物理化学幻灯片PPT课件

从I9世纪初开始，这种情况发生了很明显的变化。道尔顿及其后继者们力图用唯象的质 量单元去理解物质变化，而不像牛顿及其同时代人那样企图用物理学上的力去理解这 样的变化。化学家们和物理学家们走上了不同的道路——物理学家们使用化学物品只 是为了概括出物理概念和定律，化学家们对物理学的成就则不甚关心。
但是，从18世纪中期到19世纪，以蒸汽机和电力的广泛使用为标志的技术革命对自然 科学产生了强烈的影响，物理学中逐步发现的与化学现象相关的一些物理效应所遵循
大体而言，物理化学为化学诸分支中，最讲求数值精确和 理论解释的学科。
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物理化学的形成
物质的化学运动形式和物理运动形式是相互联系的。早期的物理学家和化学家并没有 十分明确的分工。化学家波义耳在物理学上曾做出十分重要的贡献；而物理学家牛顿 在化学上虽然没有取得什么成就，但却全盘接受了波义耳的化学思想，他用在炼金术 和化学上的时间比用在物理学上的时间还多。既是物理学家又是化学家的罗蒙诺索夫 就曾使用过“物理化学”这一术语，还提出了这门学科的性质和研究范围。
1853年，英国物理学家开尔文给出了热力学第一定律的表 达式，‘能’这一术语被广泛接受。
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热力学第二定律的确立
1824年，法国工程师卡诺，通过对热机的分析得出：热机 必须在两个热源之间工作，热机的效率只取决于两个热源 的温差。可逆热机的工作效率最高。这就是卡诺原理。
过了10年，法国工程师克拉珀龙用卡诺循环原理研究了 气——液平衡，导出了克拉珀龙方程 PV =RT。
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• 法国化学家贝托雷1798年随拿破伦远征埃及，发现当地盐 湖沿岸有碳酸钠，设想是氯化钠和碳酸钙作用的产物。
• 他猜测当产物过量时，化学变化会逆向进行。
• 经过研究贝托雷比较全面的认识到化学反应中的‘质量效 应’。
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大约在1850年，法国化学家威廉米用旋光测定计巧妙的研 究了蔗糖在酸的作用下的水解速度。他发现了著名的反应 变化量与反应时间关系的表达式
同年，英国化学家威廉逊指出，化学平衡是正反应速度与 逆反应速度相等的状态。但化学家并没有立即接受这种动 态平衡的观点
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真正认识到动态平衡概念意义重大的，是两位挪威科学家
古德贝格和瓦格。1864年，他们在挪威文发表的一本小册 子中，总结了300个实验数据，全面研究固——液平衡体系， 提出了质量作用定律。即
的研究后来中断了50年。
直到19世纪下叶热力学理论基本奠定后，热质说才逐渐被 科学界摈弃。
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热化学界发现的第一个定律 ——黑斯定律
黑斯：出生于日内瓦，在俄国长 1836年，瑞士化学家
大并且接受了医学教育，他在圣
黑斯在俄国测量了很
彼得堡发表了他的研究成果，并
多反应的热效应，总
将其称为‘总热量守恒定律’，
A + B ←→C+D A和B作用生成C和D，同时C和D作用也成了A和B,生成C 和D的力等于kpq (pq为AB的活动质量），生成A和B的力 为k'pq。两者的力相等，所以平衡的时候可求k与k’之和。
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动态平衡与质量作用定律的发展
炼金术士和早期的化学家把导致化学反应发生的力称为亲和力，后来，许多化学家在亲和力上的研究方面
——化学热力学
04、电解定律和电离理论
——电化学
05、化学反应指数定律和催化学说
——化学动力学
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第一部分
动态平衡观念 与质量作用定律
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瑞典化学家贝格曼
在1775年列出一个化学亲 和力表，已经认识到试剂的
数量对反应结果的影响。
瑞典的一个医生文策尔
1777年也列出一个化学亲
和力表，指出金属在酸中的 溶解速度于酸的‘有效质量’ 成正比。
dM dt
kM
挪威数学家古德贝格和化学家瓦格A +B C+D
（第一个表示物质浓度与反应速度关系的公式） （全面阐释质量作用定律）
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第二部分
热化学和 热力学基本定律
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从热质说到热化说
什么是热质说 把热视为一种运动着的微粒性的实在物质
1780年，拉普拉斯和拉瓦锡，在他们的论文中报道了他们 关于化学热反应的研究，由于受到 热质说的影响，这方面
的规律，以及化学中形成的一些至今仍很重要的基本学说和发现的一些重要事实，客 观上促使两门学科在新的基础上逐步结合，终于导致19世纪下半叶形成了第一门边缘 学科——物理化学。
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目录
01、动态平衡观念与质量作用定律
——早期物理化学思想
02、热化学和热力学基本定律
——物理化学的基础
03、相律和溶液理论
出现了2个方向，一个是用反应速率来测定亲和力，一个是用反应热效应来度量亲和力。前一个方向就导致
质量作用定律的发现，后一个导致动态平衡观念的确立。
瑞典化学家贝格曼于1775年列出化学亲和力表
（认识到数量对反应结果的影响）
法国化学家贝托雷在1798年设想化学反应会逆向进行
（认识到化学反应中的质量效应）
法国化学家威廉米于1850年提出
结出一条ຫໍສະໝຸດ Baidu律：一个
后来被命名为‘黑斯定律’，
化学过程，无论经过
这是热化学界发现的第一个定律。 多少中间步骤完成，
其热效应总是相等的
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最大功原理的提出
19世纪五六十年代，贝特罗和丹麦化学家汤姆生，根据黑 斯定律，又测定了许多反应的热效应，提出吸热和放热的 概念，把反应热作为反应物化学亲和力的量度，贝特罗提 出了‘最大功原理’： 凡无外部能量输入的化学变化，都向产生更多热
物理化学
PHYSICAL CHEMISTRY
胡泽伟 杨 靓
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物理化学是什么？
物理化学是一门从物理学角度分析物质体系化学行为的原 理、规律和方法的学科，是近代化学的原理根基。
物理化学家关注于分子如何形成结构、动态变化、分子光 谱原理、平衡态等根本问题，涉及的物理学有静力学、动 力学、量子力学、统计力学等。
量的物质方向进行
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‘能’术语的出现和接受
1841年，德国医生迈厄尔受病人血液颜色在热带和欧洲的 差异及海水温度和暴风雨关系的启发，提出热与机械运动 之间相互转化的思想。
英国酿酒商焦耳，巧妙设计了大量实验精确测定了电热当 量和热功当量，论述了能量守恒的转化定律。
1847年，物理学家赫尔姆霍在《论力的守恒》里面全面论 证了能量守恒和转化定律。