物理化学ppt

物质特性
分子结构 分子能级 分子间力 势能面
微观到 宏观层次
统计 力学
实验测定 经验半经 验 方法
理论方法
微观层次
普遍规律
量子 力学
物质特性
粒子质量 粒子电荷
三、物理化学的历史和现状
18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(1711－1765)最
早使用“物理化学” 这一术语。 М В Ломоносов
化学动力学 结构化学及 量子化学
二、物理化学的研究方法
1. 实验方法 2. 经验半经验方法 3. 理论方法
归纳和演绎法 假设和模型法
主要理论支柱：
热力学、动力学、统计力学、量子化学
三个层次：
宏观的层次，从微观到宏观的层次， 以及微观的层次。
平衡规律
理论方法
宏观 层次
普遍规律
化学 热力学
物质特性
pVT关系 热性质 非理想性 界面性质 电极性质
实验测定
经验半经 验 方法
理论方法
微观到 宏观层次
普遍规律
统计 热力学
物质特性
分子结构 分子能级 分子间力
实验测定 经验半经 验 方法
理论方法
微观层次
普遍规律
量子 力学
物质特性
粒子质量 粒子电荷
速率规律
理论方法
宏观 层次
普遍规律
化学 动力学
物质特性
反应 性质
理论方法
实验测定 经验半经 验 方法
普遍规律
1. 从1887年德文《物理化学杂志》创刊到 20世纪20年代
W. Ostwald (1853－1932) J. H. van’t Hoff (1852－1911)
以化学热力学理论的成熟和宏观化学反应 速率理论的建立为特征。 主要借助于物理学中的力学、热学及气体分 子动理论来解决化学平衡和化学反应速率问题。
2. 20世纪20年代至60年代
开创了物理化学进入物质微观结构及化学 反应的基元反应速率理论的探索阶段。
该阶段的主要成就为：提出化学键理论、化 合物的微观结构、电解质与非电解质的微观结构 模型、燃烧爆炸的链反应机理及一些催化反应机 理、电极过程的氢超电势理论等。
3. 从20世纪60年代至今
物理化学向纵深发展，研究工作由分子的稳 态、基态向瞬态、激发态发展，由单一分子结构 向分子间的相互作用细节发展，由体相向界面相 发展，由化学系统扩展到生物化学系统及远离平 衡态的耗散结构等，研究工作进入到分子水平。
在表面化学研究领域 作出开拓性贡献
2007年诺贝尔化学奖得主格哈德-埃特尔
四、物理化学课程学习的特点
学习内容：化学热力学、统计热力学初步、电化
学、化学动力学、胶体和界面化学。
学习目的：(1) 进一步扩大知识面，打好专业基础。
了解化学变化中的一些基本规律。 (2) 提高自学能力，培养独立工作能力。
学习方法：
诺贝尔获得者西侬曾说：优秀的学生……做完一道 题后返回去问：为什么我做了这么长时间？我最后 发现的通向正确道路的线索是什么？以后再遇到同 类的问题怎样才能尽快的解出？这样就学会了解题 的方法。因此，很多东西是通过解题之后才学到 的。
第二章 热力学第一定律
§2.1 热力学概论
一、热力学的基本内容 二、热力学方法特点和局限性
目的 物理化学主要是为了解决生产实际和 科学实验中向化学提出的理论问题，揭示化学 变化的本质，更好地驾驭化学，使之为生产实 际服务。
由于物理化学所研究的是普遍适用于各个 化学分支的理论问题，所以物理化学曾被称为 理论化学。
主要任务
(1) 化学变化的方向和限度问题。 (2) 化学反应的速率和机理问题。 (3) 物质结构和性能之间的关系。 化学热力学
纳米材料的物理化学
有序组合体的物理化学
催化、电极、超导等材料
生命科学
结合各类 化学系统
Βιβλιοθήκη Baidu
材料科学
结合各类 化学系统
国计民生
• 20 世纪诺贝尔化学奖获得者中，约 60% 是从 事物理化学领域研究的科学家，在中国科学 院化学学部的院士中，近 1/3 是研究物理化学 或者是物理化学某一个领域的科学家 。
参考书:
2007
高盘良, 《物理化学考研攻略》， 科学出版社, 2004.
2010
2012
本节要点
★ 绪论 ★ 热力学概论 ★ 热平衡和热力学第零定律 ★ 热力学的一些基本概念
绪 论
一、物理化学的内容 二、物理化学的研究方法
三、物理化学的历史与现状
四、物理化学课程学习的特点
一、物理化学的内容
高精尖现代 谱学，衍射 分子束，计 算机技术
物理化学
强化了对系统、反应在分子 水平上的精细物理化学研究
分子设计与分子工程 蛋白分子工程
强化了对特殊集合 态的物理化学研究
表面、界面物理化学
数学、物理 理论与方法
分子动态物理化学 分子反应动力学 分子激发态谱学
非平衡态物理化学
表面分子工程
新型簇系统物理化学
物理化学是化学科学中的一个学科，是化学 科学的理论基础。 热 电
温度变化
压力变化 体积变化
化学
化学反应
原子、分子间的分离与组合
密 不 可 分
相态变化
光
物理学
磁
物理化学是从物质的物理现象和化学现象 的联系入手来探求化学变化基本规律的一门学 科。 物理化学运用数学、物理学等基础学科的 理论和实验方法，研究化学变化包括相变化和 pVT 变化中的平衡规律和速率规律，以及这些 规律与物质微观结构的关系。
一、热力学的基本内容
“热质论” 、“热动论” 确立热动论的关 键，是要以确凿无误的测量定出热功当量来， 这也是确立能量守恒定律的实验基础。 焦耳
热力学是研究热和其它形式能量之间的转 换关系的科学。 热力学第一定律和热力学第二定律是热力学 的主要基础，是物理化学中最基本的定律。二十 世纪初又建立了热力学第三定律和热力学第零定 律。 经典热力学 classical thermodynamics
唯象热力学
phenomenological thermodynamics
化学热力学(chemical thermodynamics) 是用热力学中的最基本原理来研究化学现象 以及和化学有关的物理现象的一门学科。
(1) 抓重点; (2) 公式 (适用条件, 物理意义); (3) 注意章节间的联系，将前后所学知识 融会贯通; (4) 重视习题; (5) 课前预习，课后复习; (6) 注意理论结合实际。
美国著名物理化学教授赖文曾说过：如果试图只通
过阅读教科书而不做习题的办法来学习物理化学，
其效果就如同为了改善体质只阅读一本身体保健的 书，而不做所建议的体育锻炼一样。