物理化學(xué)第6版：緒論

理科基地

藥學(xué)類專業(yè)用

物理化學(xué)

第6版

人民衛(wèi)生出版社目錄

緒論第一章熱力學(xué)第一定律共十節(jié)第二章熱力學(xué)第二定律共十四節(jié)第三章化學(xué)平衡共八節(jié)第四章多相平衡共六節(jié)第五章電化學(xué)共十一節(jié)第六章化學(xué)動(dòng)力學(xué)共十四節(jié)第七章表面現(xiàn)象共八節(jié)第八章膠體共七節(jié)第九章大分子溶液共八節(jié)緒論(什么是物理化學(xué)？)物理化學(xué)是從物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手來研究化學(xué)變化基本規(guī)律的一門學(xué)科.化學(xué)變化--舊的化學(xué)鍵拆散和新的化學(xué)鍵形成。example:H2+1/2O2=2H2OH2H

H2H;O2O

O2O;2H+OH

O

H一、物理化學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容由于化學(xué)反應(yīng)過程中有原子或原子團(tuán)的重新排列組合，因此任何化學(xué)變化過程總是伴隨有物理變化.下面是一些化學(xué)反應(yīng)中的物理變化的實(shí)例：化學(xué)變化C+O2(g)=CO2(g)PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4(s)+H2O6CO2(g)+6H2O=C6H12O6(葡萄糖)物理變化

rHm

=-393.5kJ.mol-1充電;放電葉綠素+陽(yáng)光(h

)

研究物理化學(xué)的目的是為了解決生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)實(shí)驗(yàn)向化學(xué)提出的理論問題.

歷史上與物理化學(xué)的發(fā)展有密切關(guān)系的幾件事:

蒸汽機(jī)的效率問題：

Q

W

=W/Q

能不能將Q全部轉(zhuǎn)化為W

Canon熱機(jī):

=W/（Q2-Q1）

Canon熱機(jī)是效率最高的熱機(jī).

ＷＴ２|Ｑ1|Ｑ２Ｔ1Canon機(jī)幾件事高爐用焦炭還原氧化鐵煉鐵

高爐尾氣中含有CO

C+O2→CO;

CO+Fe2O3

→Fe石墨轉(zhuǎn)化成金剛石

15000p

下石墨轉(zhuǎn)化成金剛石才能實(shí)現(xiàn)合成氨反應(yīng)

高溫高壓下制備;1/2N2+3/2H2→NH3物理化學(xué)的內(nèi)容歸納成三大問題：

1.化學(xué)反應(yīng)的方向和限度(化學(xué)熱力學(xué))指定條件下化學(xué)反應(yīng)A+B→C+D能否自動(dòng)進(jìn)行 向什么方向進(jìn)行進(jìn)行到什么程度能量變化情況 外界條件的影響２.化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理(化學(xué)動(dòng)力學(xué))

r=kcAcB

cA;cB;T;

Cat.對(duì)r的影響

３.物質(zhì)的性質(zhì)和其結(jié)構(gòu)的關(guān)系

結(jié)構(gòu)化學(xué)中的內(nèi)容

物理化學(xué)是自然科學(xué)中的一個(gè)獨(dú)立的分支,遵守一般科學(xué)研究方法.

二、物理化學(xué)在化學(xué)與藥學(xué)中的地位與作用觀察自然界的客觀現(xiàn)象——重現(xiàn)自然現(xiàn)象(做實(shí)驗(yàn))——總結(jié)規(guī)律(這就是定律).

定律只是對(duì)客觀事物規(guī)律性的描述.

上升為理論和學(xué)說,假設(shè)——推理——預(yù)測(cè)——驗(yàn)證.

