物理化学00章 绪论
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2020/11/23
0.4 物理化学学科的战略地位
(1)物理化学是化学科学的理论基础及重要组成学科 (2)物理化学与其它学科相结合极大地扩充了化学研
究的领域 (3)物理化学与国计民生密切相关
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2020/11/23
0.5 物理化学课程的学习方法
---自然科学学科发展战略调研报告---
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
研究内容： (1) 化学变化的方向、限度 (2) 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
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
2020/11/23
0.2 物理化学的研究方法
•统计力学方法：
用概率规律计算出体系内部大量质点微观运动的 平均结果，从而解释宏观现象并能计算一些热力学的 宏观性质。 •量子力学方法：
用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求 解组成体系的微观粒子之间的相互作用及其规律，从 而指示物性与结构之间的关系。
研究方法： a.热力学方法 以众多质点组成的宏观体系作为研究对象，以两 个经典热力学定律为基础，用一系列热力学函数 及其变量，描述体系从始态到终态的宏观变化， 而不涉及变化的细节。经典热力学方法只适用于 平衡体系。
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2020/11/23
0.2 物理化学的研究内容和方法
2020/11/23
0.1 物理化学的定义
物理化学是从物质的化学现象和物理现象之间 的相互联系入手来探求化学变化及相关的物理 变化基本规律的一门学科
物理化学上册绪论课件PPT
pV 100 103 24.78 103 1 1 R J mol K nT 1 300 1 1 8.3145J mol K
20
【例】
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
6
绪 言
物理化学的建立与发展
1887年德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰科学家范特霍 夫合办的《物理化学杂志》（德文）创刊。
俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。
7
物理现象
化学现象
物理化学
应用物理学的实验方法
物质的性质和结构的关系 化学反应过程中的普遍性规律
8
物理化学课程的基本内容
在通常温度和压力下，将一定量的氢气和氧气按照
pV 2 RT
pV 2 8.3145J K 1 T
101.325 103 0.0448 T K 2 8.3145 T 273 K
22
第1章 化学热力学基础
1.0 化学热力学理论的基础和方法
热力学第一定律（能量守恒）
热力学第二定律（物质变化过程的方向与限度）
热力学第一定律和第二定律都是经验规律。
热力学第三定律（化学平衡计算）
23
1.0 化学热力学理论的基础和方法
pV nRT
3
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T 101.325 10 0.0448 2 RT / K
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T / K
21
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
20
【例】
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
6
绪 言
物理化学的建立与发展
