物理化学的产生

物理化学概念1.电化学: 研究电能和化学能相互转化及转化过程中有关规律的科学.2.原电池: 将两支电极插入电解质溶液中形成的,能自发地在两极分别发生氧化和还原反应,使化学能转化为电能的装置.3.电解池: 将接有外电源的两支电极插入电解质溶液中,迫使两极分别发生氧化和还原反应,将电能转变为化学能的装置.4.正极: 电极电势较高的电极.5.负极: 电极电势较低的电极.6.阴极: 发生还原反应的电极.7.阳极: 发生氧化反应的电极.8.离子迁移规律: 在电场的作用下,阳(正)离子总是向阴极迁移,阴(负)离子总是向阳极迁移.9.电极反应规律: 在阳极,电极电势愈负(小)的电对,愈先发生氧化反应;在阴极,电极电势愈正(大)的电对,愈先发生还原反应.10.电流传导规律: 整个电流在溶液中的传导是由阴、阳离子的移动而共同承担的.11.法拉弟定律: (1).通电于电解质溶液后,在电极的两相界面上发生化学变化的物质的量与通入的电量成正比,与一式量该物质发生反应时,参加反应的电子数成反比.(2).通电于串联电解池,在各电极上发生反应的物质的物质的量与其氧化数的变化值的乘积都相同. Fz Q n j j =; FQ z n z n z n z n z n B B A A j j =+====...2211 12.离子迁移数: 离子j 所传导的电流(量)与总电流(量)之比. QQ I I t j j j == 13.摩尔电导率: 把含有1mol 电解质的溶液置于相距为单位距离的两个平行电极之间时所具有的电导. c V Λm m κκ==14.柯尔劳施离子独立运动(迁移)定律: 在无限稀溶液中,离子彼此独立运动,互不影响,无限稀释电解质的摩尔电导率等于无限稀释时阴、阳离子的摩尔电导率之和. ∞--∞++∞+=,,m m m v v Λλλ(化学计量单元),∞-∞+∞+=,,m m m Λλλ(类元电荷计量单元)15.离子强度: 溶液中各离子的浓度与其价数的平方的乘积之和的一半.∑=221j j z m I 16.可逆电池: 将化学能以热力学可逆的方式转化为电能的装置称为可逆电池.包括化学反应可逆和能量交换可逆两个方面.17.可逆电极:(1).第一类电极: 将金属浸入含该金属离子的溶液中构成的电极.包括金属电极、卤素电极和气体电极(2).第二类电极: 在金属上覆盖一层该金属的难溶盐后浸入含该难溶盐阴离子的溶液中构成的电极.包括金属-难溶盐电极、金属-难溶氧化物电极和难溶氧化物-难溶盐电极(3).氧化-还原电极:18.氢标还原电极电势: 规定标准氢电极的电极电势为0V .以标准氢电极为负极,指定电极为正极组成的电池的电动势.18.液体接界电势: 在两种不同的电解质溶液或同种电解质但浓度不同的溶液的界面间产生的电势差.它是由于离子的扩散速率不同造成的,是不可逆的.也称扩散电势.19.分解电压: 使某电解质溶液能连续不断地进行分解时所需(必须)的最小外加电压.20.极化: 在有电流流过电极时,电极的电极电势偏离平衡电极电势的现象.21.超电势: 在某一电流密度下,电极的电极电势与其平衡电极电势的差值的绝对值.22.速率方程: 表示化学反应的反应速率与浓度等参数间的关系式, 或浓度与时间等参数间的关系式.也称动力学方程.前者是微分速率方程,后者是积分速率方程.23.反应速率: 单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度 或 单位体积内,反应进度随时间的变化率. tc v t V r j jd d 1d d 1⋅=⋅=ξ(恒容) 24.反应机理/反应历程: 表示一个总包(复杂)反应所经历的具体途径的若干基元反应的有序集合。

