物理化學(xué)緒論

物理化學(xué)陳桂芳音頭采用高性能釹鐵硼磁體和雙膜球頂音膜，靈敏度高利用物理化學(xué)中的凝固點(diǎn)降低原理、二組分體系相圖并巧妙的設(shè)計(jì)了一個(gè)電解槽裝置才攻克了制備的難關(guān)

血液：血液細(xì)胞+血漿。細(xì)胞內(nèi)的溶液與細(xì)胞外的血漿必須各自維持一定濃度。人在輸液時(shí),進(jìn)入血漿的溶液與血漿具有相等的滲透壓,稱為等滲溶液,就生理鹽水而言,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%

。等滲溶液濃度的計(jì)算依據(jù)稀溶液的范特霍夫滲透壓公式:∏=cRT諺語云：鹵水點(diǎn)豆腐，一物降一物。膠體聚沉的機(jī)制

為什么豆?jié){遇到一點(diǎn)鹵水(主要含有MgCl2)就會(huì)變成豆腐呢?豆?jié){：大量蛋白質(zhì),外表帶有負(fù)電荷并在外表有水膜生成;這種蛋白質(zhì)溶液具有膠體的性質(zhì)。在豆?jié){中加進(jìn)鹵水后,由于離子與水的結(jié)合作用,蛋白質(zhì)顆粒的水膜首先遭到破壞,然后Mg2+中和蛋白質(zhì)的電性,進(jìn)而發(fā)生蛋白質(zhì)分子大團(tuán)聚的過程,這就形成了豆腐。熱與功的轉(zhuǎn)化:空調(diào)制冷致熱稀溶液依數(shù)性:“冰災(zāi)的時(shí)候?yàn)槭裁聪蚬飞先鳆}？〞利用凝固點(diǎn)下降原理，將NaCl和冰〔或雪〕混合，可以使溫度降低到251K。CaCl2與冰〔或雪〕混合，可以使溫度降低到218K。冬季建筑施工時(shí)，為保證施工質(zhì)量，常在澆注混凝土?xí)r參加鹽類，且加CaCl2效果較好?！步档突炷恋墓袒瘻囟?，相同濃度下CaCl2所含質(zhì)點(diǎn)較多?！碀櫇駟栴}:超疏水性材料如荷葉,海豚皮膚,自清潔涂料等等;超親水性材料如玻璃,超吸水性樹脂和超吸油性樹脂

接觸角與潤濕作用完全不潤濕

不潤濕

能潤濕

完全潤濕外表的防水與自潔作用蓮花效應(yīng)外表的防水與自潔作用外表的防水與自潔作用超疏水狀態(tài)不沾油抹布不沾鍋水在超疏水外表石材外表的疏水作用和保護(hù)外表的防水與自潔作用外表的防水與自潔作用建筑自潔玻璃納米自潔釉超臨界流體萃取是別離科學(xué)中有劃時(shí)代意義的科技進(jìn)步，然而這一高新技術(shù)是物理化學(xué)中臨界狀態(tài)、溶解度定律、二相平衡的分配定律及焦?fàn)栆粶飞?yīng)這些根本內(nèi)容相結(jié)合而成。納米反響器:化學(xué)家利用物理化學(xué)中膠體章節(jié)具有納米尺度的反膠束油包水作為納米反響器，在這種軟模板中合成了各種無機(jī)、有機(jī)、高分子納米粒子。高催化活性的空心納米反響器相圖是一個(gè)具有豐富內(nèi)容的信息庫。有人稱“相圖是材料研究的拐棍〞,至今在發(fā)現(xiàn)新材料如導(dǎo)電陶瓷、微波材料、磁性材料等方面是不可缺少的手段。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§0.5關(guān)于物理量的表示與運(yùn)算“燃素說〞“能量守恒與轉(zhuǎn)化定律〞可燃的要素是一種氣態(tài)的物質(zhì)，存在于一切可燃物質(zhì)中，這種要素就是燃素〔phlogiston〕；燃素在燃燒過程中從可燃物中飛散出來，與空氣結(jié)合，從而發(fā)光發(fā)熱，這就是火§0.1物理化學(xué)的建立與開展LOGO1ppt化學(xué)反響過程中的能量關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律化學(xué)親和力化學(xué)平衡化學(xué)現(xiàn)象電現(xiàn)象物理化學(xué)十八世紀(jì)開始萌芽：§0.1物理化學(xué)的建立與開展LOGO1ppt電離學(xué)說原子分子理論熱力學(xué)第一、第二定律量子力學(xué)化學(xué)元素周期律質(zhì)量作用定律物理化學(xué)§0.1物理化學(xué)的建立與開展LOGO1ppt十八世紀(jì)中葉俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫(1711-1765)最早使用“物理化學(xué)〞這一術(shù)語。羅蒙諾索夫§0.1物理化學(xué)的建立與開展§0.1物理化學(xué)的建立與開展1887年德國科學(xué)家W.Ostwald(奧斯特瓦爾德)和荷蘭科學(xué)家J.H.van’tHoff(范霍夫)合辦的“物理化學(xué)雜志〞(德文〕創(chuàng)刊。<<JournalofPhysicalChemistry>>

