1、大连理工大学大连理工大学化学系物理化学教研室化学系物理化学教研室物物 理理 化化 学学物理化学物理化学：研究物质系统发生研究物质系统发生 pVT 变化变化、相变化相变化和和化学变化化学变化过程的基本原理，主要是平衡过程的基本原理，主要是平衡规律和速率规律以及与这些变化规律有密规律和速率规律以及与这些变化规律有密切联系的物质结构及性质（宏观性质、微切联系的物质结构及性质（宏观性质、微观性质、界面性质和分散性质等）。观性质、界面性质和分散性质等）。绪论绪论 物理化学概论物理化学概论第一节第一节 物理化学课程的基本内容物理化学课程的基本内容第二节第二节 物理化学的研究方法物理化学的研究方法第三节第三
2、节 物理化学的量和单位物理化学的量和单位第一节第一节 物理化学课程的基本内容物理化学课程的基本内容按内容范畴及 研究方法概括基本内容基本内容 化学热力学化学热力学 化学动力学化学动力学量量 子子 化化 学学统计热力学统计热力学 界界 面面 性性 质质 分分 散散 性性 质质 1.化学热力学化学热力学 研究物质变化（研究物质变化（p、V、T 变化、相变化、化变化、相变化、化学变化学变化)的能量效应和变化的方向与限度。的能量效应和变化的方向与限度。宏观层次（大量分子集合体）的规律宏观层次（大量分子集合体）的规律 2.化学动力学化学动力学 研究各种因素对化学反应速率的影响规律研究各种因素对化学反应速
3、率的影响规律及反应机理。及反应机理。宏观层次（大量分子集合体）的规律宏观层次（大量分子集合体）的规律 4.统计热力学统计热力学 利用统计方法研究大量微观粒子的平均行为，利用统计方法研究大量微观粒子的平均行为，求算系统的宏观性质。求算系统的宏观性质。从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热从微观层次到宏观层次，联系量子化学和热力学、动力学的桥梁。力学、动力学的桥梁。3.量子化学量子化学 研究微观系统的运动状态。给出物质的性质研究微观系统的运动状态。给出物质的性质与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学与微观结构的关系。将量子力学原理应用于化学则构成了量子化学。则构成了量子化学。微观层次（单个分子
4、）的规律微观层次（单个分子）的规律 5.界面性质与分散性质界面性质与分散性质 当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同当物质以一种以上聚集态共存在时，在不同聚集态（相）间形成聚集态（相）间形成界面层界面层。由于界面层上不对。由于界面层上不对称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性称力场的存在，产生了许多与本体相不同的新性质质界面性质界面性质。将物质分散成细小微粒构成将物质分散成细小微粒构成高度分散高度分散的物质的物质系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成系统；将一种物质分散在另一种物质之中可形成非均相非均相分散系统分散系统。现代物理化学已现代物理化学已从体相向表面相从体相向表面相迅速发展。
5、迅速发展。第二节第二节 物理化学的研究方法物理化学的研究方法研究方法研究方法（宏观方法）（宏观方法）热力学方法热力学方法（微观方法）（微观方法）量子学方法量子学方法(从微观到宏观从微观到宏观)统计热力学方法统计热力学方法1.热力学方法热力学方法 宏观方法宏观方法研究对象：大量粒子组成的宏观系统研究对象：大量粒子组成的宏观系统理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律理论基础：经验概括出的热力学第一、二定律解决问题：物质变化（解决问题：物质变化（p、V、T 变化、相变化、变化、相变化、化学变化化学变化)过程的能量效应和变化的过程的能量效应和变化的 方向与限度。方向与限度。特特 点：不涉及系统内部粒
6、子的微观结构，只点：不涉及系统内部粒子的微观结构，只 涉及物质系统变化前后状态的宏观性涉及物质系统变化前后状态的宏观性 质。质。2.量子力学方法量子力学方法 微观方法微观方法研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统研究对象：个别的电子、原子核组成的微观系统研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微研究内容：考察个别微观粒子的运动状态，即微 观粒子在空间某体积微元中出现的概观粒子在空间某体积微元中出现的概 率和所允许的运动能级。率和所允许的运动能级。3.统计热力学方法统计热力学方法 从宏观到从宏观到微观的方法微观的方法研究对象：大量粒子组成的宏观系统研究对象：大量粒子组成的宏观系统出出 发发
7、点：系统中微观粒子的性质（如质量、振点：系统中微观粒子的性质（如质量、振 动频率、转动惯量等）动频率、转动惯量等）特特 点：补充了热力学方法的不足，架起了从点：补充了热力学方法的不足，架起了从 微观到宏观的桥梁。微观到宏观的桥梁。第三节第三节 物理化学的物理化学的量与单位量与单位1.1.量量:是物理量的简称，凡是可以定量描述的是物理量的简称，凡是可以定量描述的物理现象都是物理量。物理现象都是物理量。如化学计量系数，活度因子如化学计量系数，活度因子如压力如压力p,量纲是MLT-2L-2，单位为单位为Pa或或kPa量纲为一的量量纲为一的量量纲不为一的量量纲不为一的量2.2.量的量制与量纲量的量制与
8、量纲:p=ppp=100 kPa，即p=100，p=kPa3.3.量的数值与单位量的数值与单位:例：求例：求2 mol理想气体，在压力为理想气体，在压力为101.325 kPa下，下，体积为体积为0.0448 m3时的温度（时的温度（R=8.314 JK-1mol-1）。）。K/314.820448.010325.1013TRTpV2TJpV1K314.82KT)314.820448.010325.101(3书写时请注意单位！书写时请注意单位！解：解：nRTpV T314.820448.010325.1013K/20448.010325.1013RTK)(273314.820448.010325.1013nRpVT KnRTGln 273314.820448.010325.1013nRpVTT=273 K返 回
