物理化学论文
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物理化学论文物理化学是基础化学中的一门重要学科,是药学类专业的学生必修的专业基础课,是充分培养抽象思维能力的课程。
下文是店铺为大家整理的关于物理化学论文的范文,欢迎大家阅读参考!物理化学论文篇1试谈物理化学教学方法物理化学是一门无处不在的学科,是化学、化工、材料、高分子、医学、药学、食品、环境、生物技术等诸多专业的一门重要必修课。
物理化学的特点是“两多三强”:概念多、公式多,理论性强、系统性强、逻辑性强。
如何能让学生既对这门课程产生兴趣,又能很好地掌握其基本内容和学习方法,是教师在教学教法上不断探索和总结的重要问题。
本文根据物理化学课程的特点,就作者在大学物理化学课程教学过程中的一些心得体会,探讨了高校物理化学课程教学的有效教学方法和模式。
一、要注重逻辑推理的思维方法和数学推导的技能技巧物理化学研究的是化学中原则性、普遍性的规律,它大量采用了逻辑推理和数学推导,由物理化学的基本原理、基本概念和基本假设出发,通过逻辑推理,可以得到物理化学的有关理论和数学的表达式。
逻辑推导过程具有重要的严密性,所得到的结论也都有一定的适用条件,[1]而且物理化学公式繁多,必须经过学生自己的反复推导才能熟练应用。
因此,在物理化学教学中,要重视引导和训练学生逻辑推理的思维方法和数学推导的技能技巧。
例如在推导单组份体系热力学基本函数关系式时,只要记住最基本的关系式:dU=TdS-pdV,知道H,F,G的定义,就可以一步步推导出其他三个热力学基本关系式:dH=TdS+Vdp;dF=-SdT-pdV;dG=-SdT+Vdp。
在物理化学公式推导的过程中大量运用了高等数学微积分的知识,在教学中要强化数学思想与物理化学概念及公式的关系。
例如,在讲单组分体系的摩尔量和多组分体系偏摩尔量的概念时,我们要强调从数学中全微分和偏微分的概念来理解。
另外,在讲化学势这部分内容时,也要引导学生巧妙的运用数学思想,例如,求化学势与温度和压强的关系其实就是求化学势对温度或压强的一阶偏微商。
物理化学课程论文

物理化学课程论文关键词:热力学生态系统熵热力学第二定律磷脂蛋白作用生命过程在20世纪生命科学得到很大的发展,生命科学也受到各方面的重视。
20世纪科学的巨大发展也为我们21世纪的生命科血奠定了基础。
当代生命科学目前发展到这个阶段,进入这个阶段,生命科学进一步发展,在理论上一定和各学科交叉渗透,而在生产实践上推进生物技术的建立,推进国民经济的发展有重大意义。
本世纪50年代DNA双螺旋结构的发现,以及随后遗传信息传递的中心法则的确定、重组DNA技术的建立,分子生物学和遗传学的概念和技术已渗透到生命科学的各个分支学科中,生命科学与物理学、化学、数学的交叉渗透,计算机和大量新技术的广泛应用,已使当代生命科学的面貌发现了根本性的变化,科学家预言,21世纪将是生命科学的世纪。
物理化学作为化学的理论基础学科,在步入新世纪之后,正以强劲的发展势头、鲜明的动向显示自身的生命力。
它的研究对象涵盖范围广阔,从单分子、分子聚集体到凝聚体系和共价非晶体,并借助现代检测手段和理论分析方法,获取基态到激发态、稳态到瞬态的分子结构信息。
物理化学不仅深深地向化学各传统分支学科渗透,而且与材料、能源、环境、生命、信息等新兴科学领域交叉融合,酝酿并产生许多新的学科生长点;物理化学的研究方法呈现出宏观与微观相结合,并更多地向微观层次深入;体相与表面相结合,更多地向表面和界面延伸;在微观研究中,静态与动态相结合,更多地倾向动态研究,并进一步提升到对化学反应的控制;理论化学逐渐发展成为比较独立的学科,并在指导实验的过程中发挥着越来越重要的作用。
当前物理化学的研究前沿和最活跃的领域有:分子动态物理化学(分子动力学与分子激发态光谱等),分子聚集体和生物大分子的结构化学与谱学,表面、界面物理化学和催化科学,理论与计算化学(包括量子化学、化学统计力学、分子力学、远离平衡态的非线性物理化学、计算机化学和化学信息学等),生物物理化学等。
热现象是最基本的自然现象之一,因此,热学就成为物理化学主要的分支学科之一。
物理化学小论文

物理化学的发展史姓名:学号:班级:摘要化学是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。
世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志。
1 9世纪下半叶,热力学等物理学理论引入化学之后,不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念,而且可以定量地判断化学反应中物质转化的方向和条件。
