物理化學(xué)電子教案緒論

1、物理化學(xué)電子教案緒論2022-2-240.1 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2022-2-24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)四大支柱組成。2022-2-24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)提出的理論問題，揭示化學(xué)變化的本質(zhì)，更好地駕馭

2、化學(xué)，使之為生產(chǎn)實(shí)際服務(wù)。2022-2-24 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；無機(jī)化學(xué)家應(yīng)用熱力學(xué)原理研究無機(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。2022-2-24 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。2022-2-24 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)。20

3、22-2-24研究?jī)?nèi)容：(1)化學(xué)熱力學(xué) 研究化學(xué)變化過程（包括相變過程）的能量轉(zhuǎn)換及化學(xué)變化的方向和限度問題；(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)系問題2022-2-24（1）遵循“實(shí)踐理論實(shí)踐”的認(rèn)識(shí)過程，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。2022-2-24（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。2022-2-24熱力學(xué)方法： 是宏觀的方法，其研究對(duì)象是由 眾多質(zhì)點(diǎn)

4、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。2022-2-24統(tǒng)計(jì)力學(xué)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， 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)。算一些熱力學(xué)性質(zhì)。 2022-2-24 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。2022-2-24十八世紀(jì)開始萌芽：從燃素說到能量

5、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)。2022-2-24十九世紀(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）。2022-2-24二十世紀(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，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。2022-2-24(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

6、衡態(tài)到研究非平衡態(tài)2022-2-24 單用宏觀的研究方法是不夠的，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2022-2-24 在多相體系中，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，人們迫切希望了解 表相反應(yīng)的實(shí)際過程，這也進(jìn)一步推動(dòng)了表面化學(xué)和多相催化的發(fā)展。 (2) 從體相到表相2022-2-24 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)行人工模擬和自動(dòng)記錄，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)。(3) 從定性到定量2022-2-24 化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科以及化學(xué)內(nèi)部更進(jìn)一步相互滲透、相互

7、結(jié)合，形成了許多極具生命力的交叉科學(xué)，如生物化學(xué)、海洋化學(xué)、地球化學(xué)、天體化學(xué)、計(jì)算化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)、物理有機(jī)化學(xué)等。(4) 從單一學(xué)科到交叉學(xué)科2022-2-24 經(jīng)典熱力學(xué)只研究平衡態(tài)和封閉體系或孤立體系，然而對(duì)處于非平衡態(tài)的開放體系的研究更具有實(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。(5)從研究平衡態(tài)到研究非平衡態(tài)2022-2-24 1)注意學(xué)習(xí)前人提出問題、解決問題的邏輯思維方法，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。2022-2-243)課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，勤于思考，敢于提問，不怕爭(zhēng)論,培養(yǎng)自學(xué)和獨(dú)立工作的能力。4）多做習(xí)題，通過獨(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)立思考問題和解決問題的能力。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)。2022-2-24 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