物理化学-第一节-绪论.ppt

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1、物理化学物理化学主编：印永嘉主编：印永嘉推荐参考书推荐参考书1.1.物理化学，印永嘉物理化学，印永嘉2.2.物理化学（第五版），傅献彩物理化学（第五版），傅献彩3 3.物理化学（第二版），范康年（复旦大学）物理化学（第二版），范康年（复旦大学）4.4.物理化学物理化学(南大第五版南大第五版)解题指导，沈文霞解题指导，沈文霞5.5.物理化学思考题解，潘国新物理化学思考题解，潘国新总评成绩构成总评成绩构成平时作业、上课情况：平时作业、上课情况：20%20%期中考试：期中考试：30%30%期末考试：期末考试：5 50 0%绪论0.1 0.1 物理化学的目的和内容物理化学的目的和内容0.2 0.2 物

2、理化学的研究方法物理化学的研究方法0.3 0.3 物理化学的建立与发展物理化学的建立与发展0.4 0.4 近代化学的发展趋势和特点近代化学的发展趋势和特点0.5 0.5 物理化学课程的学习方法物理化学课程的学习方法0.6 0.6 物理量的表示与运算物理量的表示与运算0.1 物理化学的目的和内容物理化学的目的和内容物理化学物理化学：从研究化学现象和物理：从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而探现象之间的相互联系入手，从而探求化学变化中具有普遍性的基本规求化学变化中具有普遍性的基本规律。在实验方法上主要采用物理学律。在实验方法上主要采用物理学中的方法。中的方法。目的目的：物理化学主要是为

3、了解决生产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。驾驭化学，使之为生产实际服务。研究内容研究内容：(1)化学变化的方向和限度问题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物质的性质与其结构之间的关系问题（1）遵循）遵循“实践实践理论理论实践实践”的认识过程，的认识过程，分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实概括到一般，概括到一般，再从一

4、般推理到个别的思维过程。再从一般推理到个别的思维过程。（2）综合应用微观与宏观的研究方法，主要有：）综合应用微观与宏观的研究方法，主要有：热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。0.2 物理化学的研究方法物理化学的研究方法热力学方法：热力学方法：以众多质点组成的以众多质点组成的宏观体系作为研究对象宏观体系作为研究对象，以两，以两个经典热力学定律为基础，用一系列热力学函数及其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，而变量，描述体系从始态到终态的宏观变化，而不涉及不涉及变化的细节变化的细节。经典热力学方法只适用于平

5、衡体系。经典热力学方法只适用于平衡体系。统计力学方法：统计力学方法：用用概率规律概率规律计算出体系内部大量质点微观运动的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。宏观性质。量子力学方法：量子力学方法：用用量子力学的基本方程量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）方程）求解组成体系的微观粒子之间的相互作用及其规律，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。从而指示物性与结构之间的关系。0.3 物理化学的建立与发展物理化学的建立与发展十八世纪开始萌芽十八世纪开始

6、萌芽：从燃素说到：从燃素说到能量守恒与转化定律。俄国科学能量守恒与转化定律。俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用家罗蒙诺索夫最早使用“物理化物理化学学”这一术语。这一术语。十九世纪中叶形成十九世纪中叶形成：18871887年俄国科学家年俄国科学家W.Ostwald(1853185319321932)和荷兰科学家和荷兰科学家t Hoff (1852185219111911)合办了第一本合办了第一本“物物理化学杂志理化学杂志”（德文）。（德文）。二二十十世世纪纪迅迅速速发发展展：新新测测试试手手段段和和新新的的数数据据处处理理方方法法不不断断涌涌现现，形形成成了了许许多多新新的的分分支支学学科科，如如：热

7、热化化学学，化化学学热热力力学学，电电化化学学，溶溶液液化化学学，胶胶体体化化学学，表表面面化化学学，化化学学动动力力学学，催化作用，量子化学和结构化学等。催化作用，量子化学和结构化学等。0.4 近代化学的发展趋势和特点近代化学的发展趋势和特点(1)(1)从宏观到微观从宏观到微观(2)(2)从体相到表相从体相到表相(3)(3)从定性到定量从定性到定量(4)(4)从单一学科到交叉学科从单一学科到交叉学科(5)(5)从研究平衡态到非平衡态从研究平衡态到非平衡态化学学科的发展趋势化学学科的发展趋势 单用宏观的研究单用宏观的研究方法是不够的，只有深入到微观，方法是不够的，只有深入到微观，研究分子、原子

