物理化学电子教案 绪 论
PHYSICAL CHEMISTY
主讲教师,薛 万 华
物 理 化 学
雁北师范学院化学系
物理化学电子教案 绪 论
物理化学电子教案 — 目录
绪 论
第一章 热力学第一定律及应用
第二章 热力学第二定律
第三章 统计热力学基础
第四章 溶液 -多组分体系热力学
第五章 多相平衡
第六章 化学平衡
第七章 电化学基础
第八章 化学反应动力学
第九章 界面化学和胶体化
物理化学电子教案 绪 论
绪 论
★ 物理化学研究对象及其主要研究任务
★ 物理化学研究的方法
★ 物理化学课程的学习方法
★ 物理化学课程的教学安排
★ 物理化学的建立与发展
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-1 物理化学研究的目的、内容及任务
● 化学反应伴随有物理变化 ; 如体积变化,压力
变化,温度变化,电效应,光效应；
● 物理因素 (如温度、压力、浓度的变化、光的
照射、电磁场等 )的作用会引起化学变化或影
响化学变化的进度,
物理化学电子教案 绪 论
物理化学,
根据物质的物理现象和化学现
象之间的相互联系和互相转化来研
究物质化学变化基本规律的科学。
物理化学电子教案 绪 论
自然科学总的任务,
1,合成新的化合物和材料
化学领域要解决的是,
如何利用最少的成本合成新的产品,
开发新的能源。
2,开发新的能源
3,发明灵巧而且节约能量的机器
物理化学电子教案 绪 论
物理化学担负的主要任务是研究和解决以下三
个方面的问题,
① 化学变化的方向和限度 —— 化学热力学
物理化学的三个组成部分是在长期的科学发展
过程中逐步形成的，物理化学关于化学反应规律的
基本原理广泛渗透到其他的化学分支，其研究成果
对于现代工业的发展起着重要的指导作用。
物理化学的主要任务,
② 化学反应速率和机理 —— 化学动力学
③ 物质结构和性能间的关系 —— 结构化学
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-2 物理化学的研究方法
科学的研究方法,
▲ 先观察客观现象,或是在一定条件下重现自然现象
(实验 )
▲ 其次是从大量的科学实验事实和生产实践的知识,
进行分析、总结出它的规律性,并以一定的形式表达出来,
这就是定律。
▲ 为了解释这种定律的内在原因,就需要根据已知的
实验事实和实际知识,通过归纳思维,提出假说来说明这种
规律存在的内在原因,并根据假说的演绎推理,预测客观事
物新的现象和规律,若这种预测能为多方面的实践所证实,
则这种假说就成为理论。
物理化学电子教案 绪 论
由于学科的特殊性,物理化学又有其特
定的研究方法,可分为四个研究领域,
1,热力学研究方法
2,量子化学研究方法
3,统计力学研究方法
4,化学动力学研究方法
物理化学电子教案 绪 论
1,热力学研究方法
热力学可分为平衡态热力学 (经典热力学 ) 和
非平衡态热力学。
热力学研究的对象是由大量微粒组成的宏观
物质体系, 它以热力学三大经验定律为基础,由实
验直接可测的宏观物理量 (如 T,p,V ),并由此演
绎经数学处理建立了一些热力学函数 (如 U,H、
S,F,G 等 ),从而得出一定条件下体现状态发生
变化时,体系和环境交换的能量,以及判断体系自
动进行的方向和限度。
物理化学电子教案 绪 论
热力学方法是一种宏观演绎的方法,它具有
两个显著的特点,
此特点决定了热力学方法的优点及其局限性,
★ 不涉及物质的微观性质,也不涉及体系状
态变化的机理及变化速率；
★ 只考虑体系变化过程的始终态。
物理化学电子教案 绪 论
优点,
局限性,
所导出的结论没有任何假想的成分,具
有高度的可靠性及普遍性,在处理平衡问题及判别
过程的方向也非常简练和直观。
因不涉及物质的微观结构和体系状
态变化的机理及速率，它只能告诉我们体系在一
定条件下能否发生和进行到怎样的程度，不能告
诉我们发生变化的原因、变化的详尽机理，也无
时间的概念,即热力学方法只能帮助我们“认识
现象”，不能解释现象的本质及内在联系。
物理化学电子教案 绪 论
统计热力学研究方法仍然是以大量微粒组成
的宏观物质体系为研究对象，它由单个粒子运动
所遵循的力学规律得出其微观运动的特征 ( 如速
度、动量、能量、频率等 ),并利用统计原理对微
观量求统计平均，从而得出体系的宏观性质以及
对宏观热力学定律进行微观解释。
统计热力学方法是一种微观的方法，它和经
典热力学研究的对象和目的相同，但采用的研究
方法不同，他们相辅相成、互相补充。
2,统计热力学研究方法
物理化学电子教案 绪 论
3,动力学研究方法
动力学方法用于处理非平衡态体系状态变化
速率和机理问题。它借助实验对一定条件下体系
中间物种浓度随时间的变化进行动态检测，从而
