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1、1物物 理理 化化 学学 2012年年2月月2参考书参考书：1.印永嘉，奚正楷，张树永，印永嘉，奚正楷，张树永，物理化学简明教程物理化学简明教程（第四版），高等教育出版社，（第四版），高等教育出版社，2007。2.傅献彩，沈文霞，姚天扬，傅献彩，沈文霞，姚天扬，物理化学物理化学(第四版第四版)，南，南京大学物理化学教研室，京大学物理化学教研室，1990。3.韩德刚，高执棣，高盘良，韩德刚，高执棣，高盘良，物理化学物理化学，高等教育，高等教育出版社，出版社，2001。4.印永嘉，王雪琳印永嘉，王雪琳,奚正楷，奚正楷，物理化学简明教程物理化学简明教程例题例题与习题，高等教育出版社，与习题，高等教育
2、出版社，1998。5.沈文霞，沈文霞，物理化学核心教程物理化学核心教程，科学出版社，科学出版社，2004。6.孙德坤，沈文霞，孙德坤，沈文霞，物理化学解题指导物理化学解题指导，江苏教育，江苏教育出版社，出版社，1998。7.李国珍，李国珍，物理化学练习物理化学练习500例例，高等教育出版社，高等教育出版社，1995。3物理化学是从研究物理化学是从研究化学现象和物理现象化学现象和物理现象之间的之间的相互联系入手，研究化学科学中的原理和方法，研相互联系入手，研究化学科学中的原理和方法，研究化学体系行为最一般的规律和理论的究化学体系行为最一般的规律和理论的学科学科。在实在实验方法上主要采用物理学中的
3、方法。验方法上主要采用物理学中的方法。绪 论1.什么是物理化学什么是物理化学?0.1 物理化学简介物理化学简介42.物理化学研究的内容物理化学研究的内容主要探讨和解决下列几个方面的问题：主要探讨和解决下列几个方面的问题：(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5 1)热力学热力学(Thermodynamics)研究能量相互转换过程研究能量相互转换过程中所应遵循的科学。中所应遵循的科学。(热力学第一、第二、第三定律）热力学第一、第二、第三定律）物理化学的理论基
4、础主要分成四大部分：物理化学的理论基础主要分成四大部分：2)动力学动力学(Kinetics)研究过程速率的科学。研究过程速率的科学。4)统计力学统计力学(Statistical mechanics)利用统计方法，利用统计方法，求出由众多粒子所组成体系的微观性质和宏观性质间的求出由众多粒子所组成体系的微观性质和宏观性质间的相互关系的科学。相互关系的科学。3)量子力学量子力学(Quantum mechanics)研究微观体系的研究微观体系的运动状态。将量子力学原理应用于化学则构成了量子化运动状态。将量子力学原理应用于化学则构成了量子化学。学。63.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
5、始萌芽：从燃素说到能量守恒与转化定从燃素说到能量守恒与转化定 律律。俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学物理化学”这一术语这一术语。十九世纪中叶形成十九世纪中叶形成：1887年俄国科学家年俄国科学家W.Ostwald (18531932)和荷兰科学家和荷兰科学家J.H.vant Hoff(1852 1911)合办了第一本合办了第一本“物理化学杂志物理化学杂志”(德文德文)。二十世纪迅速发展二十世纪迅速发展：新测试手段和新的数据处理方法：新测试手段和新的数据处理方法 不断涌现，形成了许多新的分支学科，如：热化不断涌现，形成了许多新的分支学科，如：热化 学，化学热力学
6、，电化学，溶液化学学，化学热力学，电化学，溶液化学,胶体化学，胶体化学，表面化学，化学动力学，催化作用，量子化学和表面化学，化学动力学，催化作用，量子化学和 结构化学等。结构化学等。74.4.近代化学发展趋势近代化学发展趋势 1)介观化学发展迅速介观化学发展迅速 2)表面化学越来越引起重视表面化学越来越引起重视 3)学科的交叉和渗透更加普遍学科的交叉和渗透更加普遍以主客体化学为基础，最近在自组装介孔透明薄膜上的研究已经拓展到模版技术制备的介观结构薄膜方面。在固体基质上的介观结构透明薄膜中取向非常好的介观通道拥有巨大的研究价值，因为介观结构中的介观通道的功能化石我们能够把有机官能团限制在纳米结构