8、层次的运动规律，研究分子、原子层次的运动规律，才能掌握化学变化的本质和结构与才能掌握化学变化的本质和结构与物性的关系。物性的关系。(1)从宏观到微从宏观到微观观在多相体系中，化学反应总是在表在多相体系中，化学反应总是在表相上进行，随着测试手段的进步，相上进行，随着测试手段的进步，了解了解 表相反应的实际过程，推动表表相反应的实际过程，推动表面化学和多相催化的发展。面化学和多相催化的发展。(2)从体相到表相从体相到表相 随着计算机技术的飞速发展，随着计算机技术的飞速发展，大大缩短了数据处理的时间，并大大缩短了数据处理的时间，并可进行人工模拟和自动记录，使可进行人工模拟和自动记录，使许多以前只能许

9、多以前只能 做定性研究的课题做定性研究的课题现在可进行定量监测。现在可进行定量监测。(3)从定性到定量从定性到定量 化学学科与其他学科以及化学化学学科与其他学科以及化学内部更进一步相互渗透、相互结合，内部更进一步相互渗透、相互结合，形成了许多极具生命力的形成了许多极具生命力的交叉交叉科学，科学，如生物化学、地球化学、天体化学、如生物化学、地球化学、天体化学、计算化学、金属有机化学、物理有计算化学、金属有机化学、物理有机化学等。机化学等。(4)从单一学科到从单一学科到交叉交叉学科学科 经典热力学只研究平衡态和封经典热力学只研究平衡态和封闭体系或孤立体系，然而对处于非闭体系或孤立体系，然而对处于非

10、平衡态的开放体系的研究更具有实平衡态的开放体系的研究更具有实际意义，自际意义，自1960年以来，逐渐形成年以来，逐渐形成了非平衡态热力学这个学科分支。了非平衡态热力学这个学科分支。(5)从研究平衡态到研究非平衡态从研究平衡态到研究非平衡态 0.5 0.5 物理化学课程的学习方法物理化学课程的学习方法(1)(1)注意注意逻辑推理逻辑推理的思维方法，反复体会感的思维方法，反复体会感性认识和理性认识的相互关系。性认识和理性认识的相互关系。(2)2)抓住重点，抓住重点，认真做习题认真做习题，学会解题方法。，学会解题方法。很多东西只有通过解题才能学到，不会解很多东西只有通过解题才能学到，不会解题，就不可

11、能掌握物理化学。题，就不可能掌握物理化学。(3)3)课前自学，课后复习，勤于思考，课前自学，课后复习，勤于思考，培养培养自学和自己获取知识的能力自学和自己获取知识的能力。0.0.6 6 物理量的表示与运算物理量的表示与运算 06.1.1 物理量的表示物理量的表示用单个斜体的拉丁字母或希腊字母表示,例如:压力体积温度热力学能熵质量黏度密度化学势能量反应进度 活度因子06.1.2 物理量由两部分组成物理量由两部分组成数值数值物理量+单位单位数值 单位其单位为1物理量06.1.3单位的表示单位的表示一般用小写正体的拉丁字母表示,例如:米秒千克摩尔立方分米立方米KelvinJouleVoltPasca

12、l如果单位来自人名，则第一个字母用大写，例如06.1.4 表格中的物理量表格中的物理量p/kPa=100表格中用纯数表示，物理量的单位在表头中就约掉了 实验编号 1 2压力 p/kPa 100 150体积 V/dm3 1.5 2.8p=100 kPaV/dm3=1.5V =1.5 dm306.1.5 坐标轴中的物理量坐标轴中的物理量p/kPa=100p=100 kPaV/dm3=1.5V =1.5 dm3坐标轴中是纯数纯数，坐标用物理量除以单位表示V/dm3p/kPa1001.506.1.6 对数中的物理量对数中的物理量ln(p/Pa)=ln100=4.605p=100 Pa对数中是对数中是纯数纯数，用物理量除以单位表示，用物理量除以单位表示 对于经验式，用如下形式表示，方括号中对于经验式，用如下形式表示，方括号中表示物理量的单位表示物理量的单位 06.2 物理量的运算物理量的运算方程式代表物理量之间的关系在标准情况下，计算摩尔气体常数，数字、单位都要运算 06.3 06.3 关于标准压力关于标准压力 表示标准压力1986年以前，根据IUPAC推荐1986年，GB 3100-86规定：1993年，GB 3100-93规定：