《物理化学》绪论

物理化学PhysicalChemistry

2课程基本情况学分：5理论课总学时：80课程类别：专业基础课程性质：考试课3绪论(2)热力学第一定律(10)热力学第二定律(10)多组分系统热力学(7)化学平衡(5)相平衡(8)化学动力学(14)电化学(14)表面现象(6)胶体分散系统(4)课程主要内容4绪论物理化学的内容和任务物理化学的研究方法物理化学的学习方法物理化学的建立与发展物理化学教学参考书气体性质简介5一、物理化学的内容和任务

物理化学（PhysicalChemistry）

是运用物理学的实验方法，从物质的物理现象和化学现象的联系入手，来探求化学变化中具有普遍性的基本规律的一门学科。6化学反应物理变化伴随影响通电光照爆炸声、光、热、功…

7

1、目的

物理化学主要是为了解决生产实际和科学实验中向化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质，更好地驾驭化学，使之为生产实际服务。2、研究内容(1)化学变化的方向和限度问题；(2)化学反应的速率和机理问题；(3)物质的性质与其结构之间的关系问题。8综合性（交叉学科)

研究对象——

化学反应研究手段——

物理方法研究工具——

数学（公式的推导）3.物理化学的特点“物理化学难学”的主要原因9二、物理化学的研究方法

1.遵循“实践—理论—实践”的认识过程。

如从理想气体状态方程的提出到范德华方程的建立就是遵循上述方法的。

2.综合应用微观与宏观的研究方法。3.具体研究方法热力学方法、统计力学方法、动力学方法、量子力学方法。103.1热力学方法

以众多质点组成的宏观体系作为研究对象，以两个经典热力学定律为基础，用一系列热力学函数及其变量，描述体系从始态到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。经典热力学方法只适用于平衡体系。3.2统计力学方法用概率规律计算出体系内部大量质点微观运动的平均结果，从而解释宏观现象，并能计算一些热力学的宏观性质。113.3动力学方法用宏观和本征动力学方程表达化学反应的速率和反应的机理，以及温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响。把热力学的反应可能性变为现实性。用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求解组成体系的微观粒子之间的相互作用及其规律，从而指示物性与结构之间的关系。3.4量子力学方法124.物理化学的分支学科化学热力学统计力学结构化学化学动力学其他分支学科电化学、表面及胶体化学、催化化学等。物理化学原理应用于不同的体系，则产生了物理有机化学、生物物理化学、材料物理化学、冶金物理化学等。13三、物理化学的学习方法1.准确理解和掌握每一个基本概念、名词术语的含义。2.准确掌握和运用物理化学中有关定律和公式，抓住重点，自己动手推导公式。143.注重对知识系统的归纳、总结和比较。多做习题，学会解题方法。很多东西只有通过解题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理化学。4.课前自学，课后复习，勤于思考，培养自学和独立工作的能力。除了通过课堂讲授获取知识外，还应根据自身能力自学教学参考书。15关联理解记忆关联：事实和事实、事实和原理、原理和原理、公式和公式理解：概念、定律和原理的本质。记忆：有关公式和原理的必要的记忆。16四、物理化学的建立与发展第一阶段：1887～1920s——化学平衡和化学反应速率的唯象规律的建立。19世纪中叶—热力学第一定律和热力学第二定律的提出；1850—Wilhelmy第一次定量测定反应速率；1879—质量作用定律建立；1889—Arrhenius

公式的建立和活化能概念；1887—德文“物理化学”杂志创刊；1906～1912—Nernst热定理和热力学第三定律的建立；17第二阶段：1920s～1960s——结构化学和量子化学的蓬勃发展和化学变化规律的微观探索1926——量子力学建立；1927——求解氢分子的薛定谔方程；1931——价键理论建立；1932——分子轨道理论建立；1935——共振理论建立；1918——提出双分子反应的碰撞理论；1935——建立过渡态理论；1930——提出链反应的动力学理论；18第三阶段：1960s---:由于激光技术和计算机技术的发展，物理化学各领域向更深度和广度发展。

宏观微观静态动态体相表相平衡态非平衡态19物理化学的主要发展趋势与前沿强化了在分子水平上的精细物理化学的研究强化了对特殊集合态的物理化学的研究分子动态(分子反应动力学;分子激发态谱学)分子设计工程表面分子工程表面界面物理化学非平衡态物理化学有序组合体纳米材料新型簇体系材料科学生命科学国计民生20五、物理化学教学参考书教材1、肖衍繁、李文斌编《物理化学》第二版,天津大学出版社,2004年.2、沈文霞编《物理化学》(核心教程)(第二版),科学出版社，2009.3、朱传征等编《物理化学》,第一版,高等教育出版社,2000.9.214、董元彦主编《物理化学》,科学出版社,2001年.5、印永嘉等编《物理化学简明教程》,第三版，高等教育出版社,1992.22习题集

1、孙德坤,沈文霞,姚天扬编《物理化学解题指导》，江苏教育出版社，1998.8第1版，2005年第11次印刷。2、肖衍繁,李文斌,李志伟编《物理化学解题指南》，高等教育出版社，2003年。3、范崇正、杭瑚、蒋淮渭编《物理化学—概念辨析·解题方法》第2版,中国科学技术大学出版社,2004年。4、王文清、高宏成、沈兴海编著《物理化学习题精解（上，下）》,科学出版社,1999年。235、朱文涛编著《物理化学中的公式与概念》,清华大学出版社,1998年。6、卫永祉、肖顺清编著《物理化学复习引导》,科学出版社，2000年。7、胡小玲、苏克和等编著《物理化学—典型题解析及自测试题》西北工业大学出版社，2002年。24pV=nRT{R}=8.3151.理想气体的状态方程六、气体性质简介25也可以写为pVm=RT

因为

Vm=V/n2.理想气体的模型真实气体微观模型：分子间有相互作用，分子本身有体积。

不可无限压缩26理想气体微观模型：分子间无相互作用，分子本身无体积。×××××××××可无限压缩××××27理想气体的状态方程是理想气体的宏观外在表现理想气体微观模型反映了理想气体的微观内在本质理想气体是真实气体在p→0情况下的极限状态。真实气体并不严格符合理想气体状态方程，也就是说真实气体在方程pV=nRT中的R不为常数。真实气体只在温度不太低、压力不太高的情况下近似符合理想气体状态方程。28（1）混合物组成表示：用物质量的分数表示:对于物质B显然3.理想气体混合物29用质量分数表示:30（2）理气状态方程对理气混合物的应用Mmix混合物的平均摩尔质量m：