相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学的理论基础。
物理化学的诞生,把化学从理论上提高到一个新的水平。
关键词物理化学发展展望一、物理化学的研究内容(1)化学体系的宏观平衡性质以热力学三个基本定律为理论基础,研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。
在这一情况下,时间不是一个变量。
属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学、溶液、胶体和表面化学。
(2)化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础,研究原子和分子的结构,物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构,以及结构与物性的规律性。
属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。
(3)化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。
在这一情况下,时间是重要的变量。
属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。
二、物理化学的分支(1)结构化学结构化学是在原子- 分子水平上研究物质分子构型与组成的相互关系以及结构和各种运动的相互影响的化学分支学科。
它又是阐述物质的微观结构与其宏观性能的相互关系的基础学科。
结构化学不但与其他化学学科联系密切,而且与生物科学、地质科学、材料科学和医药学等各学科的研究相互关联、相互配合、相互促进。
由于许多与物质结构有关的化学数据库的建立,结构化学也愈来愈被农学家和化工工程师所重视。
(2)热化学它用各种量热方法准确测量物理的、化学的以及生物的过程的热效应,从而根据热效应来研究有关现象及规律性。
物理化学论文

物理化学对生活和学习的启示引言物理化学是化工、材料、制药、生物、食品及环境工程等多个理工科专业重要的基础理论课,被称为“化学的灵魂”。
物理化学综合了高等数学、化学、物理学等课程的基础知识,又为后续专业课程的学习提供方法和理论指导,在基础课和专业课之间起着承前启后的作用,是一门重要的基础课程。
然而物理化学课理论性强,涉及的内容多,概念、定律、公式多,学生初接触时容易产生畏惧心理,普遍感到困难,因而缺乏信心,学习效果不佳。
笔者在多年从事物理化学教学过程中,深切感受到物理化学中的很多公式及定义对人生有很大的启示,在课堂教学中展示物理化学的哲学内涵,可以营造轻松愉快的课堂教学氛围,激发学生的学习兴趣.1、热力学第一定律中的“付出与收获”热力学第一定律是热力学中非常重要的一个定律。
热力学第一定律的内容是能量守恒,主要解决过程的能量衡算问题。
过程能量的表现是热和功,在一个过程发生的时候,热和功相互转化,功可以全部无条件的转化为热,但是热不能无条件的全部转化为功,其辩证关系就是付出与收获的关系。
在日常生活中,我们总会听到有一些人经常抱怨时运不济,命运不公,眼睁睁看着别人的成功,自己却一致苦苦挣扎,还有一些人每天千方百计绞尽脑汁试图寻找成功的捷径,却从未成功。
原因很简单,那就是世界上没有免费的午餐,没有春天的耕耘,就不可能有秋天的收获;只有努力,才有可能成功;只有付出,我们才可能收获。
但付出多少不一定收到多少,但至少它与你得到的成正比。
“谋事在人,成事在天”.我们能做的在于谋事,只有谋事,才有可能成事。
2、热力学中可逆过程的含义学习功时,在相同的始末态条件下,设计不同的过程,得到的结论是在相同的始末态中,不同过程中付出的功不同。
比较计算结果之后可以发现,可逆膨胀过程中的功是最大的,也就意味着系统在可逆过程中对环境做最大功。
在我们生存的世界里,人是什么/?人就是环境,所做的各项工作可看成是系统,我们都希望在人生中获得最大的成功,从系统中得到最大的功,但世界上没有常胜将军,想要无限的从系统中源源不断的得到功同样是不现实的.从系统中得到的功是有底限的,不能超过这个底限。
物理化学论文六篇