1887年德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰科学家范特霍 夫合办的《物理化学杂志》（德文）创刊。
俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。
7
物理现象
化学现象
物理化学
应用物理学的实验方法
物质的性质和结构的关系 化学反应过程中的普遍性规律
8
物理化学课程的基本内容
在通常温度和压力下，将一定量的氢气和氧气按照
pV 2 RT
pV 2 8.3145J K 1 T
101.325 103 0.0448 T K 2 8.3145 T 273 K
22
第1章 化学热力学基础
1.0 化学热力学理论的基础和方法
热力学第一定律（能量守恒）
热力学第二定律（物质变化过程的方向与限度）
热力学第一定律和第二定律都是经验规律。
热力学第三定律（化学平衡计算）
23
1.0 化学热力学理论的基础和方法
pV nRT
3
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T 101.325 10 0.0448 2 RT / K
101.325 103 0.0448 2 8.3145 T / K
21
求2mol理想气体，在压力为101.325 kPa下，体积为 0.0448 m3时的温度（R=8.3145 J· mol-1· K-1）。 解：
物理化学概述-绪论
现代化学键理论的形成 量子力学的兴起
结构化学形成 量子化学形成
⑶计算化学（Computational chemistry）时期
20世纪60年代，随着大容量高速电子计算机的发展，物理化学 的新生长点诞生——量子化学计算方法的研究。其中严格计算的 从头算方法、半经验计算的全略微分重叠和间略微分重叠等方法 的出现，扩大了量子化学的应用范围，提高了计算精度。
李远哲 J.C.Polanyi
1887年，自物理化学作为一门学科的正式形成后，大体经过了 三个时期的发展。
⑴化学热力学时期
19世纪中后期到20世纪初，物理化学家把热力学第一定律、第二定律 被广泛应用于各种化学体系进行研究，促使化学热力学蓬勃发展。
1867年，美国物理化学家Gibbs 通过对对多相平衡体系的研究提出了 相律。
美国化学家理查德·R·施罗克(Richard R. Schrock )其研究 主要从有机化学及无机化学的角度研究高氧化态金属配合物、相 关的催化反应及其催化机理。因其在烯烃复分解 反应的贡献，成为2005年诺贝尔化学奖获得者之 一。
美国化学家罗杰·科恩伯格(Roger D.Kornberg) 通过一系列的转录相关复合物（RNA聚合酶II、模 板DNA、合成出的mRNA、核苷酸、调控蛋白）的晶 体结构，从分子水平上帮助人们深入地理解真核转 录的分子机制。成为2006年诺贝尔化学奖获得者。
计算化学的发展，使定量的计算扩大到原子数较多的分子，并 加速了量子化学向其它学科的渗透。
1928～1933年，许莱拉斯、詹姆斯和库利奇计 算 He、H2，得到了接近实验值的结果。70 年代 又对它们进行更精确的计算，得到了与实验值几 乎完全相同的结果。
以色列化学家阿龙·切哈诺沃(Aaron Ciechanover)、阿夫拉 姆·赫什科(Avram Hershko)和美国化学家欧文·罗斯（Irwin Rose），在20世纪70—80年代发现泛素调节的蛋白质降解，揭示 了泛素调节的蛋白质降解机理，指明了蛋白质降解研究的方向， 成为2004年诺贝尔化学奖获得者。
《物理化学》课程教学大纲
物理化学Physical Chemistry一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分：3学分课程总学时：48 学时，其中讲课：48 学时课程性质：必修开课学期：第3学期先修课程：高等数学、大学物理、材料化学适用专业：应用化学，材料物理等教材：沈文霞编，《物理化学核心教程》，科学出版社，2009年。
开课单位：物理与光电工程学院材料物理系二、课程性质、教学目标和任务本课程是适用于应用化学，材料物理等相关专业的学科基础课，本课程主要解决化学反应的方向和限度、化学反应的速率和机理等方面的问题，着重研究学科内更具普遍性的、更本质的化学运动内在规律，研究化学中的物质运动基本规律。
