我看物理化学与无机化学的联系
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我看物理化学与无机化学的联系
环境工程主要是以学习化学为主的专业。
刚涉及到无机时就觉得无机难学,但是后来,随着专业课愈加深入,我们开始接触物理化学这门学科,感到原来物理化学比无机化学难了很多很多。
只有学了这两门课程后你才真正感觉到无机化学和物理化学不得不说真是有那么千丝万缕的联系。
在无机化学研究中广泛采用物理学和物理化学的实验手段和理论方法,随着化学各方面内容的完善与积累,涉及并研究到了越来越多的物质,现在不仅深入到分子层次,更是深入到原子层次去弄清物质的结构及其性能,以及化学反应的微观历程和宏观化学规律的微观依据等现象。
上了大学化学专业课后,才逐渐了解到原来无机化学是化学的基础,它已经发展的比较饱和了;而物理化学是研究化学的基本规律的学科,物理化学相对无机化学来说到目前还不尽完善,但进行此方面研究之人要有足够的天赋和优越的数学、物理根基才能将物理化学更好的进一步发展。
要学习好这门课也是要有良好的数学基础,而向我这种数学基础不好的同学学起来自然就很是困难,听老师讲课时大部分也是听得懵懵懂懂的。
无机化学只是化学反应中的冰山一角,他的反应主要是以有机为主的。
目前已知的元素共109种,其中94种存在于自然界,15种是人造的。
代表化学元素的符号大都是拉丁文名称缩写。
中文名称有些是中国自古以来就熟知的元素,如铝、金、磷、锡、硫、铝等;有些是由外文音译的,如钠、锰、氦等;也有按意新创的,如氢(轻的气)、溴(臭的水)、铂(白色的金,同时也是外文名字的音译)等。
他是除碳氢化合物及碳氢化合物的衍生物外,对所有元素及其化合物性质和他们的反应进行实验研究和理论解释的科学,是化学学科中发展最早的一个分支学科。
学习无机化学要分清有机和无机两类,过去认为无机物质即无生命的物质,如水、土壤、石头等;而有机物质则是由有生命的动植物产生,如淀粉、蛋白质、尿素等。
1828年德意志化学家维勒从无机物氰酸氨制得尿素,从而破除了有机物只能由生命力产生的迷信,明确了这两类物质都是由化学力结合而成。
现在这两类物质是按上述组分不同而划分的。
而物理化学称之物理化学,可见他是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。
它以丰富的化学现象和体系为对象,大量采纳物理学的理论成就与实验技术,探索、归纳和研究化学的基本规律和理论,构成化学科学的理论基础。
物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度,是一门很有研究深度的学科。
这也难怪我们这些学生学起这门学科觉得非常的吃力。
化学体系的宏观平衡性质以热力学的三个基本定律为理论基础,研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及规律性。
在这一情况下,时间不是一个变量。
属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学。
溶液、胶体和表面化学。
物理化学由化学热力学、化学动力学和结构化学三大部分组成。
随之科技的发展,无机化学和物理化学知识方面的不断加深与完善。
现代物理实验方法如:电子衍射、X射线、磁共振、中子衍射、色谱、光谱、质谱、
等方法的应用,使无机物的研究由宏观深入到微观,从而将元素及其化合物的性质和反应同结构联系起来,形成现代无机化学。
现代无机化学就是应用现代物理技术及物质微观结构的观点来研究和阐述化学元素及其所有无机化合物的组成、性能、结构和反应的科学。
这一些就足以说明有机化学和物理化学两者之间的有着重要的联系,二者相互包含,在研究任一种物质中都不可缺少。
缺少其中一者就不可能把物质研究得更加透彻、清晰。