化学物理学（chemical physics）是研究化学领域中物理学问题的科学，是化学和物理学交叉产生的边缘学科。

化学物理学是在量子力学问世后不久诞生的。

这门学科的创立以1933年美国创刊的《化学物理杂志》为标志。

化学物理学诞生之后，发展极为迅速，其中重要的代表作有美国斯莱特于1939）年出版的《化学物理引论》。

化学物理学的主要研究内容包括：（1）原子和分子波函数理论；（2）原子和分子光谱学；（3）化学动力学及碰撞过程；（4）液体结构的全部领域；（5）高分子聚合物；（6）平衡态及输运理论的统计力学；（7）分子晶体或其他类型晶体的性能；（8）物质各态的本构热力学性能；（9）利用激光研究物性；（10）激光的工作机制等。

物理化学，是一门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，发现并建立化学体系的特殊规律的学科。

公认的物理化学的研究内容，大致可概括为三个方面：
一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的有：化学热力学，溶液、胶体和表面化学。

二是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，以及结构与物性的规律等。

属于这方面的物理化学分支有：结构化学和量子化学。

三是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化学变化过程的速率、变化的机理。

在这种情况下，时间是重要的变量。

属于这方面的物理化学分支有：化学动力学、催化、光化学、电化学等。

常见物理化学变化一、蒸发和沸腾蒸发和沸腾是物质从液态向气态转变的过程。

蒸发指的是液体表面的分子逐渐脱离液体，转变为气体。

而沸腾是液体在加热的条件下，液体内部和表面同时发生剧烈的蒸发现象。

蒸发和沸腾的过程都是液体分子脱离液体形成气体分子的过程。

蒸发主要发生在液体表面，而沸腾则是液体内部和表面同时进行。

二、溶解和溶液的浓度变化溶解是固体、液体或气体溶质在溶剂中形成溶液的过程。

溶解过程中，溶质的分子或离子与溶剂的分子发生相互作用，形成溶液。

溶液的浓度是指单位体积或质量中溶质所占的比例。

可以通过溶解质的质量、体积、摩尔数等来表示溶液的浓度。

溶解过程中，溶质的质量或体积增加，而溶液的浓度也相应增大。

当溶质的质量或体积达到饱和状态时，溶解过程停止，此时溶液的浓度达到最大值。

三、物质的相变物质的相变是物质由一种物态转变为另一种物态的过程。

常见的物质相变包括固体的熔化、液体的凝固、液体的汽化、气体的液化等。

物质的相变是由于温度或压力的改变引起的。

当温度或压力超过某个临界值时，物质会发生相变现象。

相变过程中，物质的分子或离子重新排列，形成新的物态。

相变过程是可逆的，可以通过改变温度或压力来逆转相变。

四、氧化还原反应氧化还原反应是指物质中的原子或离子发生电子的转移或共享，从而导致化学性质的变化。

氧化还原反应包括氧化反应和还原反应两个方向。

在氧化反应中，物质失去电子，被氧化剂氧化。

在还原反应中，物质获得电子，被还原剂还原。

氧化还原反应可以产生电流，因此被广泛应用于电池、电解和电化学合成等领域。

五、酸碱中和反应酸碱中和反应是指酸和碱反应生成盐和水的化学反应。

在酸碱中和反应中，酸的氢离子和碱的氢氧根离子结合形成水，同时生成盐。

酸碱中和反应是通过酸碱指示剂或酸碱滴定来确定酸碱溶液的浓度或等当点的方法。

酸碱中和反应是一种重要的化学反应，广泛应用于工业、生活和实验室中。

六、光的传播和折射光的传播是指光波在介质中传播的过程。

光是由电磁波构成的，可以在真空和介质中传播。

物理化学发展史物理化学的正式诞生通常追溯到1877年，由德国化学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家范托夫创办的《物理化学杂志》标志着这一学科的起点。