通过本课程的学习，要求学生了解和理解物理化学中重要的基本概念和基本知识，掌握各基本原理、定律、规则，并能进行计算和综合运用，解决一些实际问题，使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题。
该课程的任务是激发学生学习化学的兴趣，将化学知识体系和思维方法传授给学生，培养学生分析和解决一般化学问题的能力，提高学生的化学素质，从而为后继课程以及今后从事生产和科研打下一定的化学基础。
三、教学内容和要求第1章绪论（1学时）（1）明确为什么要学习物理化学，了解物理化学课程内容；（2）掌握物理化学研究与学习的方法；（3）掌握物理量的表示与运算。
重点：物理量的表示难点：物理量的表示与运算第2章气体（2学时）（1）了解低压气体的经验定律、真实气体的状态方程；（2）理解液体的饱和蒸汽压和临界状态；（3）理解道尔顿分压定律和阿马格分体积定律（4）掌握理想气体的状态方程、混合物组成表示法；重点：混合物组成表示法；难点：液体的饱和蒸汽压和临界状态；道尔顿分压定律和阿马格分体积定律；第3章热力学第一定律（7学时）3.1 热力学概论（0.5学时）（1）了解热力学的研究对象；热力学的研究方法和（2）理解热力学研究方法的局限性；（3）掌握热力学研究方法；重点：热力学研究方法；难点：热力学研究方法的局限性；3.2 热力学的一些基本概念（0.5学时）（1）掌握热力学的一些基本概念；（2）掌握状态函数的特点；重点：热力学的一些基本概念；难点：状态函数的特点；3.3 热力学第一定律（1学时）（1）理解内能（U ）和焓（H）都是状态函数、热（Q）和功（W ）都是与途径有关的过程量。
物理化学第四版课件
溶液常常作为化学反应的介质， 可以影响化学反应速率和反应机
理。
物质分离与提纯
利用溶液的依数性可以进行物质 的分离与提纯，例如渗透压法、
蒸馏法等。
相平衡的应用
相平衡在化工、制药、材料等领 域有广泛的应用，例如通过相图 可以了解药物在不同温度和压力 下的稳定性，指导药物制备和储
存。
05
化学平衡与化学分析
物理化学的研究内容与学习方法
研究内容
物理化学包括化学热力学、化学动力学、表面与胶体化学、量子与统计力学等 分支，涉及物质性质、反应机制和调控手段等方面。
学习方法
学习物理化学需要掌握基本概念和原理，注重实验技能的培养，善于运用数学 工具进行计算和分析，同时要关注学科前沿动态，培养创新思维和解决问题的 能力。
化学分析中的误差与数据处理
误差的分类
系统误差、偶然误差和过失误差。
误差的表示方法
绝对误差和相对误差。
数据处理方法
有效数字的修约、平均值的计算、标准偏差 和变异系数的计算等。
提高分析准确度的方法
选择合适的分析方法、减小测量误差、消除 干扰因素等。
06
电化学基础与应用
电化学基本概念与电池反应
电极电位与电池电动势
电极电位是电极与溶液界面上电荷分布的结果，而电池电动势是 电池反应的驱动力。
电池反应与热力学
电池反应是氧化还原反应，其热力学可由吉布斯自由能变化来描述 。
电池分类
根据电极材料和电解质类型，电池可分为多种类型，如干电池、铅 酸蓄电池、锂离子电池等。
原电池与电解池的设计与应用
原电池设计
原电池是将化学能转化为 电能的装置，其设计需要 考虑电极材料、电解质、 电流密度等因素。
理。
物质分离与提纯
利用溶液的依数性可以进行物质 的分离与提纯，例如渗透压法、
蒸馏法等。
相平衡的应用
相平衡在化工、制药、材料等领 域有广泛的应用，例如通过相图 可以了解药物在不同温度和压力 下的稳定性，指导药物制备和储
存。
05
化学平衡与化学分析
物理化学的研究内容与学习方法
研究内容
物理化学包括化学热力学、化学动力学、表面与胶体化学、量子与统计力学等 分支，涉及物质性质、反应机制和调控手段等方面。
学习方法
学习物理化学需要掌握基本概念和原理，注重实验技能的培养，善于运用数学 工具进行计算和分析，同时要关注学科前沿动态，培养创新思维和解决问题的 能力。
化学分析中的误差与数据处理
误差的分类
系统误差、偶然误差和过失误差。
误差的表示方法
绝对误差和相对误差。