物理化学论文六篇物理化学论文范文11.1所学内容紧扣同学专业特点物理化学课程涉及的公式约有150个,教学时,要求同学把握基本公式的推导和证明,能用基本公式去解决一些实际性问题.提倡同学平常自学,上课前复习巩固学过的学问,强调数学和物理基础学问的重要性,培育同学对所学学问进行综合应用的力量.利用高等数学学问,关心同学把握、理解物理化学公式.如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零;从抱负气体发生PVT变化,可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数;从肥皂可以了解润湿和乳化等概念.将现实生活中的某大事引入学习中,与物理化学紧密联系,加深同学对学问概念的理解,提高同学实际运用学问的力量.1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育在学习物理化学课程时,会涉及到许多闻名的物理学家和化学家,讲到相关内容时,老师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事.一方面,可以提高同学学习的乐观性,集中他们的留意力,缓解课堂的学习气氛;另一方面,每一位科学家的胜利都离不开其自身不断努力奋斗的过程,通过了解他们的经受,不仅丰富了课堂教学内容,而且同学对科学的进展也产生了爱好,对科学家产生了崇拜,成为同学学习的榜样.如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家:荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德,正是他们的讨论促成了物理化学学科的诞生.其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者,他50多岁时还经营着一家牧场,亲自送牛奶,被誉为"牧场化学家'.在讲到稀释定律时,介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹,他出身一般家庭,求学时对化学产生深厚的爱好,1884年在博士论文中提出了电离假设,1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律,1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖.2教学方法与考核方式改革2.1多媒体教学与传统教学相结合传统教学采纳粉笔板书的方式,书写需要肯定时间,导致同学接受学问量较少.而利用PPT课件,结合Flas,能使教学内容生动、信息量大,给同学更直观的印象,提高课堂效率.物理化学课程公式多,规律性强,有些问题比较抽象,单纯采纳多媒体呈现,导致同学思维跟不上文字显示的速度,因此不能仅用多媒体一种教学方式.结合教学实际,采纳多媒体教学与板书相结合的方式授课,同学能充分地消化汲取所学的学问,教学速度适中,从而提高教学质量和效率.2.2考核方式的改革与创新物理化学课程考核方法普遍采纳平常成果加期末考试两大块的组合,存在期末考试成果在总评成果中比例偏重的问题.考核方式改革前,平常成果占20%,期末考试成果占80%.这种考核方式可能导致同学平常学习不仔细,期末考试前突击,因而不能起到督促同学平常学习的作用.考核方式改革后,实行平常成果占20%,阶段考试或考核成果占30%,期末考试成果占50%的形式.在原有基础上,降低了期末考试的比例,规定小于等于48学时的课程,期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程,期间加两次阶段性考试或考核.虽然老师的工作量比改革前增加了,但同学学习的主动性和乐观性得到了提高.同学要想取得优秀的成果,就不能忽视阶段性成果.另外,也尝试在总评成果中增加其它一些(如课堂争论、课程论文等)考核方式,从而促进同学乐观学习. 3设计试验教学环节,培育同学创新力量物理化学论文范文2实施素养教育,课堂教学是主渠道,抓住课堂教学这个中心环节,结合素养教育的精神实质,开展优化物理教学的讨论,是有效地推动素养教育在物理教学中得以实施的关键,要把物理课堂教学作为一个整体性的,师生相互作用的动态过程来讨论,让物理课堂教学焕发诞生机和活力,物理难学已是一个由来已久的问题,究其缘由是没有优化物理教学过程的结果,过去的物理教学过程,注意学问传授而忽视力量培育,注意老师的教而忽视同学的学,视老师为主导而不把同学视为主体,因此优化物理教学过程已是一个必需解决的问题。
物化小论文

姓名: 郑霁年级专业: 05化学备注: 物理化学导生物理化学学习心得05化学郑霁科学的目的除了应用以外,还有发现世界的美,满足人类的好奇心。
物理化学自然也是科学,所以同样适用。
化学热力学,化学动力学,电化学,表面化学……物理化学研究的主要内容大致如此。
然而,在刚刚开始学物化的时候,我几乎被一大堆偏微分关系式所吓晕。
