物理化學多媒體電子教案

物理化學多媒體電子教案西華師范大學化學化工學院第一頁，共十六頁。緒論§0.1

物理化學的建立與發(fā)展§0.2

物理化學的目的與內(nèi)容§0.3

物理化學的研究方法§0.4

物理化學課程的學習方法第二頁，共十六頁?！?.1物理化學的建立與發(fā)展18世紀開始萌芽：從燃素說到能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。俄國科學家羅蒙諾索夫(1711－1765)最早使用“物理化學”這一術(shù)語。

1887年俄國科學家W.Ostwald（1853～1932）和荷蘭科學家J.H.van’tHoff（1852～1911）合辦了第一本“物理化學雜志”（德文）。19世紀中葉形成：第三頁，共十六頁。20世紀前期迅速發(fā)展界面化學熱化學電化學化學熱力學物理化學溶液化學膠體化學化學動力學催化作用量子化學結(jié)構(gòu)化學新測試手段和新數(shù)據(jù)處理方法不斷涌現(xiàn)。形成了許多新的分支學科，如：第四頁，共十六頁。20世紀中葉后發(fā)展趨勢和特點：(1)從宏觀到微觀(2)從體相到表相(4)從定性到定量(5)從單一學科到邊緣學科(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、原子層次的運動規(guī)律，才能掌握化學變化的本質(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，化學反應(yīng)總是在表相上進行。隨著測試手段的進步，了解表相反應(yīng)的實際過程，推動表面化學和多相催化的發(fā)展。第六頁，共十六頁。(3)從靜態(tài)到動態(tài)熱力學研究方法是從靜態(tài)利用熱力學函數(shù)判斷變化的方向和限度，但無法給出變化的細節(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反應(yīng)的動態(tài)問題。分子反應(yīng)動力學已成為非?；钴S的學科。第七頁，共十六頁。(4)從定性到定量隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，大大縮短了數(shù)據(jù)處理的時間，并可進行自動記錄和人工擬合。使許多以前只能做定性研究的課題現(xiàn)在可進行定量監(jiān)測，做原位反應(yīng)，如：利用計算機還可以進行模擬放大和分子設(shè)計。第八頁，共十六頁。(5)從單一學科到邊緣學科化學學科內(nèi)部及與其他學科相互滲透、相互結(jié)合，形成了許多極具生命力的邊緣學科，如：生物藥學天文醫(yī)學化學計算材料計算化學生物化學藥物化學材料化學天體化學醫(yī)用化學第九頁，共十六頁。平衡態(tài)熱力學只研究平衡態(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)的研究更具有實際意義。自1960年以來，逐漸形成了非平衡態(tài)熱力學這個學科分支。

Prigogine對非平衡態(tài)熱力學有突出貢獻，這個學科分支成為當前理論化學的研究前沿之一。第十頁，共十六頁?！?.2物理化學的目的和內(nèi)容什么是物理化學?從研究化學現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手，從而探求化學變化中具有普遍性的基本規(guī)律。在實驗方法上主要采用物理學中的方法。

物理化學的目的物理化學主要是為了解決生產(chǎn)實際和科學實驗中向化學提出的理論問題，揭示化學變化的本質(zhì)，更好地駕馭化學，使之為生產(chǎn)實際服務(wù)。第十一頁，共十六頁。物理化學主要研究內(nèi)容（1）化學變化的方向和限度問題

各種因素如溫度、壓力和濃度等對化學變化的影響等。這類問題屬于化學熱力學的范疇。（2）化學反應(yīng)的速率和機理問題

外界條件如溫度、壓力、濃度和催化劑等對反應(yīng)速率的影響。這屬于化學動力學的范疇。（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)化學和量子化學兩個分支第十二頁，共十六頁?！?.3物理化學的研究方法

遵循“實踐—理論—實踐”的認識過程，分別采用歸納法和演繹法，即從眾多實驗事實概括到一般，再從一般推理到個別的思維過程。

綜合應(yīng)用微觀與宏觀的研究方法，主要有：熱力學方法、統(tǒng)計力學方法和量子力學方法。

熱力學方法：以眾多質(zhì)點組成的宏觀體系作為研究對象，以兩個經(jīng)典熱力學定律為基礎(chǔ)，用一系列熱力學函數(shù)及其變量，描述體系從始態(tài)到終態(tài)的宏觀變化，而不涉及變化的細節(jié)。經(jīng)典熱力學方法只適用于平衡體系。第十三頁，共十六頁。統(tǒng)計力學方法：用概率規(guī)律計算出體系內(nèi)部大量質(zhì)點微觀運動的平均結(jié)果，從而解釋宏觀現(xiàn)象并能計算一些熱力學的宏觀性質(zhì)。量子力學方法：用量子力學的基本方程（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物理化學課程的學習方法(1)注意邏輯推理的思維方法，反復體會感性認識和理性認識的相互關(guān)系。(2)抓住每章重點，自己動手推導公式，注意公式的適用條件。并注意章節(jié)間的聯(lián)系。

(3)多做習題，學會解題方法。很多東西只有通過解題才能學到，不會解題，就不可能掌握物理化學。

(4)課前自學，聽課記筆記，課后復習，勤于思考，培養(yǎng)自學和獨立工作的能力。第十五頁，共十六頁。內(nèi)容總結(jié)物理化學多媒體電子教案。1887年俄國科學家W.Ostwald（1853～1932）和荷蘭科學家J.H.van’tHoff（1852～1911）合辦了第一本“物理化學雜志”（德文）。新測試手段和新數(shù)據(jù)處理方法不斷涌現(xiàn)。在多相系統(tǒng)中，化學反應(yīng)總是在表相上進行。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反應(yīng)的動態(tài)問題。對處于非平衡態(tài)的敞開系統(tǒng)的研究更具有實際意義。從研