数据处理方法
有效数字的修约、平均值的计算、标准偏差 和变异系数的计算等。
提高分析准确度的方法
选择合适的分析方法、减小测量误差、消除 干扰因素等。
06
电化学基础与应用
电化学基本概念与电池反应
电极电位与电池电动势
电极电位是电极与溶液界面上电荷分布的结果，而电池电动势是 电池反应的驱动力。
电池反应与热力学
电池反应是氧化还原反应，其热力学可由吉布斯自由能变化来描述 。
电池分类
根据电极材料和电解质类型，电池可分为多种类型，如干电池、铅 酸蓄电池、锂离子电池等。
原电池与电解池的设计与应用
原电池设计
原电池是将化学能转化为 电能的装置，其设计需要 考虑电极材料、电解质、 电流密度等因素。
物理化学(绪论、第一章)
解 将上述数据代人式（3-2） ，得
mRT 0.118g 8.315kPa L mol1 K 1 298K 1 M 16 . 03 g mol pV 73.3kPa 250103 L
所以该气体的相对分子质量为 16。
2. 摩尔气体常数 R
对应不同的单位，R 有不同的数值：
2．化学反应的速率和机理的问题：一个化学反应的速率究 竟有多大？反应是经过什么样的机理（或历程）进行的？ 外界条件（如温度、压力、浓度、催化剂等）对反应速率 有什么影响？怎样才能有效地控制化学反应，抑制副反应 的发生，使之按我们所需要的方向和适当的速率进行等等。 研究这一类的问题构成物理化学中的另一部分叫做化学动 力学。它主要解决反应的速率和历程的问题。它的任务就 是把热力学上可能发生的反应变为现实。
可以看出，此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广 而著称，对常温常压下的空气也近似地适用
pV = nRT方程变形，可求一定状态下给定气体的密度：
pV nRT pM m RT M m RT RT V
做书上例题1-1
一学生在实验室，在73.3 kPa和25 ℃下收集得250 ml某气体。 在分析天平上称量，得气体净质量为0.1188 g。求这种气体的 相对分子质量。
本章讨论气体宏观性质压力P、体积V、温度T及气体物质的 量之间的变化规律。
（一）理想气体状态方程
1、低压下气体实验定律 玻意耳定律：在定量定温下，理想气体的体积与气体的压强 成反比。 PV=K1 K1-比例常数，大小取决于温度、气体种类和数量，与压强、 体积无关
2、盖吕萨克定律：一定量的气体，当压强保持不变时，体 积和热力学温度成正比。 V/T=K2 3、查理定律：一定量气体，当体积保持不变时，其压强与 热力学温度成正比。 P/T=K3 4、阿伏伽德罗定律：在一定温度和压强下，任何气体的体 积与物质的量成正比。 V=nVm Vm大小取决于温度、压强，与气体种 类无关
物理化学(上)-.PPT
ΔZ = Z2-Z1
如
ΔT = T2 － T1，ΔU=U2-U1
（3）当系统经历一系列状态变化，最后回至原来始态时，状态函数 Z 的数
值应无变化，即 Z 的微变循环积分为零
物理化学（上）- 绪论
（4）若 Z =f(x,y)，则其全微分可表示为
以一定量纯理想气体，V =ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(p,T)为例，则
物理化学（上）- 绪论
光学测量方法等。
学习目的： 学会解决一般化学问题的基本方法； 初步培养科研技能。
物理化学（上）- 绪论
理论体系： 化学热力学、化学动力学、结构量化等三大理论体系。
主要学习内容： 研究物质系统发生的 p 、V、 T 变化，相变化和化学
变化过程的基本原理，主要是平衡规律和速率规律以及与 这些变化规律密切相关的结构及性质。
物理化学（上）- 绪论
3.微观方法与宏观方法的通道 统计热力学方法
统计热力学方法在量子力学方法与热力学方法之间构建一条通道，将 二者有机地联系在一起。
平衡统计热力学是研究宏观系统的平衡性质，但它与热力学的研究不同 ，它是从个别粒子所遵循的运动规律出发，根据事件发生的可几率而导出物 质体系的统计行为，然后再进一步去诠释体系的各种宏观性质乃至各式各样 的物理化学过程。所以统计热力学方法是统计平均的方法，是概率的方法。
物理化学（上）- 绪论
