物理化学发展史

物理化学发展史
自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。

人类认识自然、改造自然，最先是从认识火开始的。

从1650年到1775年， 随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，即所谓的“素然说”再到能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变的“能量守恒及其转化定律”，期间差不多经历了两个多世纪，而物理化学作为化学的一个重要分支便是在18世纪开始萌芽的。

早在18世纪中叶俄国科学家罗蒙诺索夫（M.B.Jiomohocob,1711-1765）最早曾使用过“物理化学”这一术语。

但被大多数人所接受的是，物理化学作为一门学科的正式形成，是从1877年德国化学家奥斯特瓦尔(W.Ostwald,1853-1932)和荷兰化学家范特霍夫（J.H. Van't Hoff ,1852-1911）创刊的《物理化学杂志》开始的,从此,“物理化学”这一名称就逐渐被采用。

在19世纪化学有几个重要的理论成就，如经典的原子分子理论、化学元素周期律、质量作用定律及电离学说等都成为宏观化学反应动力学的基础。

与此同时，物理学中一些理论研究成果和实验方法也被移植到化学领域。

热力学第一定律和热力学第二定律被广泛应用于各种化学体系，特别是溶液体系的研究。

吉布斯（J.W.Gibbs,1839-1903）对多相平衡体系的研究和Van't Hoff对化学平衡的研究，阿伦尼乌斯（S.A.Arrehnius,1859-1927）提出电离学说，能斯特（W.H.Nernst,1864-1941）发现热定理都是对化学热力学的重要贡献。

量子力学的引入，使价键理论更为充实，所有这些都为物理化学发展奠定了基础。

进入20世纪前期，路易斯（G.N.Lewis,1875-1946）提出处理非理想体系的逸度和活度概念以及测定方法，化学热力学的全部基础已经具备。

劳厄(M.von Laue,1879-1960)和Brag对X射线晶体结构分析的创造性研究，为经典的晶体学向近代结晶化学的发展奠定了基础。

Arrehnius关于化学反应活化能的概念，以及博登施坦(M.Max Bodenstein,1871-1942)和Nernst关于链反应的概念，对后来化学动力学的发展也都作出了重要贡献。

在工业生产和化学研究中，物理化学的基本原理在这一时期得
到更广泛的应用，发挥了它的指导作用，特别是新兴的石油炼制和石油化工工业，更是充分地利用了化学热力学、化学动力学、催化和表面化学等的成果。

而工业技术的发展和其他学科的发展，特别是物理学的进展和各大测试手段的涌现，极大地影响了物理化学的发展。

在物理化学所属的分支领域如结构化学、热化学、化学热力学、电化学、溶液化学、流体界面化学、化学动力学、量子化学、催化作用及其理论等都得到了迅速发展。

20世纪20～40年代是结构化学领先发展的时期，这时的物理化学研究已深入到微观的原子和分子世界，改变了对分子内部结构的复杂性茫然无知的状况。

量子力学研究的兴起，不但在物理学中掀起了高潮，对物理化学研究也给以很大的冲击。

尤其是在1927年，海特勒（W.H.Heitler 1904-1981）和伦敦对氢分子问题的量子力学处理，为1916年Lewis提出的共享电子对的共价键概念提供了理论基础。

1931年Pauling和Slater 把这种处理方法推广到其他双原子分子和多原子分子，形成了化学键的价键方法。

1932年，Muliken和Hond在处理氢分子的问题时根据不同的物理模型，采用不同的试探波函数，从而发展了分子轨道方法。

在这个时期，物理化学的其他分支也都或多或少地带有微观的色彩，例如由Hinshelwood和谢苗诺夫两个学派所发展的自由基链式反应动力学，Debye和Huckel的强电解质离子的互吸理论，以及电化学中电极过程研究的进展——氢超电压理论。

20世纪中叶之后，各类自然科学发展都十分迅速而深入。

物理化学以实验研究手段和测量技术，特别是各种谱学技术的飞跃发展和由此而产生的丰硕成果为其特点。

电子学、高真空和计算机技术的突飞猛进，不但使物理化学的传统实验方法和测量技术的准确度、精密度和时间分辨率有很大提高，而且还出现了许多新的谱学技术。

光谱学和其他谱学的时间分辨率和自控、记录手段的不断提高，使物理化学的研究对象超出了基态稳定分子而开始进入各种激发态的研究领域。

20世纪60年代，激光器的发明和不断改进的激光技术。

大容量高速电子计算机的出现，以及微弱信号检测手段的发明孕育着物理化学中新的生长点的诞生。

20世纪70年代以来，分子反应动力学、激光化学和表面结构化学代表着物理化学的前沿阵地。

研究对象从一般键合分子扩展到准键合分子、范德瓦耳斯分子、原子簇、
分子簇和非化学计量化合物。

在实验中不但能控制化学反应的温度和压力等条件，进而对反应物分子的内部量子态、能量和空间取向实行控制。

在理论研究方面，快速大型电子计算机加速了量子化学在定量计算方面的发展。

对于许多化学体系来说，薛定谔方程已不再是可望而不可解的了。

福井谦一提出的前线轨道理论以及伍德沃德和霍夫曼提出的分子轨道对称守恒原理的建立是量子化学的重要发展。

物理化学还在不断吸收物理和数学的研究成果，例如20世纪70年代初，普里戈金等提出了耗散结构理论，使非平衡态理论研究获得了可喜的进展，加深了人们对远离平衡的体系稳定性的理解。

现代物理化学是化学学科的理论基础，它研究所有物质体系的化学行为的原理、规律和方法。

所以留给21世纪化学家的问题还有很多，需要慢慢探索实践才能更好的开拓化学研究新领域。