材料物理化学

材料物理化学

课程负责人：李颖开课部门：材料科学与工程

学院

编写时间：2010-10

一、课程内容简介

《材料物理化学》课程主要是使材料学院本科生了解当代材料科学的新概念、新理论、新技术、新工艺，系统掌握材料物理化学的基本理论和分析手段和必备的材料科学知识。注重培养学生综合运用物理和化学知识解决实际问题的能力，树立“多学科学知识交叉与渗透”的观念，为今后材料科学的基础研究和实际生产建立理论基础和一定的实践技能。

二、教学目标

《材料物理化学》的课程目标主要要求学生初步掌握热力学研究方法的特点,理解热力学基本原理,并运用热学基本原理和方法处理溶液、相平衡、等方面的一些基本问题；掌握判断变化方向的各种判据及其应用，掌握化学动力学的基本理论及其应用，掌握反应机理的研究方法，熟悉物理化学基本原理在材料实际体系中的应用，使学生学会科学地思维方法，提高分析问题和解决问题的能力，并运用热力学及有关理论来讨论材料的某些性质。

三、教学方式

采用多媒体教学方式。

五、教学内容与要求

本课程按48学时组织教学，课程大纲如下：

第一章绪论

1.1 材料物理化学的内容和任务（了解）

1.2 物理化学的研究方法（熟悉）

1.3 怎样学习材料物理化学（掌握）

1.4 物理化学与材料学科的关联（了解）

第二章热力学第一定律

2.1 热力学基本概念及术语（熟悉）

2.2 热力学第一定律（掌握）

2.3 等容过程热、等压过程热与焓（掌握）

2.4 可逆过程和最大功（熟悉）

2.5 热容（了解）

2.6 热力学第一定律对理想气体及相变过程的应用（熟悉）2.7 热化学相关知识（掌握）

第三章热力学第二定律

3.1 热力学第二定律的基本概念（熟悉）

3.2 熵的概念及有关计算（掌握）

3.3 亥姆霍兹函数及吉布斯函数（了解）

3.4 热力学函数之间的关系（熟悉）

3.5 克拉贝龙方程（掌握）

第四章多组分系统热力学

4.1 偏摩尔量与化学势（掌握）

4.2 稀溶液中的两个经验定律（掌握）

4.3 理想溶液（熟悉）

4.4 实际溶液和活度（了解）

第五章化学平衡

5.1 化学反应的平衡条件（掌握）

5.2 化学反应的平衡常数和等温方程式（掌握）

5.3 标准平衡常数与温度的关系（掌握）

5.4 影响化学平衡的其他因素（熟悉）

5.5 化学平衡计算的应用（了解）

第六章化学动力学

6.1 化学动力学的目的与任务（了解）

6.2 反应速率的定义与测定（掌握）

6.3 简单级数反应的浓度-时间关系（掌握）

6.4 链反应（熟悉）

6.5 催化反应（熟悉）

第七章材料的表面物理化学

7.1表面自由能和表面张力（熟悉）

7.2 弯曲表面现象（了解）

7.3 新相生成与介安状态（了解）

7.4 固体表面的吸附作用（掌握）

7.5 表面活性剂及其作用（熟悉）

7.6 气-固相表面催化反应（了解）

第八章胶体与大分子溶液

8.1 分散系统的分类（了解）

8.2 溶胶的制备与净化（掌握）

8.3 胶体系统的基本性质（熟悉）

8.4胶体的聚沉和稳定性（熟悉）

8.5 大分子溶液（了解）

第九章现代材料的物理化学研究方法

9.1 量子化学方法（熟悉）

9.2 分子力学与分子动力学方法（熟悉）

9.3 材料结构的现代分析测试方法（掌握）

教学方法与手段

（1）利用多媒体手段，以教师讲授为主要方式；

（2）理论学习与课堂讨论相结合，在课堂授课中结合实际案例并利用自制的物理化学多媒体教学课件清晰阐述课程内容,把抽象概念具体化与形象化,把复杂的过程、复杂的理论分解为相关的知识点使之简单化。同时对常出现的问题汇集专题,组织学生开展研究式的“正误辨析”课堂讨论,让学生有充分发表自己对问题的认识、看法及判断的教学空间,从而达到指导和帮助学生解难释疑。

六、考核与成绩评定

作业/其他homework/Others 30%

期末考试Final 70%

七、教材及参考资料

《物理化学》，邵光杰等编，哈尔滨工业大学出版社，2003

《物理化学》，刘彬、卢荣主编，华中科技大学出版社，2008

《无机材料物理化学》叶瑞伦主编，天津大学出版社