胡瑛，《物理化学》，高等教育出版社，2000。 印永嘉、李大珍编《物理化学（上，下）》（第二版），高等教育出版社，1985。 孙德坤、沈文霞、姚天扬编《物理化学解题指导》，江苏教育出版社，1998。 王文清、高宏成、沈兴海编著《物理化学习题精解（上，下）》，科学出版社， 1999。 范崇正、杭瑚、蒋淮渭编《物理化学--概念辨析，解题方法》，中国科学技术大学 出版社，1999。 霍瑞贞主编《物理化学学习与解题指导》，华南理工大学出版社，2000。 卫永祉、肖顺清，编著《物理化学复习引导》，科学出版社，2000。
物理化学1.1 绪论85页PPT
15
状态函数的两个重要特征
(1) 状态函数的数值随状态的改变而变化。 如始态Z1， 终态Z2，则改变量
ZZ2Z1
只与系统的始、终态有关，与历史无关
y
y=f (x)
Z
Z=f (x, y) y
y2 Z2
y1
x1 x2 x
Z1
y2 y1
x1 x2
x 16
(2) 状态函数具有全微分的性质：
d
XX xy
d
xXyx
d
y
例如，理想气体的封闭体系 Vf(T,p)
则有 dVV TpdTVpTdp
全微分的积分与积分途径无关
X X2dXX X
X1
2
1
17
1.1.4 过程和途径
• 等温过程 • 等压过程 • 等容过程 • 绝热过程
T1= T2= Tex p1 = p2 = pex V1 = V2 Q=0
• 循环过程 X = 0
• 符号：系统得到功为正，对环境做 功为负
• 功不是状态函数，与过程有关 • 功分为体积功（W）和非体积功（W’）
22
• 体积功：
当系统的体积变化
pex
时，系统反抗环境
压力所作的功。
V2
V
WpexV
对于微小过程
V1 (gas)
δWpexdV
☺小贴士：体积功中“反抗环境压力”的类比理解：将质量为m的
成正比，有加和性，例如：V、m等；
两种容量性质相除后就变为强度性质，例如： m/V
12
• 系统的状态是系统所有性质的综合 表现
• 所有性质确定，则状态确定；
• 状态确定，则系统所有性质亦确定
• 确定状态下，各种性质之间是有关 系的：
状态函数的两个重要特征
(1) 状态函数的数值随状态的改变而变化。 如始态Z1， 终态Z2，则改变量
ZZ2Z1
只与系统的始、终态有关，与历史无关
y
y=f (x)
Z
Z=f (x, y) y
y2 Z2
y1
x1 x2 x
Z1
y2 y1
x1 x2
x 16
(2) 状态函数具有全微分的性质：
d
XX xy
d
xXyx
d
y
例如，理想气体的封闭体系 Vf(T,p)
则有 dVV TpdTVpTdp
全微分的积分与积分途径无关
X X2dXX X
X1
2
1
17
1.1.4 过程和途径
• 等温过程 • 等压过程 • 等容过程 • 绝热过程
T1= T2= Tex p1 = p2 = pex V1 = V2 Q=0
• 循环过程 X = 0
• 符号：系统得到功为正，对环境做 功为负
• 功不是状态函数，与过程有关 • 功分为体积功（W）和非体积功（W’）
22
• 体积功：
当系统的体积变化
pex
时，系统反抗环境
压力所作的功。
V2
V
WpexV
对于微小过程
V1 (gas)
δWpexdV
☺小贴士：体积功中“反抗环境压力”的类比理解：将质量为m的
成正比，有加和性，例如：V、m等；
两种容量性质相除后就变为强度性质，例如： m/V
12
• 系统的状态是系统所有性质的综合 表现
• 所有性质确定，则状态确定；
• 状态确定，则系统所有性质亦确定
• 确定状态下，各种性质之间是有关 系的：
《物理化学》(天津大学)课件 绪论
1
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主 义在蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术 都在这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包 括物理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办
22.4 dm 3 mol
1
12