这段时期至20世纪初，物理化学的主要特征是化学热力学的繁荣发展，特别是热力学第一和第二定律在溶液体系研究中的广泛应用。

吉布斯的多相平衡体系研究，范托夫的化学平衡研究，阿伦尼乌斯的电离学说，能斯特的热定理，都对化学热力学产生了深远影响。

1906年，路易斯提出非理想体系的逸度和活度概念，以及测定方法，奠定了化学热力学的坚实基础。

同时，劳厄和布喇格的X射线晶体结构分析研究，为现代结晶化学奠定了基础，阿伦尼乌斯和博登施坦、能斯脱的理论对化学动力学发展也起到了关键作用。

20世纪20至40年代，物理化学深入到原子和分子层面，结构化学成为主导。

量子力学的兴起，特别是海特勒和伦敦对氢分子的量子力学处理，为共价键理论提供了理论基础，鲍林和斯莱特的价键方法和分子轨道方法成为现代化学键理论基石。

同时，自由基链式反应动力学、强电解质理论和电化学领域也取得了显著进展。

二战后至60年代，物理化学的发展重心转向实验手段和技术的进步，如谱学技术的飞跃，这些极大地推动了光化学和分子结构测定的发展。

电子学、真空技术和计算机的革新，使得物理化学研究范围扩大至激发态分子，电子能谱的出现更是对表面科学产生了深远影响。

60年代，激光技术、计算机和微弱信号检测技术的革新预示着物理化学新领域的诞生。

进入70年代，分子反应动力学、激光化学和表面结构化学成为前沿，研究对象扩展至非化学计量物质。

同时，理论研究借助量子化学计算和耗散结构理论，深化了对非平衡态体系的理解。

中国物理化学的发展历程，以1949年新中国成立为分界，早期在条件艰苦的情况下，老一辈学者在多个领域取得了显著成就并培养了人才。

1949年后，经过数十年努力，高等教育机构和研究机构在物理化学及相关领域取得了显著进步，如结构化学、量子化学、催化等。

物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。

物理学发展历史物理化学发展世界的物理化学发展历史在1752年，“物理化学”这个概念被俄国科学家罗蒙索诺夫在圣彼得堡大学的一堂课程（A Course in True Physical Chemistry）上首次提出。

任何学科的建立与发展都与人类认识自然和生产生活的需要有着密切联系。

从18世纪开始，对燃烧现象的认识和利用燃烧反应产生的热作为动力的蒸气机的产生促进了热力学和热化学的研究。

到了19世纪，伏特(A Volta，1745－1827)发明电池和法拉第(M Faraday, 1791－1867)发现电解定律促进了电化学的发展；古德贝格(C M Guldberg, 1836－1902)和瓦格(P Waage, 1833－1900)确立的质量作用定律促进了化学动力学的发展；格雷厄姆(T Graham, 1805－1869)提出胶体的概念促进了胶体化学的发展。

到了19世纪70年代，物理化学作为一门学科已正式形成。

因此，奥斯特瓦尔德(F W Ostwald, 1853－1932)和范特霍夫(J H Vant Hoff, 1852－1911)在1877年创立了《物理化学杂志》。

19世纪到20世纪初是化学热力学的发展和成熟时期，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系统，特别是溶液系统的研究。

在此期间，阿累尼乌斯(S A Arrehnius, 1859－1927)提出了电解质的电离学说，路易斯(G N Lewis, 1875－1946)提出了处理非理想系统的逸度和活度概念以及测定方法，吉布斯(J W Gibbs, 1839－1903)提出了多相平衡系统的研究方法和相律，范特霍夫研究了化学平衡，能斯特(W H Nernst, 1864－1941)发现了热定理，德拜(P J W Debye, 1884－1966)和休克尔(E. Hckel,1896－)提出了强电解质溶液的离子互吸理论，塔费尔(J Tafel)提出了氢的超电势理论。

物理化学的奠基者——奥斯特瓦尔德闫蒙钢;慈洁琳【摘要】奥斯特瓦尔德是物理化学的奠基者,为物理化学作出了卓越的贡献,因通过催化作用使氨氧化为硝酸并应用于工业生产而获得了1909年的诺贝尔化学奖.本文回顾了奥斯特瓦尔德的成长经历、科研态度和精神;并给出了对科学研究的启示.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2013(028)006【总页数】4页(P71-74)【关键词】奥斯特瓦尔德;物理化学;化学亲和力;化学动力学;催化作用【作者】闫蒙钢;慈洁琳【作者单位】安徽师范大学化学与材料科学学院安徽芜湖241000;安徽师范大学化学与材料科学学院安徽芜湖241000【正文语种】中文弗里德里希·威廉·奥斯特瓦尔德(Friedrich Wilhelm Ostwald，1853—1932)是19世纪和20世纪之交伟大的科学家，是物理化学的奠基者，也是1909年诺贝尔化学奖的获得者(图1)。