虽然高中时就学过物理,进入大学时也学习过一个学期的大学物理,但由于成绩一直不理想,所以对于物理化学一学是真直都存在恐惧心理的。
尤其是看那一大堆偏微分的公式,更是让我觉得头痛。
然而通过阅读以及对以前高数的复习,我慢慢地能理解偏微分的含义了。
由于物化是一门交叉性的学科,因此我们除了上课要认真听讲更重要的是联系以前学习过的知识,将它们融会贯通,这才能学习好物化。
通过阅读,我认为,学习物化的过程,也是学习物化史的过程。
从课本中,我了解到“科学的发展是螺旋式上升的”,以及“熵后来被赋予的意义,是克劳修斯所始料不及的”等,这使我体验到了学习的乐趣,同时也能够身临其境得思考当时的科学家所思考的问题,提高了学习效率。
如今,通过我的努力,发现物化课只是一只纸老虎。
通过半学期的学习,我逐渐了解了物理化学这们课的学习方法。
在刚开始学物理化学时,物理化学公式的记忆让我刹费脑筋。
通过学习的深入,还有大量的练习,我明白了公式的推导并不重要,重要的是公式的使用条件和意义。
物化是有用的,也是好玩的,这些是学习物化的动力,那么,怎样才可以学好物化呢?对我来说,主要就是理解-记忆-应用,而串起这一切的线索则为做题。
理解是基础,理解各个知识点,理解每一条重要公式的推导过程,使用范围等等。
我的记性不太好,所以很多知识都要理解了之后才能记得住,但是也正因如此,我对某些部分的知识点或公式等的理解可能比别人要好一点,不过也要具体情况具体分析,就好像有一些公式的推导过程比较复杂,那或许可以放弃对推导过程的理解,毕竟最重要的是记住这条公式的写法及在何种情况下如何使用该公式,这样也就可以了,说到底,对知识的记忆及其应用才是理解的基础。
大学物理化学论文3篇

大学物理化学论文3篇这次的大学物理化学学习,通过互联网等形式进行交流,甚至参与老师的科研项目,或者与同学组成学习小组共同学习,那么将会收获更多的知识和乐趣。
下面是管理资源吧小编为大家收集整理的大学物理化学学习心得,欢迎大家阅读。
大学物理化学论文3篇1大学物理是每一个理科大学生所必须学的课程,物理学是关于自然界最基本形态的科学,他研究物质的结构和相互作用以及物质的运动。
在学习的过程中我们需要掌握物理学史在物理学中的应用。
理解每一个物理学家的成功之路。
物理学来自于自然现象,规律源自于生活实践,每一个物理规律的得出,都是前人用成千上万次的实验推理得出的。
其中汇集了古人的智慧和力量,饱含着人们发现过程中的艰辛和获得成功后的喜悦。
人们在探索规律认识规律的过程中留下的实践经验,对我们现在的学习有着很大的启发作用,也给学生的学习增加了很大兴趣。
让学生知道物理家探索物理规律的艰难,明确只有对物理学有执着的追求,坚持不懈地努力,才能到达成功的彼岸。
适当学习一些物理学史可以使学生更好地建立物理观念,较好地在头脑中形成物质结构及物质运动整体上的概括的物理图景。
适当地学习一些物理学史可以使学生加深对物理概念的理解,更好地掌握物理规律,当学生知道了这些史实时,不但明确了发现一种物理规律的艰辛程度,还能更好地明确物理规律的内涵,从而更深层次理解了这一规律。
更好地知道物理学是来自于自然生活而更重要的是服务于生活,使学生知道身边处处有物理。
适当地学习一些物理学史,可以陶冶学生的情操,从物理学家那些高贵的品质中吸收更多的营养,对历史上一些有杰出贡献的科学家进行个别考察和研究,这些科学家对待事物的科学态度、思想方法、高贵品质等会对后人产生深远的影响和熏陶,受到深刻的启示和启迪,得到巨大的动力和精神食粮,受到鼓舞。
所以在学习中适当地加入物理学史,对学生学习物理的兴趣及探索问题坚持不懈精神的培养有着很重大的意义。
学习物理学史,对学生学习知识、理解和掌握知识也具有相当大的作用。
材料物理化学论文(5篇)

材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文范文第1篇一、材料物理专业的特色材料物理专业是“讨论各种材料特殊是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料进展供应科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。
材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。
主要讨论范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。
材料物理将理科的学问传授与工科的工程力量培育相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。