得出有关化学反应的动力学特征、反应条件对反
应速率的影响及有关反应机理的信息；
动力学方法是一种动态的研究方法，所得结
果的可靠性取决与实验测定的准确性，动力学模
型的合理性及对物质结构的认识。
物理化学电子教案 绪 论
4,量子力学研究方法
量子力学方法是以单个粒子 (分子或原子 )
为研究对象，通过求解单个微观粒子运动遵循
的波动方程 — 薛定谔 (Schrodinger)方程，得出
单个粒子的运动特征。量子力学方法是一种微
观的方法。
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-3 物理化学的建立与发展
物理化学的发展趋势和特点,主要是,
? 从宏观到微观
? 从体相到表面
? 从静态到动态
? 从定性到定量
? 从单一学科到多学科交叉
? 从平衡态研究到非平衡态研究
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-4 物理化学学习方法
◆ 学习不仅要获取一定的知识，更重要的是要培养
获取知识的能力。
◆ 能力的培养不可能通过某一门课程的学习就能培
养出来,而是要通过各门课程和各个教学环节,逐步培养
而形成的一种 综合性的能力 。
◆ 通过学习物理化学课程，培养 用物理化学的观点
和方法 来看待化学中的一切问题的能力。
◆ 能用热力学的观点分析一个化学反应有无可能 ;
用动力学的观点分析其能否实现；用分子和原子内部结
构的观点分析其内在原因。
物理化学电子教案 绪 论
◆ 注意基本原理、基本定律、基本公式
◆ 注意数学推理和公式的使用条件
◆ 重视习题
◆ 活跃的思维
通过本课程的学习,可使学生受到科学思维方
法和科学研究综合能力的初步训练,使学生在善于
思考、学以致用、开拓创新等方面得到提高, 如何
达到此目的,下面提供几点参考意见,
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-5 物理化学课程的教学安排
本课程共分九章,包括热力学、统计热力学、动
力学、电化学、胶体和表面化学五大部分内容,授
课时数 126学时,教学任务一学年。
主要参考书,
1,傅献彩,沈文霞等编, 物理化学,
3,薛万华 等编, 物理化学简明教程,
2,印永嘉,李大珍编, 物理化学简明教程,
4,万洪文 詹正坤编, 物理化学,
物理化学电子教案 绪 论
谢 谢 ！
PHYSICAL CHEMISTY
主讲教师,薛 万 华
物 理 化 学
雁北师范学院化学系
物理化学电子教案 绪 论
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绪 论
第一章 热力学第一定律及应用
第二章 热力学第二定律
第三章 统计热力学基础
第四章 溶液 -多组分体系热力学
第五章 多相平衡
第六章 化学平衡
第七章 电化学基础
第八章 化学反应动力学
第九章 界面化学和胶体化
物理化学电子教案 绪 论
绪 论
★ 物理化学研究对象及其主要研究任务
★ 物理化学研究的方法
★ 物理化学课程的学习方法
★ 物理化学课程的教学安排
★ 物理化学的建立与发展
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-1 物理化学研究的目的、内容及任务
● 化学反应伴随有物理变化 ; 如体积变化,压力
变化,温度变化,电效应,光效应；
● 物理因素 (如温度、压力、浓度的变化、光的
照射、电磁场等 )的作用会引起化学变化或影
响化学变化的进度,
物理化学电子教案 绪 论
物理化学,
根据物质的物理现象和化学现
象之间的相互联系和互相转化来研
究物质化学变化基本规律的科学。
物理化学电子教案 绪 论
自然科学总的任务,
1,合成新的化合物和材料
化学领域要解决的是,
如何利用最少的成本合成新的产品,
开发新的能源。
2,开发新的能源
3,发明灵巧而且节约能量的机器
物理化学电子教案 绪 论
物理化学担负的主要任务是研究和解决以下三
个方面的问题,
① 化学变化的方向和限度 —— 化学热力学
物理化学的三个组成部分是在长期的科学发展
过程中逐步形成的，物理化学关于化学反应规律的
基本原理广泛渗透到其他的化学分支，其研究成果
对于现代工业的发展起着重要的指导作用。
物理化学的主要任务,
② 化学反应速率和机理 —— 化学动力学
③ 物质结构和性能间的关系 —— 结构化学
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-2 物理化学的研究方法
科学的研究方法,
▲ 先观察客观现象,或是在一定条件下重现自然现象
(实验 )
▲ 其次是从大量的科学实验事实和生产实践的知识,
进行分析、总结出它的规律性,并以一定的形式表达出来,
这就是定律。