他除了在物理化学、催化、氨制硝酸、能量学、颜色学等科学领域作出开创性的贡献以外，还是一位名副其实的哲学家、科学史家、心理学家、艺术家、语言学家、作家，曾就科学哲学、科学方法论、文化、能源、公共教育、人道主义、战争与和平、国际主义等问题提出过一系列独到的见解和行动方案。

他还是一位享有盛名的教师和勤于笔耕的编辑，一生撰写了45本著作、500篇科学论文和5000篇评论文章，并编辑了6种杂志。

同文艺复兴时期多才多艺的达·芬奇(Leonardo da Vinci)一样，奥斯特瓦尔德是一位传奇式的天才［1］。

1 生平介绍1853年9月2 日，奥斯特瓦尔德出生于里加，双亲是德国移民的后裔。

奥斯特瓦尔德的家境十分贫寒，但自幼多才多艺的他具有爱好绘画的天性以及制作器物的手艺，喜欢阅读书籍，对自然科学也很感兴趣。

11岁的他虽然没有上过化学课，却能自制焰火和冲洗印照相底片。

此时的奥斯特瓦尔德就像海绵一样在知识的海洋里自由地汲取着，并渴望着做一个纯粹的化学家［2］。

1.压缩因子任何温度下第七章表面现象1.在相界面上所发生的物理化学现象陈称为表面现象。

产生表面现象的主要原因是处在表面层中的物质分子与系统内部的分子存在着力场上的差异。

2.通常用比表面来表示物质的分散度。

其定义为：每单位体积物质所具有的表面积。

3.任意两相间的接触面，通常称为界面（界面层）。

物质与（另一相为气体）真空、与本身的饱和蒸气或与被其蒸汽饱和了的空气相接触的面，称为表面。

4.表面张力：在与液面相切的方向上，垂直作用于单位长度线段上的紧缩力。

5.在恒温恒压下，可逆过程的非体积功等于此过程系统的吉布斯函数变。

6.影响表面及界面张力的因素：表面张力与物质的本性有关、与接触相的性质有关（分子间作用力）、温度的影响、压力的影响。

7.润湿现象：润湿是固体（或液体）表面上的气体被液体取代的过程。

铺展：液滴在固体表面上迅速展开，形成液膜平铺在固体表面上的现象。

8.亚稳状态与新相生成：a.过饱和蒸汽：按通常相平衡条件应当凝结而未凝结的蒸汽。

过热液体：按通常相平衡条件应当沸腾而仍不沸腾的液体。

过冷液体：按相平衡条件应当凝固而未凝固的液体。

过饱和溶液：按相平衡条件应当有晶体析出而未能析出的溶液。

上述各种过饱和系统都不是真正的平衡系统，都是不稳定的状态，故称为亚稳（或介安）状态。

亚稳态所以能长期存在，是因为在指定条件下新相种子难以生成。

9.固体表面的吸附作用：吸附：在一定条件下一种物质的分子、原子或离子能自动地粘附在固体表面的现象。

或者说，在任意两相之间的界面层中，某种物质的浓度可自动发生变化的现象。

吸附分为物理吸附（范德华力）和化学吸附（化学键力）。

具有吸附能力的物质称为吸附剂或基质，被吸附的物质称为吸附质。

吸附的逆过程，即被吸附的物质脱离吸附层返回到介质中的过程，称为脱附（或解吸）。

10.吸附平衡：对于一个指定的吸附系统，当吸附速率等于脱附速率时所对应的状态。

当吸附达到平衡时的吸附量，称为吸附量。

气体在固体表面的吸附量与气体的平衡压力及系统的温度有关。