7、内，这样就在硬质涂层、能量转换、太阳能电池、分子分离、由pH敏感的染料体现的pH传感器、绝缘层和化学和生物分析物的传感方面都有潜在的应用。介观结构薄膜的孔中的官能团的限制作用是关键的，它直接影响最重的性质，例如发光性质、力学性质和结构性质。这些研究暗示通过渗透或后接枝方法在纳米结构中简单渗透进入的有机官能团对在有与孔阻塞、官能团滤去、低下的力学稳定性和结构稳定性以及有机官能团的非均一性有关的一些问题的介观通道内的有机官能团的高度控制和均相分布方面显得效率低下。当相对大的客体分子容纳于主体的狭窄的通道内时，这些问题变得非常严重。例如，通过树枝状聚酰胺基胺、镧系元素的三(8-羟基喹啉酸根)配合物、
8、含有杂环桥接的异氰尿酸盐的有机硅介观结构、二甲硅烷基化偶氮苯、连萘基和环己二基以及二甲硅烷基化配合物功能化的介观结构硅粉末。通过直接共缩合自组装过程的介观通道内的有机官能团的限制作用体现出对官能团性质，例如结构和力学表现以及发光性能的更好的控制。但在有发光和力学性质的共价限制的介观结构有机硅薄膜方面的研究至今几乎没有被发现，这方面还需要令人信服的研究。介观是介于宏介观是介于宏观与微观之间的一种体系。处于介观的物体在尺寸上已是宏观的，因而具有宏观观与微观之间的一种体系。处于介观的物体在尺寸上已是宏观的，因而具有宏观体系的特点；但是由于其中电子运动的相干性体系的特点；但是由于其中电子运动的相干性,
9、会出现一系列新的与量子力学相位会出现一系列新的与量子力学相位相联系的干涉现象相联系的干涉现象,这又与微观体系相似，故称这又与微观体系相似，故称“介观介观”。95.物理化学学习方法建议物理化学学习方法建议学习过程中抓住每一章的重点，注意章节之间的联系学习过程中抓住每一章的重点，注意章节之间的联系注意思维方法和逻辑推理注意思维方法和逻辑推理,除重要定义和公式外，对除重要定义和公式外，对公式和推导过程要求从原理上理解记忆，而不是强记公式和推导过程要求从原理上理解记忆，而不是强记硬背，还要注意公式的适用条件硬背，还要注意公式的适用条件重视习题（课堂练习和课后习题）重视习题（课堂练习和课后习题）课前自学
10、，课后复习，勤于思考，培养自学和独立工课前自学，课后复习，勤于思考，培养自学和独立工作的能力。作的能力。106.本学期主要学习内容本学期主要学习内容热力学第一定律热力学第一定律热力学第二定律热力学第二定律化学平衡化学平衡多相平衡多相平衡电化学电化学化学动力学化学动力学110.2 0.2 回顾理想气体和实际气体的状态方程回顾理想气体和实际气体的状态方程处于一定状态时，表征体系各项性质的物理量之间存在着处于一定状态时，表征体系各项性质的物理量之间存在着一定的关系，表示这类关系的方程式称为一定的关系，表示这类关系的方程式称为状态方程式状态方程式。pV=nRT 或或 pVm=RT适用于适用于低压、较高
11、温度低压、较高温度下的实际气体下的实际气体摩尔气体常数摩尔气体常数 R 8.314 Jmol-1K-11）理想气体的状态方程）理想气体的状态方程 理想气体理想气体分子之间无相互作用力，分子自身不占有分子之间无相互作用力，分子自身不占有体积的气体。体积的气体。122）理想混合气体的状态方程）理想混合气体的状态方程(1)道尔顿道尔顿(Daolton)分压定理：分压定理：恒温、恒容下恒温、恒容下 p=pi(2)阿马格阿马格(Amagat)分体积定理：分体积定理：恒温、恒压下恒温、恒压下 V=Vi 某一气体的压力某一气体的压力 pi=xi p某一气体的体积某一气体的体积 Vi=xi V13 3）实际气体的状态方程实际气体的状态方程 范德华（范德华（van der Waals)方程方程(1873)引力修正项引力修正项体积修正项体积修正项14 维里方程维里方程 凯末林凯末林-翁尼斯方程翁尼斯方程RTpVmZ(p,T)=1+Bp+Cp2+Dp3+RT Vm Vm Vm pVm B C DZ(Vm,T)=1+2 3 Z:压缩因子压缩因子，衡量实际气体与理想气体的偏差，衡量实际气体与理想气体的偏差B,B：第二维里系数；：第二维里系数；C，第三维里系数第三维里系数 C