二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位材料物理化学是贵州高校材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度讨论材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。
该门课程的教学目的在于提高同学的专业学问水平,培育同学科学的思维方式和独立的创新力量,以及综合运用基础理论来解决实际问题的力量。
材料物理化学是材料物理专业特别重要的专业基础课,它以高等数学、高校化学、高校物理等理论基础课程为基础。
高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。
熟悉到高校物理和物理化学中热力学内容的连接,了解高校物理中原子结构学问的介绍,协调好与高校化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避开重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得留意和仔细对待的问题[4]。
材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。
材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本学问,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。
材料物理化学犹如一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业学问的系统与连贯性。
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物理化学之动力学与热力学10级生物工程(2)学号1002012025 姓名姜文能【摘要】弄清化学热力学与化学动力学的紧密联系,有助于从物质的本性、微观结构去进一步认识化学反应的实质。
“化学动力学与化学热力学是相辅相成的,动力学的研究必须以热力学的结果为前提条件,而热力学只有与动力学相结合才能全面解决化学反应的实际问题”。
关键词:物理化学动力学热力学一.物理化学简介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,发现并建立体系中特殊规律的学科。
物理化学由化学热力学、化学动力学和结构化学三大部分组成。
物理化学的主要理论支柱是热力学、统计力学和量子力学三大部分。
热力学和量子力学适用于微观系统,统计力学则为二者的桥梁。
原则上用统计力学方法能通过个另分子、原子的微观数据来推断或计算物质的宏观现象。
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。
例如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体系,特别是溶液体系的研究。
吉布斯对多相平衡体系的研究和范托夫对化学平衡的研究,阿伦尼乌斯提出电离学说,能斯脱发现热定理都是对化学热力学的重要贡献。
20世纪20~40年代是结构化学领先发展的时期,这时的物理化学研究已深入到微观的原子和分子世界,改变了对分子内部结构的复杂性茫然无知的状况。
1926年,量子力学研究的兴起,不但在物理学中掀起了高潮,对物理化学研究也给以很大的冲击。
尤其是在1927年,海特勒和伦敦对氢分子问题的量子力学处理,为1916年路易斯提出的共享电子对的共价键概念提供了理论基础。
1931年鲍林和斯莱特把这种处理方法推广到其他双原子分子和多原子分子,形成了化学键的价键方法。
1932年,马利肯和洪德在处理氢分子的问题时根据不同的物理模型,采用不同的试探波函数,从而发展了分子轨道方法。
价键法和分子轨道法已成为近代化学键理论的基础。
鲍林等提出的轨道杂化法以及氢键和电负性等概念对结构化学的发展也起了重要作用。
在这个时期,物理化学的其他分支也都或多或少地带有微观的色彩,例如由欣谢尔伍德和谢苗诺夫两个学派所发展的自由基链式反应动力学,德拜和休克尔的强电解质离子的互吸理论,以及电化学中电极过程研究的进展——氢超电压理论。
光化学首先获得了长足的进步,因为光谱的研究弄清楚了光化学初步过程的实质,促进了对各种化学反应机理的研究。
这些快速灵敏的检测手段能够发现反应过程中出现的暂态中间产物,使反应机理不再只是从反应速率方程凭猜测而得出的结论。
