四川大學(xué)物理化學(xué)：緒論

1、 物理化學(xué) （Physical Chemistry）四川大學(xué)化工學(xué)院李 賽 副教授Email: 聯(lián)系電話緒 論物理化學(xué)電子教案緒論0.1 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容0.2 物理化學(xué)的研究方法0.3 物理化學(xué)的建立與發(fā)展0.4 近代化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)0.5 物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法 0.1 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容物理化學(xué) 從研究化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手，借助數(shù)學(xué)和物理學(xué)的理論從而探求化學(xué)變化中具有普遍性的包含宏觀到微觀的基本規(guī)律（平衡規(guī)律和速率規(guī)律）。在實(shí)驗(yàn)方法上主要采用物理學(xué)中的方法。作為化學(xué)的理論基礎(chǔ)，物理化學(xué)主要由化學(xué)熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)四

2、大支柱組成。0.1 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容目的 物理化學(xué)主要是為了解決生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中向化學(xué)提出的理論問(wèn)題，揭示化學(xué)變化的本質(zhì)，更好地駕馭化學(xué)，使之為生產(chǎn)實(shí)際服務(wù)。0.1 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容如有機(jī)化學(xué)家應(yīng)用動(dòng)力學(xué)探索反應(yīng)機(jī)理，應(yīng)用結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)研究反應(yīng)中間體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性；無(wú)機(jī)化學(xué)家應(yīng)用熱力學(xué)原理研究無(wú)機(jī)材料的性質(zhì)及穩(wěn)定性；分析化學(xué)家應(yīng)用光譜分析確定未知樣品的組成。0.1 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容 生物化學(xué)家應(yīng)用動(dòng)力學(xué)研究酶反應(yīng),應(yīng)用熱力學(xué)原理研究生物能、滲透作用、膜平衡及確定生物大分子的分子量。材料科學(xué)家利用熱力學(xué)原理去判斷各種材料的穩(wěn)定性及合成某種新材料的可能性，應(yīng)用光譜方法確定材料的結(jié)構(gòu)和

3、性能，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)原理去研究聚合反應(yīng)等。0.1 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容總之，物理化學(xué)為生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)，從而使化學(xué)能更好地為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。0.1 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容研究?jī)?nèi)容：(1)化學(xué)熱力學(xué) 研究化學(xué)變化過(guò)程（包括相變過(guò)程）的能量轉(zhuǎn)換及化學(xué)變化的方向和限度問(wèn)題；(2)化學(xué)動(dòng)力學(xué) 研究化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理問(wèn)題及影響速率的因素；(3)物質(zhì)結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系問(wèn)題（1）遵循“實(shí)踐理論實(shí)踐”的認(rèn)識(shí)過(guò)程，分別采用歸納法和演繹法，即從眾多實(shí)驗(yàn)事實(shí)概括到一般， 再?gòu)囊话阃评淼絺€(gè)別的思維過(guò)程。如從理想氣體狀態(tài)方程的提出到范德華方程的建立就是遵循上述方法的。0.2 物理化

4、學(xué)的研究方法 0.2 物理化學(xué)的研究方法（2）綜合應(yīng)用微觀與宏觀的研究方法，主要有：熱力學(xué)方法、統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法和量子力學(xué)方法。熱力學(xué)方法：0.2 物理化學(xué)的研究方法 是宏觀的方法，其研究對(duì)象是由 眾多質(zhì)點(diǎn)組成的宏觀體系，它以熱力學(xué)三大定律為基礎(chǔ)，用一系列體系的宏觀性質(zhì)（熱力學(xué)函數(shù)）及其變量描述體系從始態(tài)到終態(tài)的宏觀變化，而不涉及變化的細(xì)節(jié)和速率。經(jīng)典熱力學(xué)方法只適用于平衡體系。統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法：0.2 物理化學(xué)的研究方法 它主要是運(yùn)用微觀研究手段，把統(tǒng)計(jì)描述與量子力學(xué)原理結(jié)合起來(lái)， 用概率規(guī)律計(jì)算出體系內(nèi)部大量質(zhì)點(diǎn)微觀運(yùn)動(dòng)的平均結(jié)果，從而解釋宏觀現(xiàn)象并能計(jì)算一些熱力學(xué)性質(zhì)。0.2 物理化學(xué)的研究方法

5、量子力學(xué)方法： 用量子力學(xué)的基本方程（E.Schrodinger方程）求解組成體系的微觀粒子之間的相互作用及其規(guī)律，從而揭示物性與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。0.3 物理化學(xué)的建立與發(fā)展十八世紀(jì)開(kāi)始萌芽：從燃素說(shuō)到能量守恒與轉(zhuǎn)化 定律。俄國(guó)科學(xué)家羅蒙諾 索夫最早使用“物理化學(xué)”這 一術(shù)語(yǔ)。0.3 物理化學(xué)的建立與發(fā)展十九世紀(jì)中葉形成：1887年俄國(guó)科學(xué)家W.Ostwald （18531932）和荷蘭科學(xué)家 J.H.vant Hoff （18521911） 合辦了第一本“物理化學(xué)雜志” （德文）。0.3 物理化學(xué)的建立與發(fā)展二十世紀(jì)迅速發(fā)展：新測(cè)試手段和新的數(shù)據(jù)處理方 法不斷涌現(xiàn)，形成了許多新的 分支學(xué)科，

6、如：熱化學(xué)，化學(xué) 熱力學(xué)，電化學(xué)，溶液化學(xué)， 膠體化學(xué)，表面化學(xué)，化學(xué)動(dòng) 力學(xué)，催化作用，量子化學(xué)和 結(jié)構(gòu)化學(xué)等。0.4近代化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)(1)從宏觀到微觀(2)從體相到表相(3)從定性到定量(4)從單一學(xué)科到交叉學(xué)科(5)從研究平衡態(tài)到研究非平衡態(tài)0.5 物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法1)注意學(xué)習(xí)前人提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的邏輯思維方法，反復(fù)體會(huì)感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)的相互關(guān)系。密切聯(lián)系實(shí)際，善于思考，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新。 2）注意各章節(jié)間及各物理量間的聯(lián)系，要理解各物理量的物理意義及特征，靈活掌握一些主要公式的使用條件。0.5 物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法3)課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，勤于思考，敢于提問(wèn)，不怕?tīng)?zhēng)

7、論,培養(yǎng)自學(xué)和獨(dú)立工作的能力。4）多做習(xí)題，通過(guò)獨(dú)立解題，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解，檢查對(duì)課程的掌握程度，培養(yǎng)自己獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。5）重視實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)課看成是提高自己動(dòng)手能力和獨(dú)立工作能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。0.5 物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)過(guò)程中的注意事項(xiàng)：1）物理量的表示 單位（表示方法，換算等。例如密度=1kgm-3=1gdm-3） 符號(hào)（大小寫(xiě)，拉丁字母或希臘字母）見(jiàn)附錄 2）物理量的運(yùn)算 高等數(shù)學(xué), 大學(xué)化學(xué)知識(shí)背景課程安排以及考試共計(jì)43個(gè)學(xué)時(shí).作業(yè)：每章交一次答疑時(shí)間另行安排成績(jī)?cè)u(píng)定： 平時(shí)成績(jī)：20% 期末考試：80%參考書(shū)胡英，呂瑞東，劉國(guó)杰，葉汝強(qiáng)等編，物理化學(xué)，高等教育出版社出版，1