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wanshasha 2008-1-18 16:53

请问物理化学主要是讲物理还是讲化学

如题?

wild_boy 2008-1-19 09:28

[align=justify][size=2]  哈哈。。应该说都讲。因为物理学与化学,作为自然科学的两个分支,关系十分密切,任何一种化学变化总是伴随着物理变化,物理因素的作用也都会引起化学变化。物理化学(Physical chemistry)就是人们对在长期的实践中观察到的物理学和化学的相互联系的总结。[/size][/align][align=justify][size=2]  物理化学是以物理的原理和实验技术为基础,研究化学体系的性质和行为,发现并建立化学体系中特殊规律。随着科学的迅速发展和各门学科之间的相互渗透,物理化学与物理学、无机化学、有机化学在内容上存在着难以准确划分的界限,从而不断地产生新的分支学科,例如物理有机化学、生物物理化学、化学物理等。物理化学还与许多非化学的学科有着密切的联系,例如冶金学中的物理冶金实际上就是金属物理化学。[/size][/align][align=center][size=2]
[color=#ff0000]物理化学的研究内容[/color][/size][/align][size=2][align=justify]
  物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探索化学变化的基本规律的科学。(用物理学的原理和方法来研究化学变化的学科。)物理化学担负的主要任务是探讨和解决下列几个方面的问题:
  (1)在指定的条件下一个化学反应能否自动进行,向什么方向进行,进行到什么程度为止,反应进行时能量变化有多少,外界条件对反应的方向和限度有什么影响。这些问题的研究,属于物理化学的一个分支,叫做化学热力学。
  (2)一个化学反应的速率有多快,外界条件对反应的速率有何影响,一个复杂反应有哪些具体步骤(反应机理),属于物理化学的另一个分支,叫做化学动力学。
  (3)了解化学体系的微观结构,研究原子在空间结合成分子的规律,由于物质的性质本质上是有物质的内部结构所决定的,深入了解物质的内部结构,可以理解化学变化的内因,而且可以预见在适当的外因作用下,物质的结构将发生什么样的变化。这属于物理化学的又一个分支,叫做物质结构。物质结构的研究又分出了结构化学和量子化学两门学科。[/align][align=justify]
  现有的学科是人为划分的,自然科学过去只有天文学、地理(地质)、生物、数学、物理、化学六个一级学科,学科交叉逐渐形成一批交叉学科,化学和物理学的交叉形成了物理化学和化学物理学。
  物理化学是介于物理与化学的中间学科,作为化学的理论基础,又称理论化学,属于化学的一个分支(二级学科),是化学的基础学科。[/align][/size]

