2006.09,高等教育出版社 高等教育电子音像出版社,物理化学多媒体电子教案,沈文霞 主持研制,与南京大学化学化工学院编写的 《物理化学》第五版配套,,,,,,,,第二版,物理化学课程使用的教材,物 理 化 学,傅献彩 沈文霞 姚天扬 侯文华 编,2006,第五版,高等教育出版社,南京大学化学化工学院,说明:,我们的教学过程所使用的教案,是在南大教案的基础上,针对我们的情况做了一些调整,有些地方改动较大,删减比较多,有些地方添加一些例子当然,南大的物化是物理化学的标杆之一,我们之所以选他作为教材,考虑到大多数同学要考研,考研的同学,都是抱着南大的书,所以我们就换了教材当然,作为我们期中期末的考试,要求没有这么高,不要求的我会在上课过程中带上*加以说明,有些*的内容还是要讲的,否则,当你复习的时候会有问题绪 论,§0.1 物理化学的建立与发展,§0.2 物理化学的目的与内容,§0.3 物理化学的研究方法,§0.4 物理化学课程的学习方法,§0.1 物理化学的建立与发展,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(1711-1765)最早使用“物理化学”这一术语。
М В Ломоносов,燃素说,燃素学说(The Phlogiston Theory)是三百年前的化学家们对燃烧的解释,他们认为火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体这种火的微粒既能同其他元素结合而形成化合物,也能以游离方式存在大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰,它弥散于大气之中便给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”罗蒙诺索夫, (1711.11.19-1765.4.15), 有这样一个故事,俄国的罗蒙诺索夫小的时候,最希望得到一本书,他是渔民的儿子白天,他跟父亲打鱼,晚上,躲在板棚里看书有一天,罗蒙诺索夫和父亲在海上打鱼,忽然,一阵狂风,大海掀起了巨浪,船上的帆篷被吹落了,情况十分紧急他不顾一切,沿着摇晃的桅杆爬上去,很快把吹落的帆篷扎结实了,渔船恢复了平稳狂风过去后,父亲把他拉到身边,笑眯眯地说:“孩子,我要奖赏你的勇敢,给你买件鹿皮上衣,好吗?”罗蒙诺索夫摇摇头那你要什么呢?”“我要买一本书,爸爸,其它我什么都不要难道一件鹿皮上衣还比不上一本书?”“爸爸,我想要一本好书,什么知识都有的书比方,天上的星星为什么会掉下来,为什么黑夜过去就是黎明……”,父亲和水手们听了,都惊奇得睁圆了眼睛。
长大后,罗蒙诺索夫成了俄国著名的科学家、诗人、语言学家和历史学家他的科学研究范围很广,涉及自然科学的许多领域在科学研究的同时,他又进行文学创造和语言学、历史学研究,给后人留下了很多有价值的作品§0.1 物理化学的建立与发展,1887年德国科学家W.Ostwald和荷兰科学家J.H. van’t Hoff 合办的《物理化学杂志》 (德文)创刊W. Ostwald(1853-1932),J. H. van’t Hoff(1852-1911),§0.1 物理化学的建立与发展,20世纪前期迅速发展,界面化学,热化学,电化学,化学热力学,新测试手段和新数据处理方法不断涌现形成了许多新的分支领域,如:,§0.1 物理化学的建立与发展,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) 从单一学科到边缘学科,(6) 从平衡态的研究到非平衡态的研究,(3) 从静态到动态,§0.1 物理化学的建立与发展,只有深入到微观,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物性的关系1) 从宏观到微观,宏观,(看得见的物体),§0.1 物理化学的建立与发展,(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。
