特别是物理学的进展和各种测试手段大量的涌现,极大的影响着物理化学的发展。这期间在 物理化学所属的分支学科中的热化学、化学热力学、电化学、溶液理论、胶体理论、化学动 力学、催化作用及其理论等都得到了迅速的发展。 体现物理化学原理对生产实践的指导作用可以举几个例子 例如:(1)C(石墨)→C(金刚石)反应条件探索。 (2)寻找氨合成反应N2+3H2→2NH3在常温下的催化剂可能性 (3)人造羊毛原料丙烯氰合成工艺的改进 旧工艺CH2=CHCH3+HCN(剧毒)→CH2=CH-CN(产品)+CH4 新工艺CH2=CHCH2+NH2→CH2=CH-CN+3H2△G>0 H+O2→H2O△G<0 总反应△G<0据此促使人们寻找催化剂,60年代找到的催化剂使这一反应成为工业化 3。近代物理化学的发展趋势和特点 近几十年来,各类自然科学发展十分迅速而深入。化学与相邻学科间的关系起了根本性 变化。物理学为人们提供了一些基本原理、方法和强有力的测试手段,大大扩展了化学的实 验领域。化学理论在计算机科学发展的帮助下迅速发展。分子生物学的进展向化学提出了许 多挑战性的问题,要求化学从分子水平上加以解释。诸如此类的新问题使得近代物理化学表 现为下列发展趋势和特点: (1)从宏观到微观 量子力学发展使化学反应能够真正深入到了分子、原子的微观层次。合成化学、结构化 学和量子化学结合得更加密切。人们借此希望得到结构和性能之间关系的解释。 (2)从体相到表象 测试手段的进步使人们有可能了解5-10个分子或原子层的表面层的状态,促进表面化 学和催化化学的发展 (3)从静态到动态 激光技术和分子束技术的出现可以定量地研究具有指定量子态的反应粒子到指定量子 态的产物粒子所发生的能量传递和跃迁等基元过程速率的动态信息。目前的分子反应动态学 是非常活跃的学科。 (4)从定性到定量 计算机的出现使人们能用更精确的定量关系来描述物质的运动规律。 (5)从单一学科到边缘学科 学科的相互滲透和交叉使物理化学学科的研究领域不断扩大。 (6)从平衡态的研究到非平衡态的研究 由于在生物学、气象学、天体物理学等中事物的发生和发展都是不可逆过程,将热力学 方法推广到不可逆过程将有广阔的发展前景。目前非平衡热力学已成为当前理论化学发展的 前沿之 03物理化学的研究方法 1.科学研究方法 物理化学是探求化学内在的,普遍规律性的一门学科,使自然学科中的一个分支,他 的研究方法和一般的科学研究方法有着共同之处。物理化学理论的发展完全符合辩证唯物论 的认识论。注重实践,按照实践-认识-再实践的这一形式。往复循环,以至无穷。每一循 环的内容,都比较地进入到高一级的程度。使物理化学学科不断深入发展。科学的研究方法 首先是观察客观现象,在已有知识基础上,进行有计划地重现试验,这种重现实验可以人为 的控制一些因素和条件,忽略次要因素抓住主要矛盾,从复杂的现象中找出规律性的东西。 这是初步实践,然后根据实验数据,分析,归纳出若干经验定律。当然这种定律还只是客观特别是物理学的进展和各种测试手段大量的涌现，极大的影响着物理化学的发展。这期间在 物理化学所属的分支学科中的热化学、化学热力学、电化学、溶液理论、胶体理论、化学动 力学、催化作用及其理论等都得到了迅速的发展。 体现物理化学原理对生产实践的指导作用可以举几个例子。 例如：（1）C（石墨）→ C（金刚石）反应条件探索。 （2）寻找氨合成反应 N2 + 3H2 → 2NH3 在常温下的催化剂可能性 （3）人造羊毛原料丙烯氰合成工艺的改进 旧工艺 CH2=CH-CH3 + HCN（剧毒）→CH2=CH-CN（产品）+ CH4 新工艺 CH2=CH-CH3 + NH3 →CH2=CH-CN + 3H2 △G> 0 H2 + O2 → H2O △G < 0 总反应 △G < 0 据此促使人们寻找催化剂，60 年代找到的催化剂使这一反应成为工业化。 3。近代物理化学的发展趋势和特点 近几十年来，各类自然科学发展十分迅速而深入。化学与相邻学科间的关系起了根本性 变化。物理学为人们提供了一些基本原理、方法和强有力的测试手段，大大扩展了化学的实 验领域。化学理论在计算机科学发展的帮助下迅速发展。分子生物学的进展向化学提出了许 多挑战性的问题，要求化学从分子水平上加以解释。诸如此类的新问题使得近代物理化学表 现为下列发展趋势和特点： ⑴ 从宏观到微观 量子力学发展使化学反应能够真正深入到了分子、原子的微观层次。合成化学、结构化 学和量子化学结合得更加密切。人们借此希望得到结构和性能之间关系的解释。 ⑵ 从体相到表象 测试手段的进步使人们有可能了解 5-10 个分子或原子层的表面层的状态，促进表面化 学和催化化学的发展 ⑶ 从静态到动态 激光技术和分子束技术的出现可以定量地研究具有指定量子态的反应粒子到指定量子 态的产物粒子所发生的能量传递和跃迁等基元过程速率的动态信息。目前的分子反应动态学 是非常活跃的学科。 ⑷ 从定性到定量 计算机的出现使人们能用更精确的定量关系来描述物质的运动规律。 ⑸ 从单一学科到边缘学科 学科的相互渗透和交叉使物理化学学科的研究领域不断扩大。 ⑹ 从平衡态的研究到非平衡态的研究 由于在生物学、气象学、天体物理学等中事物的发生和发展都是不可逆过程，将热力学 方法推广到不可逆过程将有广阔的发展前景。目前非平衡热力学已成为当前理论化学发展的 前沿之一。 §0-3 物理化学的研究方法 1．科学研究方法 物理化学是探求化学内在的，普遍规律性的一门学科，使自然学科中的一个分支，他 的研究方法和一般的科学研究方法有着共同之处。物理化学理论的发展完全符合辩证唯物论 的认识论。注重实践，按照实践---认识---再实践的这一形式。往复循环，以至无穷。每一循 环的内容，都比较地进入到高一级的程度。使物理化学学科不断深入发展。科学的研究方法， 首先是观察客观现象，在已有知识基础上，进行有计划地重现试验，这种重现实验可以人为 的控制一些因素和条件，忽略次要因素抓住主要矛盾，从复杂的现象中找出规律性的东西。 这是初步实践，然后根据实验数据，分析，归纳出若干经验定律。当然这种定律还只是客观