wild_boy 2008-1-19 10:02

[align=center][b][font=楷体_gb2312][color=#0000ff][size=3]物理化学发展史[/size][/color][/font][/b][/align]
[align=center][b][font=楷体_gb2312][color=#0000ff][/color][/font][/b][/align][size=3][font=times][font=宋体]  任何学科的建立与发展都与人类认识自然和生产生活的需要有着密切联系。从[/font][/font][font=times]18[/font][font=times][font=宋体]世纪开始,对燃烧现象的认识和利用燃烧反应产生的热作为动力的蒸气机的产生促进了热力学和热化学的研究。到了[/font][/font][font=times]19[/font][font=times][font=宋体]世纪,伏特[/font][/font][font=times](A Volta[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1745[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1827)[/font][font=times][font=宋体]发明电池和法拉第[/font][/font][font=times](M Faraday, 1791[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1867)[/font][font=times][font=宋体]发现电解定律促进了电化学的发展;古德贝格[/font][/font][font=times](C M Guldberg, 1836[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1902)[/font][font=times][font=宋体]和瓦格[/font][/font][font=times](P Waage, 1833[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1900)[/font][font=times][font=宋体]确立的质量作用定律促进了化学动力学的发展;格雷厄姆[/font][/font][font=times](T Graham, 1805[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1869)[/font][font=times][font=宋体]提出胶体的概念促进了胶体化学的发展。到了[/font][/font][font=times]19[/font][font=times][font=宋体]世纪[/font][/font][font=times]70[/font][font=times][font=宋体]年代,物理化学作为一门学科已正式形成。因此,奥斯特瓦尔德[/font][/font][font=times](F W Ostwald, 1853[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1932)[/font][font=times][font=宋体]和范特霍夫[/font][/font][font=times](J H Van't Hoff, 1852[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1911)[/font][font=times][font=宋体]在[/font][/font][font=times]1877[/font][font=times][font=宋体]年创立了《物理化学杂志》。[/font][/font][/size]
[size=3][font=宋体]  19[font=times]世纪到[/font][/font][font=times]20[/font][font=times][font=宋体]世纪初是化学热力学的发展和成熟时期,热力学第一定律和热力学第二定律被广泛应用于各种化学系统,特别是溶液系统的研究。在此期间,阿累尼乌斯[/font][/font][font=times](S A Arrehnius, 1859[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1927)[/font][font=times][font=宋体]提出了电解质的电离学说,路易斯[/font][/font][font=times](G N Lewis, 1875[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1946)[/font][font=times][font=宋体]提出了处理非理想系统的逸度和活度概念以及测定方法,吉布斯[/font][/font][font=times](J W Gibbs, 1839[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1903)[/font][font=times][font=宋体]提出了多相平衡系统的研究方法和相律,范特霍夫研究了化学平衡,能斯特[/font][/font][font=times](W H Nernst, 1864[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1941)[/font][font=times][font=宋体]发现了热定理,德拜[/font][/font][font=times](P J W Debye, 1884[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1966)[/font][font=times][font=宋体]和休克尔[/font][/font][font=times](E. H[/font][font=times][font=宋体]ü[/font][/font][font=times]ckel,1896[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times])[/font][font=times][font=宋体]提出了强电解质溶液的离子互吸理论,塔费尔[/font][/font][font=times](J Tafel)[/font][font=times][font=宋体]提出了氢的超电势理论。到了[/font][/font][font=times]20[/font][font=times][font=宋体]世纪[/font][/font][font=times]20[/font][font=times][font=宋体]年代,经典热力学即平衡态热力学已经完善。到了[/font][/font][font=times]20[/font][font=times][font=宋体]世纪[/font][/font][font=times]70[/font][font=times][font=宋体]年代初,普里戈金[/font][/font][font=times](I Prigogine,1917[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]2003)[/font][font=times][font=宋体]等提出的耗散结构理论促进热力学从平衡态扩充到对非平衡态的研究。[/font][/font][/size]