SUCCESS
THANK YOU
2020/2/8
<<Journal of Physical Chemistry>>。 从此“物理化学”这个名词逐渐被普遍采用。
2
化学从一开始就与工业生产、国民经济紧密相联。
例如：钢铁的冶炼；
转。
煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运
这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学 反应来实现的。
人们最关心的化学问题：
怎样通过化学反应来生产产品和获取能量？
10
§0.3 物理量的表示及运算
1. 物理量的表示
物理量＝数值单位
(数值为没有单位的纯数)
1) 物理量X包括数值和单位
例：T 298 K
p 101.325
kPa
同量纲的可用＋，－，＝运
算 2) 作图列表时应用纯数 ln(p/kPa)
例：以 lnp ~ 1/T 作图
K/T
11
2. 对数中的物理量
8
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
— —构成物理化学的四大基础
上册
下册
第一章 气体的pVT关系 第七章 电化学
第二章 热力学第一定律 第八章 量子力学基础
第三章 热力学地二定律 第九章 统计热力学初步
物理化学形成于十九世纪下半叶，那时的资本主 义在蒸汽机的带动下驶入了快速行进的轨道，科学与技术 都在这一时期得到了高度发展，自然科学的许多学科，包 括物理化学，都是在这一时期发展建立起来的。
十八世纪中叶罗蒙诺索夫首先提出物理化学一词； 1887年 Ostwald(德)和 Vant Hoff(荷)创办
22.4 dm 3 mol
1
12
SUCCESS
THANK YOU
2020/2/8
<<Journal of Physical Chemistry>>。 从此“物理化学”这个名词逐渐被普遍采用。
2
化学从一开始就与工业生产、国民经济紧密相联。
例如：钢铁的冶炼；
转。
煤炭燃烧产生能量带动蒸汽机的运
这些推动人类历史发展的重要动力都是通过化学 反应来实现的。
人们最关心的化学问题：
怎样通过化学反应来生产产品和获取能量？
10
§0.3 物理量的表示及运算
1. 物理量的表示
物理量＝数值单位
(数值为没有单位的纯数)
1) 物理量X包括数值和单位
例：T 298 K
p 101.325
kPa
同量纲的可用＋，－，＝运
算 2) 作图列表时应用纯数 ln(p/kPa)
例：以 lnp ~ 1/T 作图
K/T
11
2. 对数中的物理量
8
化学热力学、化学动力学、量子力学、统计力学
— —构成物理化学的四大基础
上册
下册
第一章 气体的pVT关系 第七章 电化学
第二章 热力学第一定律 第八章 量子力学基础
第三章 热力学地二定律 第九章 统计热力学初步
物理化学课件绪论
（1）考虑了物质的结构，推导出的方程
（2）经验、半经验的状态方程
共同特点（1）p→0 ，均可还原为理想气体状态方程 （2）方程中均含有若干个反映各气体不同性质的特
性参数
范德华方程
理想气体状态方程 pVm=RT 实质为：（分子间无相 互作用力时气体的压力）×（1 mol 气体分子的自由 活动空间）＝RT.因此，可以从这两个方面进行修正， 得到范德华方程 (1)体积修正
所以： p= p理－p内 p内= a / Vm2
p理= p + p内= p + a / Vm2
物理化学的发展趋势和特点
(1)从研究宏观到微观 (2)从研究体相到表相 (3)从研究定性到定量 (4)从研究线性到非线性 (5)从研究平衡态到研究非平衡态 (6)从研究静态到动态
物理化学课程的学习方法
(1)课前自学，课后复习，勤于思考。
(2)重视重点知识点记忆,如概念定律公式,注意各 个章节融会贯通 (3)多做习题，学会解题方法。很多东西只有通过 解题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理化 学。
物理化学课件绪论
什么是物理化学
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系 入手来探求化学变化及相关的物理变化基本规律的一 门科学。
