物理化學
physical chemistry
定義:從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學變化的聯(lián)系來探討化學反應的基本規(guī)律的學科。
學科:材料科學技術_材料科學技術基礎_材料科學基礎_材料物理及化學基礎
相關名詞:化學熱力學 反應速率 物質(zhì)結構
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
現(xiàn)代物理化學是研究所有物質(zhì)體系的化學行為的原理、規(guī)律和方法的學科。它研究從宏觀到微觀與性質(zhì)的關系規(guī)律、化學過程機理及其控制,是化學以及在分子層次上研究物質(zhì)變化的其他學科領域的理論基礎。
化學與物理學之間的緊密聯(lián)系不言而喻,化學過程總是包含或伴有物理過程。例如,化學反應時常伴有物理變化(如體積變化、壓力變化、熱效應、電效應、光效應等),同時,溫度變化、壓力變化、濃度變化,以及光的照射、電磁場等物理因素也都可能引起化學變化或影響化學變化的進行。另一方面,分子中電子的運動,原子的轉動、振動,分子中原子相互間的作用力等微觀物理運動形態(tài),則直接決定了物質(zhì)的性質(zhì)及化學反應能力。人們在長期的實踐中注意到這種相互聯(lián)系,并且加以總結,逐步形成一門獨立的學科分支,即物理化學。物理化學從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手,來探求化學變化基本規(guī)律,在實驗中主要采用物理學的方法。
物理化學所擔負的主要任務是探討和解決下列三個方面的問題:
1.化學變化的方向和限度問題。研究這一類問題屬于化學熱力學范疇,主要解決變化的方向性問題,以及與平衡有關的一些問題。化學熱力學也為設計新的反應、新的反應路線提供理論上的支持。
2.化學反應的速率和機理問題。研究這一類的問題構成物理化學中的另一個部分,即化學動力學,它主要解決反應的速率和歷程問題。
3.物質(zhì)結構與性能之間的關系。物質(zhì)的性質(zhì)本質(zhì)上是由物質(zhì)內(nèi)部的結構決定的。深入了解物質(zhì)內(nèi)部的結構,不僅可以理解化學變化的內(nèi)因,而且可以預見到在適當外因作用下,物質(zhì)的結構將發(fā)生怎樣的變化。根據(jù)研究此類問題的方法和手段,又可分為結構化學和量子化學兩個分支。
以上三個方面的問題往往是相互聯(lián)系、相互制約的。
作為化學學科的一個分支,物理化學與其他學科(如生命科學、材料科學等)有著密不可分的聯(lián)系。因為物理化學是化學學科的理論基礎,它的成就(包括理論和實驗方法)大大充實了其他學科的研究內(nèi)容和研究方法。這些學科的深入發(fā)展,已經(jīng)離不開物理化學。
責任編輯:張鵬輝