无机化学,是研究元素、单质和无机化合物的来源、制备、结构、性质、变化和应用的一门化学分支。
当前无机化学正处在蓬勃发展的新时期,许多边缘领域迅速崛起,研究范围不断扩大。
已形成无机合成、丰产元素化学、配位化学、有机金属化学、无机固体化学、生物无机化学和同位素化学等领域。
在当今人口爆满,各种资源能源都短缺的时代,无机化学对于矿物资源的综合利用,近代技术中无机原材料及功能材料的生产和研究等都具有重大的意义。
所以我们要在这些方面更进一步的研究,无机化学是大学化工相关专业的必修课,他的发展趋向主要是新型化合物的合成和应用,以及新研究领域的开辟和建立。
当能源消耗完或是能源资源极度的短缺之时,我们就可以用那些研究出来的合成的新型化合物来代替,从而解决这一重大问题。
同样的,物理化学在这方面上跟无机化学有着异曲同工之处;在物理化学的催化作用中,对化石能源和资源优化利用、绿色化学以及人类健康与生活质量的改善和新能源探索、环境保护等方面,催化学科将发挥更大的作用。
开拓利用廉价和可再生资源(如甲烷等低碳烷烃取代烯烃、芳烃、CO2、生物质等的有效利用)为原料、在尽可能温和的条件下进行的包括烷烃活化、选择氧化、烷基化、聚合反应以及与新能源、资源探索和环境保护相关的催化剂与催化过程;高选择性催化合成,特别是不对称催化合成过程的均相催化剂体系和产物的分离与新反应介质等在内的新催化反应、新型催化材料,提高目标产物的选择性、乃至实副产物的零排放;催化剂的高通量合成和评价方法、可原位与动态表征催化剂和催化反应机理的高灵敏度、高分辨率的新实验方法以及新理论方法的探索等都将是今后高度关注的课题。
在我们学习无机化学时,我们就会很常发现学习无机化学时很经常会涉及到的关于物质的密度,体积,热量还有物质状态等就是物理化学方面的内容。
但单纯是无机化学中的这些都是比较简单的,而且一些复杂的在本门学科里面并不是重点。
在无机化学中一般就主要学习一般化合物的常见的物理特性,如一般化合物在不同环境下的不同状态(如在常温下是气态、固态或是液态等等)和一般的分析方法。
它的重点在与分析化学。
而不是像物理化学中的终点主要是热化学,就是专门的一科,是需要专门学习的。
系统的化学知识是按照科学方法进行研究的。
科学方法主要分为三步:
搜集事实搜集的方法有观察和实验。
实验是控制条件下的观察。
化学研究特别重视实验,因为自然界的化学变化现象都很复杂,直接观察不易得到事物的本质。
比如说,铁放在空气中生锈是常见的化学反应,若不控制发生作用的条件:空气中的水、氧气、二氧化碳还有其他杂质和温度等,就不易了解所起的反应和所形成的产物。
而铁生锈前后呈现出来肉体可观察的颜色就是他的物理性质了。
无论观察或实验,所搜集的事实必须切实准确。
化学实验中的各种操作,物质的沉淀、过滤、萃取、蒸馏等等,都是在控制条件下获得正确可靠事实知识的实验手段,当然,按照物质的性质将物体分离或是分辨出来就必须先了解到该物质的物理和化学性质。
所以说无机化学和物理化学是有着深刻的关联的。
由于各学科的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多跨学科的新的研究领域。
无机化学与其他学科结合而形成的新兴研究领域很多,如物理化学和无机化学相结合,现代物理实验方法的X射线,中子和电子衍射,磁共振,光、质、色谱等方法的应用,使对物质的研究由宏观到微观,从而将元素和他的化合物的性质和反应同结构联系起来,形成现代无机化学。
现代无机化学就是应用现在物理技术及物质微观结构的观点来研究和阐述化学元素及其所有所有无机化合物的组成、性能、结构和反应的科学。
以上就是我对物理化学和无机化学联系的一些看法。
可见,要了解一门学科就要涉及到多方面的知识。
确实物理化学要比无机化学难懂得多,要学好这两门学科很不容易。
物理化学与无机化学相互结合,两者在研究物质和对新型材料或是在新型化合物的合成方面有着重要作用与意义。