四川大学：《物理化学》课程教学资源（课件讲稿）绪论

物理化学

物理化学

§0.1什么是化学？ 化学(Chemistry)是一门试图了解 物质的性质和物质发生反应的科学。 化学是一门中心的、实用的和创造性 的科学

§0.1 什么是化学？ ™ 化学（Chemistry）是一门试图了解 物质的性质和物质发生反应的科学。 ™ 化学是一门中心的、实用的和创造性 的科学

§02物理化学的目的和内容 化学变化与物理变化是紧密联系着的。 一方面，化学过程包含或是伴有物理过程。（体 积的变化、压力的变化、热效应、电效应和光效 应等) 另一方面，分子中电子的运动，原子的转动、振 动，分子中原子相互间的作用力等微观物理运动 形态，则直接决定了物质的性质及化学反应能 力。 物理化学(Physical Chemistry)是运用物理 学的实验方法，从物质的物理现象和化学现象 的联系入手来探求化学变化基本规律的一门学 科

§0.2 物理化学的目的和内容 ™ 化学变化与物理变化是紧密联系着的。 ¾ 一方面，化学过程包含或是伴有物理过程。（体 积的变化、压力的变化、热效应、电效应和光效 应等 ） ¾ 另一方面，分子中电子的运动，原子的转动、振 动，分子中原子相互间的作用力等微观物理运动 形态，则直接决定了物质的性质及化学反应能 力。 ™ 物理化学（Physical Chemistry）是运用物理 学的实验方法，从物质的物理现象和化学现象 的联系入手来探求化学变化基本规律的一门学 科

物理化学作为化学学科的一个分支，主要讨论和解 决下面三个方面的问题： 1.化学变化的方向和限度问题：一个化学反应在 指定的条件下能否朝着预定的方向进行？如果该反 应能够进行，则它将达到什么限度？外界条件如温 度、压力、浓度等对反应有什么影响？如何控制外 界条件使我们所设计的新的反应途径能按所预定的 方向进行？对于一个给定的反应，能量的变化关系 怎样？它究竟能为我们提供多少能量？研究这一类 问题是属于化学热力学的范畴，它主要解决变化的 方向性问题，以及与平衡有关的一些问题

• 物理化学作为化学学科的一个分支，主要讨论和解 决下面三个方面的问题： • 1．化学变化的方向和限度问题：一个化学反应在 指定的条件下能否朝着预定的方向进行？如果该反 应能够进行，则它将达到什么限度？外界条件如温 度、压力、浓度等对反应有什么影响？如何控制外 界条件使我们所设计的新的反应途径能按所预定的 方向进行？对于一个给定的反应，能量的变化关系 怎样？它究竟能为我们提供多少能量？研究这一类 问题是属于化学热力学的范畴，它主要解决变化的 方向性问题，以及与平衡有关的一些问题

例如，石墨和金刚石都是由C元素构成的。 能否将廉价的石墨转变为金刚石呢？ >石墨C+金刚石C? 在通常的温度、压力下石墨是不能自动转变 为金刚石的。在常温下，只有在1500atm以 上，石墨转变为金刚石的反应才是自发的

™ 例如，石墨和金刚石都是由C元素构成的。 能否将廉价的石墨转变为金刚石呢？ ¾ 石墨C → 金刚石C ？ ™ 在通常的温度、压力下石墨是不能自动转变 为金刚石的。在常温下，只有在1500 atm以 上，石墨转变为金刚石的反应才是自发的

2.化学反应的速率和机理的问题：一个化 学反应的速率究竟有多大？反应是经过什公 样的机理（或历程)进行的？外界条件（如 温度、压力、浓度、催化剂等)对反应速率 有什么影响？怎样才能有效地控制化学反 应，抑制副反应的发生，使之按我们所需要 的方向和适当的速率进行等等。研究这一类 的问题构成物理化学中的另一部分叫做化学 动力学。它主要解决反应的速率和历程的问 题。它的任务就是把热力学上可能发生的反 应变为现实

™ 2．化学反应的速率和机理的问题：一个化 学反应的速率究竟有多大？反应是经过什么 样的机理（或历程）进行的？外界条件（如 温度、压力、浓度、催化剂等）对反应速率 有什么影响？怎样才能有效地控制化学反 应，抑制副反应的发生，使之按我们所需要 的方向和适当的速率进行等等。研究这一类 的问题构成物理化学中的另一部分叫做化学 动力学 。它主要解决反应的速率和历程的问 题。它的任务就是把热力学上可能发生的反 应变为现实

3。物质结构和性能之间的关系：物质性能 (物理性能和化学性能)归根结底是物质内 部结构一即物质内部运动所决定的。深入 了解物质内部的结构，不仅可以理解化学变 化的内因，而且可以预见到在适当外因的作 用下，物质的结构将发生什么样的变化。关 于结构与性能的研究则构成物理化学中的另 部分叫物质结构。它主要是从微观的角度 研究有关反应的本质问题

™ 3．物质结构和性能之间的关系：物质性能 （物理性能和化学性能）归根结底是物质内 部结构 — 即物质内部运动所决定的。深入 了解物质内部的结构，不仅可以理解化学变 化的内因，而且可以预见到在适当外因的作 用下，物质的结构将发生什么样的变化。关 于结构与性能的研究则构成物理化学中的另 一部分叫物质结构 。它主要是从微观的角度 研究有关反应的本质问题

例如研究与氨分子有关的配合物的结 构，以及这些结构在不同条件下的变 化，就有利于我们在常温常压下寻找固 氮的途径。又例如研究高分子的性能和 结构的关系，就为合成各种特殊需要的 高分子材料提供资料

„ 例如研究与氮分子有关的配合物的结 构，以及这些结构在不同条件下的变 化，就有利于我们在常温常压下寻找固 氮的途径。又例如研究高分子的性能和 结构的关系，就为合成各种特殊需要的 高分子材料提供资料

§0.3物理化学的学习方法 1. 准确理解和掌握每一个基本概念、名词术语 的含义 2. 准确掌握和运用物理化学中有关定律和公式 3. 注重对知识系统的归纳、总结和比较 A. 重视实践性的学习环节：课前要自学；听课 要记好笔记；按时完成作业；要重视实验 课 5. 积极主动培养自学能力：除了通过课堂讲授 获取知识外，还应根据自身能力自学教学参 考书，阅读教学参考文献，参加有关的专题 讲座，作读书笔记或撰写小论文

§0.3 物理化学的学习方法 1. 准确理解和掌握每一个基本概念、名词术语 的含义 2. 准确掌握和运用物理化学中有关定律和公式 3. 注重对知识系统的归纳、总结和比较 4. 重视实践性的学习环节：课前要自学；听课 要记好笔记；按时完成作业；要重视实验 课。 5. 积极主动培养自学能力：除了通过课堂讲授 获取知识外，还应根据自身能力自学教学参 考书，阅读教学参考文献，参加有关的专题 讲座，作读书笔记或撰写小论文

§0.4物理化学教学参考书 1. 袁永明何玉萼等编著（四川大学） 四 川大学出版社； 2. 傅献彩沈文霞等编著 (南京大学)高 等教育出版社； 3. 宋世漠王正烈等编著（天津大学）高 等教育出版社

§0.4 物理化学教学参考书 1. 袁永明 何玉萼等编著 （四川大学） 四 川大学出版社； 2. 傅献彩 沈文霞等编著（南京大学）高 等教育出版社； 3. 宋世谟 王正烈等编著（天津大学）高 等教育出版社