这些检测手段对化学动力学的发展也有很大的推动作用。
先进的仪器设备和检测手段也大大缩短了测定结构的时间,使结晶化学在测定复杂的生物大分子晶体结构方面有了重大突破,青霉素、维生素B12、蛋白质、胰岛索的结构测定和脱氧核糖核酸的螺旋体构型的测定都获得成功。
电子能谱的出现更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,这是一个得力的新的研究方法。
物理化学还在不断吸收物理和数学的研究成果,例如70年代初,普里戈金等提出了耗散结构理论,使非平衡态理论研究获得了可喜的进展,加深了人们对远离平衡的体系稳定性的理解。
化学体系的宏观平衡性质是以热力学的三个基本定律为理论基础,研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。
在这一情况下,时间不是一个变量。
属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学。
溶液、胶体和表面化学。
化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础,研究原子和分子的结构,物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构,以及结构与物性的规律性。
属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。
化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。
在这一情况下,时间是重要的变量。
属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。
物理化学的理论支柱二.化学动力学化学动力学也称反应动力学、化学反应动力学,是物理化学的一个分支,是研究化学过程进行的速率和反应机理的物理化学分支学科。
它的研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。
它的主要研究领域包括:分子反应动力学、催化动力学、基元反应动力学、宏观动力学、微观动力学等,也可依不同化学分支分类为有机反应动力学及无机反应动力学。
化学动力学往往是化工生产过程中的决定性因素。
化学动力学与化学热力学不同,不是计算达到反应平衡时反应进行的程度或转化率,而是从一种动态的角度观察化学反应,研究反应系统转变所需要的时间,以及这之中涉及的微观过程。
化学动力学与热力学的基础是统计力学、量子力学和分子运动论。
它的研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。
动力学是理论力学的分支学科,研究作用于物体的力与物体运动的关系。
动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。
原子和亚原子粒子的动力学研究属于量子力学;可以比拟光速的高速运动的研究则属于相对论力学。
动力学是物理学和天文学的基础,也是许多工程学科的基础。
许多数学上的进展常与解决动力学问题有关,所以数学家对动力学有浓厚的兴趣。
经典的化学动力学实验方法不能制备单一量子态的反应物,也不能检测由单次反应碰撞所产生的初生态产物。
分子束(即分子散射),特别是交叉分子束方法对研究化学元反应动力学的应用,使在实验上研究单次反应碰撞成为可能。
分子束实验已经获得了许多经典化学动力学无法取得的关于化学元反应的微观信息,分子反应动力学是现代化学动力学的一个前沿阵地。
化学动力学参数是探讨反应机理的有效数据。
20世纪前半叶,大量的研究工作都是对这些参数的测定、理论分析以及利用参数来研究反应机理。
但是,反应机理的确认主要依赖于检出和分析反应中间物的能力。
20世纪后期,自由基链式反应动力学研究的普遍开展,给化学动力学带来两个发展趋向:一是对元反应动力学的广泛研究;二是迫切要求建立检测活性中间物的方法,这个要求和电子学、激光技术的发展促进了快速反应动力学的发展。
对暂态活性中间物检测的时间分辨率已从50年代的毫秒级变为皮秒级。
化学动力学示意图分子反应动力学研究方法,从微观的分子水平来看,一个元化学反应是具有一定量子态的反应物分子间的互相碰撞,进行原子重排,产生一定量子态的产物分子以至互相分离的单次反应碰撞行为。
用过渡态理论解释,它是在反应体系的超势能面上一个代表体系的质点越过反应势垒的一次行为。
原则上,如果能从量子化学理论计算出反应体系的正确的势能面,并应用力学定律计算具有代表性的点在其上的运动轨迹,就能计算反应速率和化学动力学的参数。