随着测试手段的进步,了解表相反应的实际过程,推动表面化学和多相催化的发展§0.1 物理化学的建立与发展,(3) 从静态到动态,热力学研究方法是从静态利用热力学函数判断变化的方向和限度,但无法给出变化的细节激光技术和分子束技术的出现,可以真正地研究化学反应的动态问题分子反应动力学已成为非常活跃的学科§0.1 物理化学的建立与发展,(4) 从定性到定量,随着计算机技术的飞速发展,大大缩短了数据处理的时间,并可进行自动记录和人工拟合使许多以前只能做定性研究的课题现在可进行定量监测,做原位反应,如:,利用计算机还可以进行模拟放大和分子设计§0.1 物理化学的建立与发展,(5) 从单一学科到边缘学科,化学学科内部及与其他学科相互渗透、相互结合,形成了许多极具生命力的边缘学科,如:,§0.1 物理化学的建立与发展,平衡态热力学只研究平衡态和可逆过程的系统,主要研究封闭系统或孤立系统6) 从平衡态的研究到非平衡态的研究,对处于非平衡态的敞开系统的研究更具有实际意义自1960年以来,逐渐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贡献,这个学科分支成为当前理论化学的研究前沿之一。
§0.2 物理化学的目的和内容,什么是物理化学?,研究所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法的学科物理化学是化学以及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础§0.2 物理化学的目的和内容,什么是物理化学?,,化学反应,原子、分子间的分离与组合,,,热,,,电,,,光,,,磁,温度变化,压力变化,体积变化,化学,物理学,,,,,,,,,,,,,,,密不可分,相态变化,§0.2 物理化学的目的和内容,物理化学,用物理的理论和实验方法,研究化学变化的本质与规律,,物理现象,化学现象,,§0.2 物理化学的目的和内容,物理化学主要研究,(1)化学变化的方向和限度问题,各种因素如温度、压力和浓度等对化学变化的影响等这类问题属于化学热力学的范畴2)化学反应的速率和机理问题,外界条件如温度、压力、浓度和催化剂等对反应速率的影响这属于化学动力学的范畴3)物质结构与性能之间的关系,研究这类问题有结构化学和量子化学两个分支,§0.3 物理化学的研究方法,采用归纳法和演绎法这一对逻辑方法按照“实践―认识―再实践―再认识”的形式,往复循环以至无穷常用的研究方法有:,实验的方法、归纳和演绎的方法、模型化方法、理想化方法、假设的方法、数学的统计处理方法等等。
§0.4 物理化学课程的学习方法,(1)扩大知识面,打好专业基础,(2)提高自学能力,培养独立工作能力,1.抓住每章重点;,2.掌握主要公式的物理意义和使用条件;,3.课前自学,认真做笔记,及时复习;,4.注意章节之间的联系,做到融会贯通;,5.重视做习题,培养独立思考的能力,检查自 己对课程内容的掌握程度物理量 = 数值 单位 如:压力 p = 101.325 kPa,1. 物理量常用特定符号表示,该符号既包括数值又包括单位,2. 用物理量表示的方程式中,有加、 减、比较时,要求量纲、单位相同,§0.5 物理量的表示及运算,5. 国际单位制常用的物理量:长度:m(米) 质量:kg(千克) 时间:s(秒)压力:Pa(帕斯卡) 能量:J(焦耳),3. 对数、指数中的变量应当是纯数而不是物理量例如: ln(X/[X])、ex/[x],4. 作图、列表应当用纯数,§0.5 物理量的表示及运算,一、 偏微分的物理含义,二、全微分性质,三、几种常见的偏微商公式,1 循环关系,2 复合函数求导,3 链关系,4 倒数关系,§0.6 基本的数学方法和公式,1、平时占30%,期中30%,期末40%。
2、作业0%(周四课后),但是如果收作业你没做,说明你懂了那么没做作业就忽略了做了作业还不会 3、平时的30%怎么来?随堂考试比如:今天热力学就要结课了,我还有10分钟的时间,那么大家做一道题,每次5分,这么说需要考六次若有同学请假怎么办?我会在某天说,缺考的同学晚点吃饭,做一份小考试当然内容是随机的 4、老师7次考试我都不在,就这么巧?怎么办?,§0.7 课程评价,你说呢,联系方式,TEL:13363416379(太原)13691281359(fetion) e-mail:hycwwz@E-mail:tysyhxx10@(公邮),。