傅獻(xiàn)彩物理化學(xué)電子教桉課件-第五版00章_緒論.ppt

1、2006.09,高等教育出版社 高等教育電子音像出版社,物理化學(xué)多媒體電子教案,沈文霞 主持研制,與南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院編寫的 物理化學(xué)第五版配套,第二版,物理化學(xué)課程使用的教材,物 理 化 學(xué),傅獻(xiàn)彩 沈文霞 姚天揚(yáng) 侯文華 編,2006,第五版,高等教育出版社,南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,緒 論,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,0.2 物理化學(xué)的目的與內(nèi)容,0.3 物理化學(xué)的研究方法,0.4 物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,18世紀(jì)開始萌芽：,從燃素說到能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。,俄國(guó)科學(xué)家羅蒙諾索夫(17111765)最早使用“物理化學(xué)”這一術(shù)語。, ,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)

2、展,1887年德國(guó)科學(xué)家W.Ostwald和荷蘭科學(xué)家J.H. vant Hoff 合辦的物理化學(xué)雜志 (德文）創(chuàng)刊。,W. Ostwald (18531932),J. H. vant Hoff (18521911),0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,20世紀(jì)前期迅速發(fā)展,界面化學(xué),熱化學(xué),電化學(xué),化學(xué)熱力學(xué),新測(cè)試手段和新數(shù)據(jù)處理方法不斷涌現(xiàn)。,形成了許多新的分支領(lǐng)域，如：,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,20世紀(jì)中葉后發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)：,(1) 從宏觀到微觀,(2) 從體相到表相,(4) 從定性到定量,(5) 從單一學(xué)科到邊緣學(xué)科,(6) 從平衡態(tài)的研究到非平衡態(tài)的研究,(3) 從靜態(tài)到動(dòng)態(tài),0.

3、1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,只有深入到微觀，研究分子、原子層次的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，才能掌握化學(xué)變化的本質(zhì)和結(jié)構(gòu)與物性的關(guān)系。,(1) 從宏觀到微觀,宏觀,(看得見的物體),0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,(2) 從體相到表相,在多相系統(tǒng)中，化學(xué)反應(yīng)總是在表相上進(jìn)行。隨著測(cè)試手段的進(jìn)步，了解表相反應(yīng)的實(shí)際過程，推動(dòng)表面化學(xué)和多相催化的發(fā)展。,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,(3) 從靜態(tài)到動(dòng)態(tài),熱力學(xué)研究方法是從靜態(tài)利用熱力學(xué)函數(shù)判斷變化的方向和限度，但無法給出變化的細(xì)節(jié)。,激光技術(shù)和分子束技術(shù)的出現(xiàn)，可以真正地研究化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)問題。,分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)已成為非?；钴S的學(xué)科。,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,(4

4、) 從定性到定量,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，大大縮短了數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，并可進(jìn)行自動(dòng)記錄和人工擬合。,使許多以前只能做定性研究的課題現(xiàn)在可進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)，做原位反應(yīng)，如：,利用計(jì)算機(jī)還可以進(jìn)行模擬放大和分子設(shè)計(jì)。,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,(5) 從單一學(xué)科到邊緣學(xué)科,化學(xué)學(xué)科內(nèi)部及與其他學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合，形成了許多極具生命力的邊緣學(xué)科，如：,0.1 物理化學(xué)的建立與發(fā)展,平衡態(tài)熱力學(xué)只研究平衡態(tài)和可逆過程的系統(tǒng)，主要研究封閉系統(tǒng)或孤立系統(tǒng)。,(6) 從平衡態(tài)的研究到非平衡態(tài)的研究,對(duì)處于非平衡態(tài)的敞開系統(tǒng)的研究更具有實(shí)際意義。自1960年以來，逐漸形成了非平衡態(tài)熱力學(xué)這個(gè)學(xué)科分支。,P

5、rigogine對(duì)非平衡態(tài)熱力學(xué)有突出貢獻(xiàn)，這個(gè)學(xué)科分支成為當(dāng)前理論化學(xué)的研究前沿之一。,0.2 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容,什么是物理化學(xué)?,研究所有物質(zhì)系統(tǒng)的化學(xué)行為的原理、規(guī)律和方法的學(xué)科。,涵蓋從宏觀到微觀與性質(zhì)的關(guān)系、規(guī)律、化學(xué)過程機(jī)理及其控制的研究。,物理化學(xué)是化學(xué)以及在分子層次上研究物質(zhì)變化的其他學(xué)科領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)。,0.2 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容,什么是物理化學(xué)?,化學(xué)反應(yīng),原子、分子間的分離與組合,熱,電,光,磁,溫度變化,壓力變化,體積變化,化學(xué),物理學(xué),密不可分,相態(tài)變化,0.2 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容,物理化學(xué),用物理的理論和實(shí)驗(yàn)方法,研究化學(xué)變化的本質(zhì)與規(guī)律,物理現(xiàn)象,化學(xué)現(xiàn)象

6、,0.2 物理化學(xué)的目的和內(nèi)容,物理化學(xué)主要研究,（1）化學(xué)變化的方向和限度問題,各種因素如溫度、壓力和濃度等對(duì)化學(xué)變化的影響等。這類問題屬于化學(xué)熱力學(xué)的范疇。,（2）化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理問題,外界條件如溫度、壓力、濃度和催化劑等對(duì)反應(yīng)速率的影響。這屬于化學(xué)動(dòng)力學(xué)的范疇。,（3）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,研究這類問題有結(jié)構(gòu)化學(xué)和量子化學(xué)兩個(gè)分支,0.3 物理化學(xué)的研究方法,采用歸納法和演繹法這一對(duì)邏輯方法。,按照“實(shí)踐認(rèn)識(shí)再實(shí)踐再認(rèn)識(shí)”的形式，往復(fù)循環(huán)以至無窮。,常用的研究方法有：,實(shí)驗(yàn)的方法、歸納和演繹的方法、模型化方法、理想化方法、假設(shè)的方法、數(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)處理方法等等。,0.4 物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法,（1）擴(kuò)大知識(shí)面，打好專業(yè)基礎(chǔ),（2）提高自學(xué)能力，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力,1.抓住每章重點(diǎn);,2.掌握主要公式的物理意義和使用條件;,