但是,除了少数很简单的化学反应以外,量子化学的计算至今还不能得到反应体系的可靠的完整的势能面。
因此,现行的反应速率理论(如双分子反应碰撞理论、过渡态理论)仍不得不借用经典统计力学的处理方法。
这样的处理必须作出某种形式的平衡假设,因而使这些速率理论不适用于非常快的反应。
尽管对平衡假设的适用性研究已经很多,但完全用非平衡态理论处理反应速率问题尚不成熟。
在60年代,对化学反应进行分子水平的实验研究还难以做到。
经典的化学动力学实验方法不能制备单一量子态的反应物,也不能检测由单次反应碰撞所产生的初生态产物。
分子束(即分子散射),特别是交叉分子束方法对研究化学元反应动力学的应用,使在实验上研究单次反应碰撞成为可能。
分子束实验已经获得了许多经典化学动力学无法取得的关于化学元反应的微观信息,分子反应动力学是现代化学动力学的一个前沿阵地。
它应用现代物理化学的先进分析方法,在原子、分子的层次上研究不同状态下和不同分子体系中单分子的基元化学反应的动态结构,反应过程和反应机理。
它从分子的微观层次出发研究基元反应过程的速率和机理,着重于从分子的内部运动和分子因碰撞而引起的相互作用来观察化学基元过程的动态学行为。
中科院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室在这方面研究有突出的贡献。
焦耳化学动力学是研究化学过程进行的速率和反应机理的物理化学分支学科。
它的研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。
动力学是理论力学的分支学科,研究作用于物体的力与物体运动的关系。
动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。
原子和亚原子粒子的动力学研究属于量子力学;可以比拟光速的高速运动的研究则属于相对论力学。
动力学是物理学和天文学的基础,也是许多工程学科的基础。
许多数学上的进展常与解决动力学问题有关,所以数学家对动力学有浓厚的兴趣。
三.化学热力学化学是论述原子及其组合方式的科学。
人们最初考察化学反应时,是把反应物放在一起,经过加热等手段,然后分析得到些什么产物,后来根据原子分子假说,有了“当量”的概念,建立了反应物与产物之间的一定联系。
人们根据化学组分随条件的变化,发现了质量作用定律,引伸出化学平衡常数。
运用热力学定律,人们开始掌握从热力学函数去计算化学平衡常数的方法,并且可以对化学反应的方向作出判断,诞生了化学热力学。
化学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科,它主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化,从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。
化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。
热力学所根据的基本规律就是热力学第一定律、第二定律和第三定律,从这些定律出发,用数学方法加以演绎推论,就可得到描写物质体系平衡的热力学函数及函数间的相互关系,再结合必要的热化学数据,解决化学变化、物理变化的方向和限度,这就是化学热力学的基本内容和方法。
化学热力学的核心理论有三个:所有的物质都具有能量,能量是守恒的,各种能量可以相互转化;事物总是自发地趋向于平衡态;处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。
化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的热力学第一定律给出了热和功相互转化的数量关系。
为了提高热机效率,1824年卡诺提出了著名的卡诺定理,他得到的结论是正确的,但他却引用了错误的“热质论”。
为了进一步阐明卡诺定理,1850年克劳修斯提出热力学第二定律,他认为:“不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化”,相当于热传导过程的不可逆性。
1851年开尔文认为:“不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功而不引起其他变化”,相当于摩擦生热过程的不可逆性。
除上述两种说法外,热力学第二定律还有几种不同的叙述方式,它们之间是等效的。
在研究化学反应时,需要确定熵的参考态。
1912年,能斯脱提出热力学第三定律,即绝对温度的零点是不可能达到的。