W.Ostwald(1853～1932)

J.H.van’tHoff(1852～1911)§0.1物理化學(xué)的建立與開展20世紀(jì)前期迅速開展界面化學(xué)熱化學(xué)電化學(xué)化學(xué)熱力學(xué)物理化學(xué)溶液化學(xué)膠體化學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)催化化學(xué)量子化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)

新測試手段和新數(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)的建立與開展20世紀(jì)中葉后開展趨勢和特點(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)§0.1物理化學(xué)的建立與開展

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)介觀(納米材料)微觀(原子、分子)粒子膜絲管納米§0.1物理化學(xué)的建立與開展(2)從體相到表相在多相系統(tǒng)中，化學(xué)反響總是在表相上進(jìn)行。隨著測試手段的進(jìn)步，了解表相反響的實(shí)際過程，推動(dòng)外表化學(xué)和多相催化的開展?！?.1物理化學(xué)的建立與開展(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)反響的動(dòng)態(tài)問題。分子反響動(dòng)力學(xué)已成為非常活潑的學(xué)科?！?.1物理化學(xué)的建立與開展(4)從定性到定量隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展，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，做原位反響，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)?；瘜W(xué)分析電子光譜學(xué)核磁共振

傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜FT-IRNMRESCA§0.1物理化學(xué)的建立與開展(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，生物藥學(xué)天文醫(yī)學(xué)化學(xué)計(jì)算材料計(jì)算化學(xué)生物化學(xué)藥物化學(xué)材料化學(xué)天體化學(xué)醫(yī)用化學(xué)形成了許多極具生命力的邊緣學(xué)科，如：§0.1物理化學(xué)的建立與開展

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。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?！?.2

物理化學(xué)的目的和內(nèi)容什么是物理化學(xué)?化學(xué)反響原子、分子間的別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)象什么是物理化學(xué)?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根本規(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)的理論根底，物理化學(xué)主要由化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)三大支柱組成?！?.2

物理化學(xué)的目的和內(nèi)容33化學(xué)從一開始就與工業(yè)生產(chǎn)、國民經(jīng)濟(jì)緊密相聯(lián)。例如：鋼鐵的冶煉；煤炭燃燒產(chǎn)生能量帶動(dòng)蒸汽機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這些推動(dòng)人類歷史開展的重要?jiǎng)恿Χ际峭ㄟ^化學(xué)反響來實(shí)現(xiàn)的。人們最關(guān)心的化學(xué)問題：怎樣通過化學(xué)反響來生產(chǎn)產(chǎn)品和獲取能量？——這正是物理化學(xué)所研究的根本問題。§0.2

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)際效勞。如有機(jī)化學(xué)家應(yīng)用動(dòng)力學(xué)探索反響機(jī)理，應(yīng)用結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)研究反響中間體的結(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?！?.2

物理化學(xué)的目的和內(nèi)容LOGO1ppt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；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結(jié)構(gòu)化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系問題§0.2

物理化學(xué)的目的和內(nèi)容上冊第一章氣體第二章熱力學(xué)第一定律第三章熱力學(xué)第二定律第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用第五章相平衡第六章化學(xué)平衡第七章統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)根底下冊第八章電解質(zhì)溶液第九章可逆電池的電動(dòng)勢及其應(yīng)用第十章電解與極化作用第十一章化學(xué)動(dòng)力學(xué)根底〔一〕第十二章化學(xué)動(dòng)力學(xué)根底〔二〕第十三章外表物理化學(xué)第十四章膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液章節(jié)目錄〔1〕遵循“實(shí)踐—理論—實(shí)踐〞的認(rèn)識(shí)過程，用歸納法和演繹法，即從眾多實(shí)驗(yàn)事實(shí)概括到一般，再從一般推理到個(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?！?.3

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?！?.3

物理化學(xué)的研究方法熱力學(xué)方法：是宏觀的方法，其研究對象是由眾多質(zhì)點(diǎn)組成的宏觀體系，它以熱力學(xué)三大定律為根底，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。§0.3

