课程介绍和绪论

1.物理化学基本内容简介,物理化学研究物质系统在发生pVT变化、相变化和化学变化过程的基本原理，涉及平衡规律和速率规律以及与它们有关的物质结构和性质。,如设计一个新产品（化工产品、特殊材料），首先要搞清楚以下问题：,用什么样的原料（反应的可能性)；用什么方法生产（反应过程的实现）；生产工艺参数（反应压力、温度、浓度、原料比）的确定；在可能条件下，产品能达到的纯度（平衡转化率和产率）；反应的速率(单位时间的产量)如何；产品的提纯工艺（精馏、结晶、萃取等）确定。,根据可持续发展战略，在考虑实际生产设计时要遵循以下原则：,绿色化学；“原子经济性”；无毒、无害催化剂；“零排放”；物质的综合利用和能源的综合利用。,物理化学可提供解决上述问题的基本方法和原则。,本课程包括以下四个方面的内容：,化学热力学量子化学和结构化学统计热力学化学反应动力学,(1)化学热力学,解决能量衡算、过程（pVT变化、相变化和化学变化）的方向和限度的判据，主要包括热力学第一、二、三定律和相平衡、化学平衡有关规律，它包括界面和电化学热力学。,(2)量子化学和结构化学,在微观世界里，能量是量子化的，有波粒二象性和不确定关系等，探讨了原子结构、分子结构，得到了性质与结构的内在联系，对简单粒子精度较高。,(3)统计热力学,宏观性质是微观性质的统计表现，用统计学原理，从粒子的微观热力学量可以求取大量粒子组成的宏观系统的热力学性质，对于简单系统可得出较满意的结果。,(4)化学反应动力学,研究各种因素（浓度、温度、催化剂、光、微波、电等）对反应速率的影响以及反应机理。,我们可以看出：,化学热力学是解决物质变化的可能性化学动力学是解决如何把可能性变为现实,工艺路线、流程设计设备选型的依据,2.物理化学在化学系列课程中起着承上启下的作用,对于高等有机、高等无机、化工原理、分离工程、反应工程、化学工艺学等课程而言，物理化学是必备基础。,3.物理化学研究最新进展,1.研究技术的进展（1）时间分辨技术：如飞秒激光技术；（2）空间分辨技术：扫描显微、AFM、STM等，“看”到原子、分子识别技术；（3）光谱分辨技术；,（4）分子运动控制技术：生物芯片；（5）超高压技术：超常性质发现；（6）超低温技术：超导体、第三定律发现；（7）超高真空技术：蛋白质晶体生长，细胞培养；,（8）超失重技术：新的合金制备；（9）超高温技术（氢弹的研究、原子弹的研究）（10）纳米技术：材料性能的提高；（11）激光技术：点燃核聚变、同位素分析。,2.重要理论研究进展（1）量子化学理论（2）催化理论（过渡态理论）（3）反应的态态机理,3.新的分支（应用）材料物理化学（冶金物理化学、硅酸盐物理化学）地球物理化学宇宙物理化学生物物理化学环境物理化学应用于新材料、新能源的开发等,4.物理化学学习方法,领悟基本内容，注意逻辑推理；掌握科学方法；认真实践，科学总结；提高创新能力。,5.物理化学中的量和单位,物理量有数值和单位，,T=273Kp=100kPaV=1dm3t=0=0.1MPa=1000cm3,运算p2=2p1(p1=100kP