物理化學(xué)多媒體電子教案

物理化學(xué)多媒體電子教案西華師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院第一頁，共十六頁。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)方法第二頁，共十六頁?！?.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。

1887年俄國科學(xué)家W.Ostwald（1853～1932）和荷蘭科學(xué)家J.H.van’tHoff（1852～1911）合辦了第一本“物理化學(xué)雜志”（德文）。19世紀(jì)中葉形成：第三頁，共十六頁。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)物理化學(xué)溶液化學(xué)膠體化學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)催化作用量子化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(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學(xué)科，如：第四頁，共十六頁。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)第五頁，共十六頁。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(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。第六頁，共十六頁。(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。第七頁，共十六頁。(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)。第八頁，共十六頁。(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：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)第九頁，共十六頁。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。

Prigogine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。第十頁，共十六頁?！?.2物理化學(xué)的目的和內(nèi)容什么是物理化學(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，從而探求化學(xué)變化中具有普遍性的基本規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)方法上主要采用物理學(xué)中的方法。

物理化學(xué)的目的物理化學(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)際服務(wù)。第十一頁，共十六頁。物理化學(xué)主要研究內(nèi)容（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)分支第十二頁，共十六頁?！?.3物理化學(xué)的研究方法

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，再從一般推理到個(gè)別的思維過程。

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：以眾多質(zhì)點(diǎn)組成的宏觀體系作為研究對(duì)象，以兩個(gè)經(jīng)典熱力學(xué)定律為基礎(chǔ)，用一系列熱力學(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)。經(jīng)典熱力學(xué)方法只適用于平衡體系。第十三頁，共十六頁。統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法：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)的宏觀性質(zhì)。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，從而指示物性與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。第十四頁，共十六頁?！?.4物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法(1)注意邏輯推理的思維方法，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。(2)抓住每章重點(diǎn)，自己動(dòng)手推導(dǎo)公式，注意公式的適用條件。并注意章節(jié)間的聯(lián)系。

(3)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)課前自學(xué)，聽課記筆記，課后復(fù)習(xí)，勤于思考，培養(yǎng)自學(xué)和獨(dú)立工作的能力。第十五頁，共十六頁。內(nèi)容總結(jié)物理化學(xué)多媒體電子教案。1887年俄國科學(xué)家W.Ostwald（1853～1932）和荷蘭科學(xué)家J.H.van’tHoff（1852～1911）合辦了第一本“物理化學(xué)雜志”（德文）。新測(cè)試手段和新數(shù)據(jù)處理方法不斷涌現(xiàn)。在多相系統(tǒng)中，化學(xué)反應(yīng)總是在表相上進(jìn)行。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。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。從研