律的一门学科。
——是药学专业的基础课。掌握物理化学基本理 论、实验方法、基本技能，初步具有分析、解决 与药学实践有关问题的能力，为学习药剂学、药 物分析等后续课程奠定基础。
热 力 学
第三章 化学热力学应用 第四章
化学平衡、 相平衡
第五章 电化学
第七章 表面现象
化学能与热能转 化规律
化学能与电能转 化规律
表面现象知识
第八章 胶体分散系统
胶体知识
第九章 大分子溶液
大分子溶液知识
化
学
动 力
化学动力学 基础及应用
第六章
化学动力学：化学反应速率、机理
学
二、物理化学的建立和发展
（著名的物理化学家）
✓ 现代物理化学的发展：
——单分子化学物理，纳米尺度分子工程，… ——生物大分子间的相互作用，生物物理化学与新药研究，… ——多相手性催化，生物催化，光催化，不对称催化，… ——复杂流体的物理化学，超临界流体化学热力学，… ——溶液中两亲分子有序组合体结构、性质的调控与应用，… ——液液界面电化学，生物电化学，纳米电化学，… ——量子分子动力学，立体反应动力学，分子动态结构，… ……
研究平台 （物理化学、生物学、药学）
计算
创新药物研究、 药物作用机理研究
实验
超级计算 生物大分 子模拟和 高通量虚
拟筛选
*钾离子通道；*乙酰胆碱脂酶； *酪氨酸激酶 ……
发现活性化合物200余种， 虚拟筛选成功率：57.7%
配体-受体 作用热力 学动力学 研究系统
四、如何学习物理化学
1、掌握每章的重点内容。 2、注意章节之间的联系。 3、注意结论的使用范围和物理意义。 4、重视习题。 5、课前预习，课后复习。
参考书：
1、傅献彩, 沈文霞.《物理化学》(第四版)，南京 大学物化教研室: 高等教育出版社.
2、宋世谟, 庄公惠.《物理化学》(第三版)，天津 大学物化教研室: 高等教育出版社.
① 广度性质：与系统物质的量有关，具有加和性。 （质量、体积、内能）
② 强度性质：取决于自身特性，与系统物质的量无 关，不具有加和性。（温度、压力、密度）
广度性质 广度性质
强度性质
V n
Vm
三、热力学平衡态（equilibrium state）
系统性质不随时间改变。 1. 热平衡：系统各部分的温度相等。 2. 力平衡：系统各部分之间的力相等。 3. 化学平衡：系统组成不随时间改变。 4. 相平衡：系统中各相组成和数量不随时间改变。
➢ 十九世纪中叶：热力学第一、第二定律确立。 ➢1876年：Gibbs：相律。 ➢1886年：Arrhenius：电离学说。 ➢1887年：德文“物理化学”杂志创刊（Ostwald、Van‘t Hoff）。 ➢1906年：Lewis：逸度、活度。Nernst：链反应概念。 ➢20世纪60年代：谱学技术。 ➢20世纪70年代：分子反应动力学、激光化学、表面结构化学。
三、物理化学在化学和药学中的作用
——化学和相关工业的理论基础。 （新能源，新材料，煤、石油工业，塑料工业）
——新药研发，合成路线设计，工艺优化；
（化学热力学）
药 学
——中草药有效成分的提取，药物新剂型；
（相平衡、电化学、表面化学、胶体化学）
——药物的贮存和稳定性。（化学动力学）
例如：有关蛋白质结构与性质和药物设计方面 的研究：
一、物理化学的研究对象和内容
——从研究物质的物理现象和化学现象的联系入 手，探求化学变化的基本规律，又称理论化学。
1、化学热力学——能量转化及化学变化的方向和 限度问题。
2、化学动力学——化学反应的速率和机理问题。
3、物质结构——物质性质与其结构之间的关系。
化 学
化学热力学基础
第一章 第二章
热力学定律
状态函数：由系统状态所确定的各种热力学性质 （p、V、T、d、m、U）。
状态函数的特性：教材P. 7
练习题
1、判断下列说法是否正确？ ① 状态固定后状态函数都固定，反之亦然。 ② 状态改变后，状态函数一定都改变。
2、什么是状态函数？它有哪些基本特性？
热 力
p VBiblioteka 学TH = U + pV
状
U
F = U – TS
——研究宏观物质间的关系。讨论物理、化学、 生物等各种过程中不同形式间的能量转换，以及 过程进行的方向和限度。
① 热力学第一定律：能量转化是守恒的。 ② 热力学第二定律：判断发生过程的方向和限度。 ③ 热力学第三定律：熵的绝对值定律。
二、化学热力学研究的内容
研究化学变化、物理变化的热效应、方向和限度。
考试：
1、平时（听课、作业）：10% 每章交一次作业（每次10本），统一作业本。
2、实验（8个）：30%（统一实验报告2本）。 3、期末：60%
第一章 热力学第一定律
(Chapter 1 The First Law of Thermodynamics)
第一节 热力学概论
一、热力学研究的基本内容
四、状态函数与状态方程
（state function and state equations）
状态：系统各种性质的综合表现。
p1 = 101325 Pa V1 = 22.4 dm3
T1 = 273.15 K
p2 = 50662.5Pa V2 = 44.8 dm3
T2 = 273.15 K
状态1
状态2
系统：人为划定的研究对象。 环境：与体系密切相关的部分。
空气、水蒸气
杯子 水
加热器
系统分类： ① 敞开系统（或开放系统） ② 封闭系统 ③孤立系统（或隔离系统）
Zn(s) + 2HCl(aq) = ZnCl2(aq) + H2(g)
二、系统的性质（properties）
描述系统状态的物理量（体积、压力、温度等）。
应用：药物合成，产率确定，药物有效成分的提取、 分离。
三、热力学的方法和局限性
① 优点：解决问题方便，只需知道体系的始、末态 及外界条件。
② 局限性：无法解释微观（原子、分子）体系的行 为，无法预测过程进行的速率和机理。
第二节 热力学基本概念
一、系统与环境（system and surroundings）
态
H
函
S
G = H - TS
数
F
G
状态方程： 状态函数之间的定量关系式。
物理化学全册完整教学课件2
物理化学
(Physical Chemistry)
物理化学
——是研究有关物质化学变化和物理变化之间联 系规律的一门学科。
——是药学专业的基础课。掌握物理化学基本理 论、实验方法、基本技能，初步具有分析、解决 与药学实践有关问题的能力，为学习药剂学、药 物分析等后续课程奠定基础。
热 力 学
第三章 化学热力学应用 第四章
化学平衡、 相平衡
第五章 电化学
第七章 表面现象
化学能与热能转 化规律
化学能与电能转 化规律
表面现象知识
第八章 胶体分散系统
胶体知识
第九章 大分子溶液
大分子溶液知识
化
学
动 力
化学动力学 基础及应用
第六章
化学动力学：化学反应速率、机理
学
二、物理化学的建立和发展
（著名的物理化学家）
✓ 现代物理化学的发展：
——单分子化学物理，纳米尺度分子工程，… ——生物大分子间的相互作用，生物物理化学与新药研究，… ——多相手性催化，生物催化，光催化，不对称催化，… ——复杂流体的物理化学，超临界流体化学热力学，… ——溶液中两亲分子有序组合体结构、性质的调控与应用，… ——液液界面电化学，生物电化学，纳米电化学，… ——量子分子动力学，立体反应动力学，分子动态结构，… ……