-----付献彩-----
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。
---中国大百科全书（唐有祺）----
物理化学是研究化学学科中的原理和方法,研究化
美国著名物理化学教授赖文曾说过：如果试图只通 过阅读教科书而不做习题的办法来学习物理化学， 其效果就如同为了改善体质只阅读一本身体保健的 书，而不做所建议的体育锻炼一样。
诺贝尔获得者西侬曾说：优秀的学生……做完一道 题后返回去问：为什么我做了这么长时间？我最后 发现的通向正确道路的线索是什么？以后再遇到同 类的问题怎样才能尽快的解出？这样就学会了解题 的方法。因此，很多东西是通过解题之后才学到的。
（2）经验、半经验的状态方程
共同特点（1）p→0 ，均可还原为理想气体状态方程 （2）方程中均含有若干个反映各气体不同性质的特
性参数
范德华方程
理想气体状态方程 pVm=RT 实质为：（分子间无相 互作用力时气体的压力）×（1 mol 气体分子的自由 活动空间）＝RT.因此，可以从这两个方面进行修正， 得到范德华方程 (1)体积修正
所以： p= p理－p内 p内= a / Vm2
p理= p + p内= p + a / Vm2
物理化学的发展趋势和特点
(1)从研究宏观到微观 (2)从研究体相到表相 (3)从研究定性到定量 (4)从研究线性到非线性 (5)从研究平衡态到研究非平衡态 (6)从研究静态到动态
物理化学课程的学习方法
(1)课前自学，课后复习，勤于思考。
(2)重视重点知识点记忆,如概念定律公式,注意各 个章节融会贯通 (3)多做习题，学会解题方法。很多东西只有通过 解题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理化 学。
物理化学课件绪论
什么是物理化学
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系 入手来探求化学变化及相关的物理变化基本规律的一 门科学。
-----付献彩-----
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。
---中国大百科全书（唐有祺）----
物理化学是研究化学学科中的原理和方法,研究化
美国著名物理化学教授赖文曾说过：如果试图只通 过阅读教科书而不做习题的办法来学习物理化学， 其效果就如同为了改善体质只阅读一本身体保健的 书，而不做所建议的体育锻炼一样。
诺贝尔获得者西侬曾说：优秀的学生……做完一道 题后返回去问：为什么我做了这么长时间？我最后 发现的通向正确道路的线索是什么？以后再遇到同 类的问题怎样才能尽快的解出？这样就学会了解题 的方法。因此，很多东西是通过解题之后才学到的。
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§0.1 物理化学的建立与发展
(1) 从宏观到微观
只有深入到微观，研究分子、原子层次的运动规
律，才能掌握化学变化的本质和结构与物性的关系。
宏观 (看得见的物体)
介观 (纳米材料)
微观 (原子、分子)
纳米
粒子 膜 丝 管
§0.1 物理化学的建立与发展
(2) 从体相到表相 在多相系统中，化学反应总是在表相上进行。 随着测试手段的进步，了解表相反应的实际过程， 推动表面化学和多相催化的发展。
§0.1 物理化学的建立与发展
18世纪开始萌芽：
从燃素说到能量守 恒与转化定律。
俄国科学家罗蒙诺 索夫(1711－1765)最 早使用“物理化学” 这一术语。
М В Ломоносов
§0.1 物理化学的建立与发展
1887年德国科学家W.Ostwald和荷兰科学家J.H. van’t Hoff 合办的《物理化学杂志》 (德文）创刊。
§0.2 物理化学的目的和内容 什么是物理化学?
研究所有物质系统的化学行为的原理、规律 和方法的学科。
涵盖从宏观到微观与性质的关系、规律、化 学过程机理及其控制的研究。
物理化学是化学以及在分子层次上研究物质 变化的其他学科领域的理论基础。
§0.2 物理化学的目的和内容
什么是物理化学?
