物理化学绪论市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

绪 论物理化学物理化学Introduction物理化学绪论第1页第1页目目 录录0.1 0.1 物理化学基本内容物理化学基本内容0.2 0.2 物理化学物理化学研究研究办法办法0.3 0.3 学习物理化学要求及办法学习物理化学要求及办法0.0.4 4 物理化学建立与发展物理化学建立与发展第2页第2页0.1 物理化学基本内容什么是物理化学?研究所有物质系统化学行为原理、规律和办法学科。涵盖从宏观到微观与性质关系、规律、化学过程机理及其控制研究。物理化学是化学以及在分子层次上研究物质改变其它学科领域理论基础。第3页第3页0.1 物理化学基本内容什么是物理化学?化学反应原子、分子间分离与组合热电光磁温度改变压力改变体积改变化学物理学密密不不可可分分相态改变第4页第4页0.1 物理化学目的和内容物理化学用物理理论和试验办法研究化学改变本质与规律物理现象化学现象第5页第5页0.1 物理化学目的和内容物理化学主要研究 （1）化学改变方向和程度问题 各种原因如温度、压力和浓度等对化学改变影响等。这类问题属于化学热力学范围。（2）化学反应速率和机理问题 外界条件如温度、压力、浓度和催化剂等对反应速率影响。这属于化学动力学范围。（3）物质结构与性能之间关系 研究这类问题有结构化学和量子化学两个分支 第6页第6页0.0.2 2 物理化学研究办法物理化学研究办法物理化学物理化学 从研究化学现象和物理现象从研究化学现象和物理现象之间互相联系入手，从而探求化学改变中之间互相联系入手，从而探求化学改变中含有普遍性基本规律。在试验办法上主要含有普遍性基本规律。在试验办法上主要采用采用理论物理学理论物理学办法。办法。第7页第7页 物理化学主要物理化学主要理论支柱理论支柱是热力学、统是热力学、统计力学和量子力学。计力学和量子力学。热力学热力学适合用于宏观系统适合用于宏观系统量子力学量子力学适合用于微观系统适合用于微观系统统计力学统计力学则为上述两者桥梁则为上述两者桥梁第8页第8页（1）遵循）遵循“实践实践理论理论实践实践”结识过程，结识过程，分别采用归纳法和演绎法，即从众多试验事分别采用归纳法和演绎法，即从众多试验事实概括到普通，实概括到普通，再从普通推理到个别思维过再从普通推理到个别思维过程。程。（2）注意逻辑推理思维办法，注意逻辑推理思维办法，对一些主要公对一些主要公式加以推导，理清理论体系主次关系式加以推导，理清理论体系主次关系。0.0.3 3 学习物理化学要求及办法学习物理化学要求及办法第9页第9页(3)(3)多做习题，学会解题办法。多做习题，学会解题办法。在做习题过在做习题过程中加深对主要概念和公式理解。程中加深对主要概念和公式理解。(4)(4)课前自学，课后复习，勤于思考，培养课前自学，课后复习，勤于思考，培养自学和独立工作能力。自学和独立工作能力。(5)(5)循序渐进，同一概念需要通过多次重复循序渐进，同一概念需要通过多次重复学习，才干一次比一次加深理解。学习，才干一次比一次加深理解。第10页第10页0.4 物理化学建立与发展18世纪开始萌芽：从燃素说到能量守恒与转化定律。俄国科学家罗蒙诺索夫(17111765)最早使用“物理化学”这一术语。第11页第11页 1887年德国科学家W.Ostwald和荷兰科学家J.H.vant Hoff 合办物理化学杂志(德文）创刊。W.Ostwald(18531932)J.H.vant Hoff (18521911)第12页第12页20世纪前期快速发展界面化学热化学电化学化学热力学物理化学物理化学溶液化学胶体化学化学动力学催化作用量子化学结构化学 新测试手段和新数据处理办法不断涌现。形成了许多新分支领域，如：第13页第13页20世纪中叶后发展趋势和特点：(1)从宏观到微观(2)从体相到表相(4)从定性到定量(5)从单一学科到边沿学科(6)从平衡态研究到非平衡态研究(3)从静态到动态第14页第14页 只有进一步到微观，研究分子、原子层次运动规律，才干掌握化学改变本质和结构与物性关系。(1)从宏观到微观宏观(看得见物体)介观(纳米材料)微观(原子、分子)粒子 膜 丝 管纳米第15页第15页(2)从体相到表相 在多相系统中，化学反应总是在表相上进行。伴随测试手段进步，理解表相反应实际过程，推动表面化学和多相催化发展。第16页第16页(3)从静态到动态 热力学研究办法是从静态利用热力学函数判断改变方向和程度，但无法给出改变细节。激光技术和分子束技术出现，能够真正地研究化学反应动态问题。分子反应动力学已成为非常活跃学科。第17页第17页(4)从定性到定量 伴随计算机技术飞速发展，大大缩短了数据处理时间，并可进行自动统计和人工拟合。使许多以前只能做定性研究课题现在可进行定量监测，做原位反应，如：利用计算机还能够进行模拟放大和分子设计。第18页第18页(5)从单一学科到边沿学科 化学学科内部及与其它学科互相渗入、互相结合，形成了许多极具生命力边沿学科，如：生物药学天文医学化学计算材料计算化学生物化学药物化学材料化学天体化学医用化学第19页第19页 平衡态热力学只研究平衡态和可逆过程系统，主要研究封闭系统或孤立系统。(6)从平衡态研究到非平衡态研究 对处于非平衡态敞开系统研究更含有实际意义。自1960年以来，逐步形成了非平衡态热力学这个学科分支。Prigogine对非平衡态热力学有突出奉献，这个学科分支成为当前理论化学研究前沿之一。第20页第20页