[size=3][font=times][font=宋体]  化学动力学的研究起源于[/font][/font][font=times]19[/font][font=times][font=宋体]世纪末期,阿累尼乌斯首先提出了化学反应活化能的概念。到了[/font][/font][font=times]20[/font][font=times][font=宋体]世纪初,博登斯坦[/font][/font][font=times](M Bodenstein, 1871[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1942)[/font][font=times][font=宋体]和能斯特提出了链反应机理,辛歇乌德[/font][/font][font=times](C N Hinshelwood[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1897[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1967)[/font][font=times][font=宋体]和谢苗诺夫[/font][/font][font=times](N Semyonov[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1896[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1986[/font][font=times])[/font][font=times][font=宋体]发展了自由基链式反应动力学。到了[/font][/font][font=times]20[/font][font=times][font=宋体]世纪[/font][/font][font=times]60[/font][font=times][font=宋体]年代,随着激光技术的出现和实验技术的不断提高,动力学从宏观走向微观和超快速反应动力学的研究。微观动力学和激光化学是目前最活跃的研究领域之一。在实验中不但能控制化学反应的温度和压力等条件,同时还能对反应物分子的内部量子态、能量和空间取向实行控制。目前的反应时间分辨率已达到费秒数量级。若时间分辨率再提高到[/font][/font][font=times]2[/font][font=times][font=宋体]~[/font][/font][font=times]3[/font][font=times][font=宋体]个数量级,人类将有可能彻底认识和操控反应过程。[/font][/font][/size]
[size=3][font=宋体]  20[font=times]世纪是结构化学的重要发展时期。[/font][/font][font=times]20[/font][font=times][font=宋体]世纪初,劳厄[/font][/font][font=times](M Laue[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1879[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1960)[/font][font=times][font=宋体]和布拉格[/font][/font][font=times](W H Bragg[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1862[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times]1942)[/font][font=times][font=宋体]对[/font][/font][font=times]X[/font][font=times][font=宋体]射线晶体结构的研究奠定了近代结晶化学的基础。量子力学的兴起又促进了对分子微观结构的认识。鲍林[/font][/font][font=times](L Pauling, 1901-1994)[/font][font=times][font=宋体]等提出的杂化轨道理论以及氢键和电负性等概念;路易斯提出的共价键概念;鲍林和斯莱脱[/font][/font][font=times](J C Slater)[/font][font=times][font=宋体]完善的价键方法;穆利肯[/font][/font][font=times]( R S Mulliken[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1896—1986)[/font][font=times][font=宋体]和洪特[/font][/font][font=times](F Hund[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1896[/font][font=times][font=宋体]-[/font][/font][font=times])[/font][font=times][font=宋体]发展的分子轨道方法;使价键法和分子轨道法成为近代化学键理论的基础。到了[/font][/font][font=times]50[/font][font=times][font=宋体]年代以后,实验技术的发展促进了从基态稳定分子进入各种激发态结构的研究。同时,在测定复杂生物大分子晶体结构如青霉素、维生素[/font][/font][font=times]B[sub]12[/sub][/font][font=times][font=宋体]、蛋白质、胰岛索和脱氧核糖核酸的螺旋体构型等方面获得成功。电子能谱的出现又使结构化学研究能够从物体的体相转到表面相,对于固体表面和催化剂而言,这是一个非常有效的研究方法。结构化学的研究对象正从一般键合分子扩展到准键合分子、范德华分子、原子簇、分子簇和非化学计量化合物。[/font][/font][/size]
[size=3][font=times][font=宋体]  随着计算机技术的发展,物理化学的分支-量子化学应运而生。福井谦一[/font][/font][font=times](K Fukui[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1918[/font][font=times][font=宋体]~[/font][/font][font=times]1998)[/font][font=times][font=宋体]提出的前线轨道理论以及伍德沃德[/font][/font][font=times](R B Woodward[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1917[/font][font=times][font=宋体]~[/font][/font][font=times]1979)[/font][font=times][font=宋体]和霍夫曼[/font][/font][font=times](Hoffmann[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1937[/font][font=times][font=宋体]~[/font][/font][font=times])[/font][font=times][font=宋体]提出的分子轨道对称守恒原理的建立是量子化学的重要发展。波普尔[/font][/font][font=times](J A Pople[/font][font=times][font=宋体],[/font][/font][font=times]1925[/font][font=times][font=宋体]~[/font][/font][font=times])[/font][font=times][font=宋体]发展的半经验和从头计算法为量子化学的广泛应用奠定了基础。目前,量子化学已成为研究分子和材料性质的重要方法之一。[/font][/font][/size]
[size=3][font=宋体]  材料的性能不仅与结构有关,同时还与分散度有关。传统上,人们比较重视宏观物质和分子分散的微观系统的研究,对分子聚集体构成的介观领域如胶体和粗分散系统亦有所研究,但侧重在液相和气相分散系统,而对固相分散系统重视不够。到了20世纪80年代以后,人们才对这个领域重视起来,发现了许多奇异现象。目前,三维尺寸在1~1000nm的纳米系统已成为材料、化学、物理等学科的前沿研究热点。[color=windowtext]
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bluecat0000 2008-1-30 11:55

我给你点个人体会吧,物理化学是解决两个问题,一个是化学热力学的问题,一个是化学动力学的问题。热力学可以理解为化学平衡,动力学可以理解为反应速率,一些量值看似是来自物理学的,但是解决的是化学反应中的问题。你觉得属于化学还是物理呢。物理学中应用的原理基本都来自数学,那他是应该叫物理还是应该叫数学的。呵呵。:lol

tlpippen 2008-1-30 22:24

[quote]原帖由 [i]bluecat0000[/i] 于 2008-1-30 11:55 发表 [url=http://bbs.kkio.com/redirect.php?goto=findpost&pid=293652&ptid=223987][img]http://bbs.kkio.com/images/common/back.gif[/img][/url]
我给你点个人体会吧,物理化学是解决两个问题,一个是化学热力学的问题,一个是化学动力学的问题。热力学可以理解为化学平衡,动力学可以理解为反应速率,一些量值看似是来自物理学的,但是解决的是化学反应中的问题 ... [/quote]



言简意赅!
佩服!
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