温度变化 压力变化 体积变化 相态变化
医用 化学
生物
天文
医学
§0.1 物理化学的建立与发展
(6) 从平衡态的研究到非平衡态的研究 平衡态热力学只研究平衡态和可逆过程的 系统，主要研究封闭系统或孤立系统。 对处于非平衡态的敞开系统的研究更具有 实际意义。自1960年以来，逐渐形成了非平衡 态热力学这个学科分支。
Prigogine对非平衡态热力学有突出贡献，这个 学科分支成为当前理论化学的研究前沿之一。
W. Ostwald (1853－1932)
J. H. van’t Hoff (1852－1911)
§0.1 物理化学的建立与发展
胶
20世纪前期迅速发展
体
新测试手段和
化 学
新数据处理方法不
断涌现。
物理化学
形成了许多
溶
新的分支领域，
液
如：
化 学
§0.1 物理化学的建立与发展
20世纪中叶后发展趋势和特点： (1) 从宏观到微观 (2) 从体相到表相 (3) 从静态到动态 (4) 从定性到定量 (5) 从单一学科到边缘学科 (6) 从平衡态的研究到非平衡态的研究
§0.1 物理化学的建立与发展
(3) 从静态到动态 热力学研究方法是从静态利用热力学函数判断 变化的方向和限度，但无法给出变化的细节。
激光技术和分子束技术的出现，可以真正地研 究化学反应的动态问题。
分子反应动力学已成为非常活跃的学科。
§0.1 物理化学的建立与发展
(4) 从定性到定量 随着计算机技术的飞速发展，大大缩短了数 据处理的时间，并可进行自动记录和人工拟合。 使许多以前只能做定性研究的课题现在可进 行定量监测，做原位反应，如：
第二版
与南京大学化学化工学院编写的 《物理化学》第五版配套
沈文霞 主持研制
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
2006.09
物理化学课程使用的教材
物理化学
第五版 南京大学化学化工学院
傅献彩 沈文霞 姚天扬 侯文华 编
高等教育出版社
2006
绪论
§0.1 物理化学的建立与发展 §0.2 物理化学的目的与内容 §0.3 物理化学的研究方法 §0.4 物理化学课程的学习方法
§0.4 物理化学课程的学习方法
（1）扩大知识面，打好专业基础 （2）提高自学能力，培养独立工作能力
1.抓住每章重点; 2.掌握主要公式的物理意义和使用条件; 3.课前自学，认真做笔记，及时复习; 4.注意章节之间的联系，做到融会贯通; 5.重视做习题，培养独立思考的能力，检查自 己对课程内容的掌握程度。
IR FT-IR ESR NMR ESCA
利用计算机还可以进行模拟放大和分子设计。
§0.1 物理化学的建立与发展
(5) 从单一学科到边缘学科
化学学科 内部及与其他 学科相互渗透、 相互结合，形 成了许多极具 药学 生命力的边缘 学科，如：
计算
材料
计算 化学
材料 化学
药物 化学
生物
化学
化学
天体 化学
热
Hale Waihona Puke 电化学反应原子、分子间的分离与组合
光
磁
化学
密 不 可
物理分 学
§0.2 物理化学的目的和内容
物理现象
化学现象
物理化学
用物理的理论和实验方法 研究化学变化的本质与规律
§0.2 物理化学的目的和内容
物理化学主要研究
（1）化学变化的方向和限度问题 各种因素如温度、压力和浓度等对化学变化
的影响等。这类问题属于化学热力学的范畴。 （2）化学反应的速率和机理问题 外界条件如温度、压力、浓度和催化剂等对
反应速率的影响。这属于化学动力学的范畴。 （3）物质结构与性能之间的关系
研究这类问题有结构化学和量子化学两个分支
§0.3 物理化学的研究方法
采用归纳法和演绎法这一对逻辑方法。
按照“实践―认识―再实践―再认识”的形 式，往复循环以至无穷。
常用的研究方法有： 实验的方法、归纳和演绎的方法、模型化 方法、理想化方法、假设的方法、数学的 统计处理方法等等。