物理化學(xué)的研究方法統(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)?！?.3

物理化學(xué)的研究方法量子力學(xué)方法：用量子力學(xué)的根本方程〔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?！?.3

物理化學(xué)的研究方法

如何將宏觀與微觀世界聯(lián)系起來？

量子力學(xué)（微觀的方法）

化學(xué)熱力學(xué)（宏觀的方法）統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)從微觀層次說明了熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)的根本定律和熱力學(xué)函數(shù)的本質(zhì)以及化學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)和行為，不僅使人們對物質(zhì)本質(zhì)及化學(xué)過程的認(rèn)識(shí)大大深化，并使計(jì)算化學(xué)有了飛躍的開展，為人們實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算代替實(shí)驗(yàn)來研究化學(xué)的夢想打下了根底、翻開了大門?！?.3

物理化學(xué)的研究方法

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。列點(diǎn)比照法：針對該課程中根本概念繁雜而提出的，先將概念橫向分解成各個(gè)小的知識(shí)點(diǎn)，以表格或者點(diǎn)狀的形式，分成定義、公式、意義、應(yīng)用條件等一一列舉出來，然后將相似的概念放在一起，縱向加以比照，這樣可以使知識(shí)明了、思路清晰。例如：熵判據(jù)、亥姆赫茲函數(shù)判據(jù)和吉布斯函數(shù)判據(jù)§0.4

物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法數(shù)學(xué)證明法：針對該課程中的一些定律與公式具有相關(guān)性而提出的從純數(shù)學(xué)的角度，結(jié)合物理化學(xué)的一些根本公式，推導(dǎo)各個(gè)定律與公式的相關(guān)性，如三大定律、三大常用判據(jù)等，甚至一些概念也可以通過這個(gè)方法得到相互關(guān)系與推導(dǎo)。

由表及里記憶法：很多記憶的知識(shí)先拋開物理化學(xué)中概念的物理意義，純粹從數(shù)學(xué)與字母的角度找規(guī)律進(jìn)行記憶，然后賦予其物理意義，這樣能到達(dá)意想不到的效果§0.4

物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，勤于思考，敢于提問，不怕爭論,培養(yǎng)自學(xué)和獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。多做習(xí)題，學(xué)會(huì)解題方法。很多東西只有通過解題才能學(xué)到，不會(huì)解題，就不可能掌握物理化學(xué)?！?.4

物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法參考書：1.《物理化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》孫德坤主編高等教育出版社20072.《物理化學(xué)》天津大學(xué)教研室編〔第五版〕高等教育出版社20233.《物理化學(xué)》胡英主編〔第五版〕高等教育出版社20074.《物理化學(xué)導(dǎo)學(xué)》陳亞芍科學(xué)出版社20065.《物理化學(xué)解題指南》馮霞高等教育出版社20236.《物理化學(xué)》陳六平主編科學(xué)出版社20237.《近代物理化學(xué)》朱志昂主編〔第四版〕科學(xué)出版社2023參考書物理化學(xué)中將涉及到許多物理量。如壓力、溫度、體積、熱力學(xué)能、焓和熵等。因此物理量的正確表示及運(yùn)算就構(gòu)本錢課程的重要組成局部。1.物理量的表示2.對數(shù)中的物理量3.量值計(jì)算§0.5

物理量的表示與運(yùn)算物理量=數(shù)值×單位假設(shè)物理量用A表示，數(shù)值用{A}表示，單位用[A]表示，那么物理量A可表為A={A}·[A]注意把量的單位與量綱兩個(gè)概念區(qū)分開。量的單位是人為選定用來確定量的大小的名稱。而量綱那么表示一個(gè)量是由哪些根本量導(dǎo)出的和如何導(dǎo)出的式子〔這里沒考慮數(shù)字因數(shù)〕，它表示了量的屬性。如壓力的單位為Pa〔帕斯卡〕，其量綱那么為L-1MT-2，其中L是長度，M是質(zhì)量，T是時(shí)間，它們是構(gòu)成壓力的根本量。1.物理量的表示§0.5

物理量的表示與運(yùn)算量的數(shù)值在圖表中的表示方法在科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)的各類圖表中，圖坐標(biāo)的標(biāo)注或表頭的標(biāo)注都以純數(shù)表示，即量除以它的單位：{A}=A/[A]例如，乙醇的蒸氣壓p與溫度T的關(guān)系可用表1中的數(shù)據(jù)表示。T/K103T-1/K-1

P/k