▲ 为了解释这种定律的内在原因,就需要根据已知的
实验事实和实际知识,通过归纳思维,提出假说来说明这种
规律存在的内在原因,并根据假说的演绎推理,预测客观事
物新的现象和规律,若这种预测能为多方面的实践所证实,
则这种假说就成为理论。
物理化学电子教案 绪 论
由于学科的特殊性,物理化学又有其特
定的研究方法,可分为四个研究领域,
1,热力学研究方法
2,量子化学研究方法
3,统计力学研究方法
4,化学动力学研究方法
物理化学电子教案 绪 论
1,热力学研究方法
热力学可分为平衡态热力学 (经典热力学 ) 和
非平衡态热力学。
热力学研究的对象是由大量微粒组成的宏观
物质体系, 它以热力学三大经验定律为基础,由实
验直接可测的宏观物理量 (如 T,p,V ),并由此演
绎经数学处理建立了一些热力学函数 (如 U,H、
S,F,G 等 ),从而得出一定条件下体现状态发生
变化时,体系和环境交换的能量,以及判断体系自
动进行的方向和限度。
物理化学电子教案 绪 论
热力学方法是一种宏观演绎的方法,它具有
两个显著的特点,
此特点决定了热力学方法的优点及其局限性,
★ 不涉及物质的微观性质,也不涉及体系状
态变化的机理及变化速率；
★ 只考虑体系变化过程的始终态。
物理化学电子教案 绪 论
优点,
局限性,
所导出的结论没有任何假想的成分,具
有高度的可靠性及普遍性,在处理平衡问题及判别
过程的方向也非常简练和直观。
因不涉及物质的微观结构和体系状
态变化的机理及速率，它只能告诉我们体系在一
定条件下能否发生和进行到怎样的程度，不能告
诉我们发生变化的原因、变化的详尽机理，也无
时间的概念,即热力学方法只能帮助我们“认识
现象”，不能解释现象的本质及内在联系。
物理化学电子教案 绪 论
统计热力学研究方法仍然是以大量微粒组成
的宏观物质体系为研究对象，它由单个粒子运动
所遵循的力学规律得出其微观运动的特征 ( 如速
度、动量、能量、频率等 ),并利用统计原理对微
观量求统计平均，从而得出体系的宏观性质以及
对宏观热力学定律进行微观解释。
统计热力学方法是一种微观的方法，它和经
典热力学研究的对象和目的相同，但采用的研究
方法不同，他们相辅相成、互相补充。
2,统计热力学研究方法
物理化学电子教案 绪 论
3,动力学研究方法
动力学方法用于处理非平衡态体系状态变化
速率和机理问题。它借助实验对一定条件下体系
中间物种浓度随时间的变化进行动态检测，从而
得出有关化学反应的动力学特征、反应条件对反
应速率的影响及有关反应机理的信息；
动力学方法是一种动态的研究方法，所得结
果的可靠性取决与实验测定的准确性，动力学模
型的合理性及对物质结构的认识。
物理化学电子教案 绪 论
4,量子力学研究方法
量子力学方法是以单个粒子 (分子或原子 )
为研究对象，通过求解单个微观粒子运动遵循
的波动方程 — 薛定谔 (Schrodinger)方程，得出
单个粒子的运动特征。量子力学方法是一种微
观的方法。
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-3 物理化学的建立与发展
物理化学的发展趋势和特点,主要是,
? 从宏观到微观
? 从体相到表面
? 从静态到动态
? 从定性到定量
? 从单一学科到多学科交叉
? 从平衡态研究到非平衡态研究
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-4 物理化学学习方法
◆ 学习不仅要获取一定的知识，更重要的是要培养
获取知识的能力。
◆ 能力的培养不可能通过某一门课程的学习就能培
养出来,而是要通过各门课程和各个教学环节,逐步培养
而形成的一种 综合性的能力 。
◆ 通过学习物理化学课程，培养 用物理化学的观点
和方法 来看待化学中的一切问题的能力。
◆ 能用热力学的观点分析一个化学反应有无可能 ;
用动力学的观点分析其能否实现；用分子和原子内部结
构的观点分析其内在原因。
物理化学电子教案 绪 论
◆ 注意基本原理、基本定律、基本公式
◆ 注意数学推理和公式的使用条件
◆ 重视习题
◆ 活跃的思维
通过本课程的学习,可使学生受到科学思维方
法和科学研究综合能力的初步训练,使学生在善于
思考、学以致用、开拓创新等方面得到提高, 如何
达到此目的,下面提供几点参考意见,
物理化学电子教案 绪 论
§ 0-5 物理化学课程的教学安排
本课程共分九章,包括热力学、统计热力学、动
力学、电化学、胶体和表面化学五大部分内容,授
课时数 126学时,教学任务一学年。
主要参考书,
1,傅献彩,沈文霞等编, 物理化学,
3,薛万华 等编, 物理化学简明教程,
2,印永嘉,李大珍编, 物理化学简明教程,
4,万洪文 詹正坤编, 物理化学,
物理化学电子教案 绪 论
谢 谢 ！