物理化學(xué)有其特殊的研究方法:熱力學(xué)方法:只研究體系的宏觀性質(zhì),不需要知道體系內(nèi)部粒子的結(jié)構(gòu).通過測(cè)定宏觀性質(zhì)的變化來推知內(nèi)部性質(zhì)的變化.forｅｘａｍｐｌｅ:化學(xué)平衡,相平衡,ΔrHmo,電化學(xué)等.電磁學(xué)方法:電化學(xué)中的各種測(cè)量,磁化率,偶極矩等.光學(xué)方法:forｅｘａｍｐｌｅ:[α],η,各種光譜(ＩＲ,ＵＶ,ＸＰＳ,…)原子物理學(xué)方法:放射線,同位素,質(zhì)譜等.化學(xué)分析方法三、物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)一門課程有兩個(gè)目的,一是獲取關(guān)于這門學(xué)科的知識(shí),二是學(xué)習(xí)獲得知識(shí)的能力.學(xué)習(xí)物理化學(xué)重在培養(yǎng)用物理化學(xué)的觀點(diǎn)和方法來看待化學(xué)中的一切問題.也就是有熱力學(xué)的方法分析可能性,有動(dòng)力學(xué)方法分析能否實(shí)現(xiàn),用分子和原子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)分析其內(nèi)在原因.這是物理化學(xué)課程所特有的,其它課程不能代替.物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)方法有其特點(diǎn),提出以下幾點(diǎn)供參考１.學(xué)習(xí)過程中要抓住每一章的重點(diǎn)本章的主要內(nèi)容是什么?解決什么問題?根據(jù)什么實(shí)驗(yàn),定律或理論?得出什么結(jié)論?有什么用途?公式的使用條件是什么?２.物化的公式很多,注意使用條件物化的定律和理論較多,要特別注意它們的使用條件,尤其是它們的近似性質(zhì)和限制條件.對(duì)于物化的公式,要弄清其物理意義使用條件.對(duì)于公式的推異,除了特別重要的以外,一般只要理解不要強(qiáng)記.３.注意章節(jié)之間的聯(lián)系.

在每次聽課之前,要復(fù)習(xí)上次課的內(nèi)容,做到不積壓.

４.重視習(xí)題.

習(xí)題是培養(yǎng)獨(dú)立思考問題和解決問題能力的重要環(huán)節(jié)之一.通過解題可以檢查對(duì)課和內(nèi)容的理解程度或加深對(duì)課和內(nèi)容的理解.

５.課前自學(xué),聽課要記筆記.

６.在物化課程的學(xué)習(xí)過和中要和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相結(jié)合.§０.４氣體物質(zhì)一般有Solid,liquitandgasstate.gas是最容易研究的狀態(tài)。描述氣體的狀態(tài)常用p,V,T等參量。p-

是氣體分子由于自由運(yùn)動(dòng)碰撞器壁而對(duì)器壁施加的壓力。單位是Pa(N/m2);oratm(kg/m2);ormmHg1atm=760mmHg=101325PaV-物質(zhì)所占據(jù)的空間，氣體分子易擴(kuò)散，能充滿容器的整個(gè)空間，氣體的體積就是容納氣體的容器的體積。單位是m3ordm3(L)T-是物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均強(qiáng)度的量度。是反映物質(zhì)冷熱程度的物理量。單位有K和°CT=(273.15+t/°C)K最簡(jiǎn)單的氣體是理想氣體，理想氣體認(rèn)為氣體分子無(wú)體積，氣體分子之間無(wú)相互作用。Idealgasstatefomular:pV=nRTn-氣體的單位物質(zhì)的量，單位為molR—通用氣體常數(shù)(8.314J.mol-1.K-1)對(duì)于理想氣體,此方程反映了p,V,T之間的關(guān)系。氣體的壓力趨近于0時(shí)，符合理想氣體狀態(tài)方程。理想氣體p,V,T的關(guān)系是一立體圖形T等壓線等容線等溫線pVT1T3T4T2混合理想氣體：實(shí)際氣體和理想氣體有較大的偏差，狀態(tài)方程也要修正，著名的有范德華(vanderwaals)氣體狀態(tài)方程:(p+na/V2)(V-nb)=nRT(p+a/Vm2)(Vm-b)=RT維利方程：pVm=RT(1+B/Vm+C/Vm2+D/Vm3+…)pVm=RT(1+B'/p+C'/p2+D'/p3+…)B(B')-firstvelicoefficientC(C')-secondvelicoefficientD(D')-thirdvelicoefficient

物理化學(xué)的建立與發(fā)展十八世紀(jì)開始萌芽：從燃素說到能量守恒與轉(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)。Thermodynamics的形成經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期.熱力學(xué)第一定律-1850年焦耳建立熱力學(xué)第二定律-分別由Kelvint在1848年和Clausius在1850年建立十九世紀(jì)中葉形成：

1887年俄國(guó)科學(xué)家W.Ostwald（1853～1932，后加入德國(guó)籍）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）。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)