物理化學及其發(fā)展史論文

1、物理化學及其發(fā)展史 物理化學及其發(fā)展史xxx xxx（太原師范學院化學系，山西太原 （太原師范學院化學系，山西太原 030031）摘要 摘要:物理化學是化學學科的理論理論基礎(chǔ)。物理化學是以物理的原理和實驗技術(shù)為基礎(chǔ)，研究化學體系的性質(zhì)和行為，發(fā)現(xiàn)并建立化學體系中特殊規(guī)律的學科。隨著科學的迅速發(fā)展和各門學科之間的相互滲透，物理化學與物理學、無機化學、有機化學在內(nèi)容上存在著難以準 確劃分的界限，從而不斷地產(chǎn)生新的分支學科。物理化學的研究在

2、各個方面的應(yīng)用越來越廣泛。 [1]物理化學是一門發(fā)展?jié)摿艽蟮膶W科！關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞:物理化學，發(fā)展，學科形成，前景物理化學是以物理的原理和實驗技術(shù)為基礎(chǔ)，研究化學體系的性質(zhì)和行為，發(fā)現(xiàn)并建立化學體系中特殊規(guī)物理化學律的學科。隨著科學的迅速發(fā)展和各門學科之間的相互滲透，物理化學與物理學、無機化學、有機化學在內(nèi)容上存在著難以準確劃分的界限，從而不斷地產(chǎn)生新的分支學科，例如物理有機化學、生物物理化學、化學物理等。物理化學還與許多非化學的學科

3、有著密切的聯(lián)系，例如冶金學中的物理冶金實際上就是金屬物理化學。1 物理化學簡介 物理化學簡介1.1 建立化學體系中特殊規(guī)律的學科 建立化學體系中特殊規(guī)律的學科化學學科的發(fā)展經(jīng)歷了若干個世紀。而物理化學則是以物理的原理和實驗技術(shù)為基礎(chǔ)，研究化學體系的性質(zhì)和行為，發(fā)現(xiàn)并建立化學體系中特殊規(guī)律的學科。[1]物理化學是化學學科的理論基礎(chǔ)，它從物質(zhì)的物理現(xiàn)象與化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手，去探求化學變化的基本規(guī)律。[2]一般公認的物理化學的研究內(nèi)容大致可以

4、概括為三個方面： 化學體系的宏觀平衡性質(zhì) 以熱力學的三個基本定律為理論基礎(chǔ)，研究宏觀化學體系在氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、溶解態(tài)以及高分散狀態(tài)的平衡物理化學性質(zhì)及其規(guī)律性。在這一情況下，時間不是一個變量。屬于這方面的物理化學分支學科有化學熱力學。溶液、膠體和表面化學。 1.2 物理化學發(fā)展的新階段 物理化學發(fā)展的新階段化學體系的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以量子理論為理論基礎(chǔ)，研究原子和分子的結(jié)構(gòu)，物體的體相中原子和分子的空間結(jié)構(gòu)、表面相的結(jié)構(gòu)，以及結(jié)構(gòu)與物性

5、的規(guī)律性。屬于這方面的物理化學分支學科有結(jié)構(gòu)化學和量子化學?；瘜W體系的動態(tài)性質(zhì)研究由于化學或物理因素的擾動而引起體系中發(fā)生的化學變化過程的速率和變化機理。在這一情況下，時間是重要的變量。屬于這方面的物理化學分支學科有化學動力學、催化、光化學和電化學。物理化學被認為一門實驗與理論并重的科學，基于物理理論的計算已成為化學不可缺少的組成部化學計量化合物。在實驗中不但能控制化學反應(yīng)的慍度和壓力等條件，進而對反應(yīng)物分子的內(nèi)部量子態(tài)、能量和空間取向

6、實行控制。 在理論研究方面，快速大型電子計算機加速了量子化學在定量計算方面的發(fā)展。對于許多化學體系來說，薛定諤方程已不再是可望而不可解的了。福井謙一提出的前線軌道理論以及伍德沃德和霍夫曼提出的分子軌道對稱守恒原理的建立是量子化學的重要發(fā)展。 物理化學還在不斷吸收物理和數(shù)學的研究成果，例如 70 年代初，普里戈金等提出了耗散結(jié)構(gòu)理論，使非平衡態(tài)理論研究獲得了可喜的進展，加深了人們對遠離平衡的體系穩(wěn)定性的理解。2.4． 物理化學發(fā)展歷程總結(jié)

7、 物理化學發(fā)展歷程總結(jié)中國物理化學的發(fā)展歷史，以 1949 年中華人民共和國成立為界，大致可以分為兩個階段。在 30～40 年代，盡管當時物質(zhì)條件薄弱，但老一輩物理化學家不僅在化學熱力學、電化學、膠體和表面化學、分子光譜學、X 射線結(jié)晶學、量子化學等方面做出了相當?shù)某煽?，而且培養(yǎng)了許多物理化學方面的人才。 1949 年以后，經(jīng)過幾十年的努力，在各個高等學校設(shè)置物理化學教研室進行人才培養(yǎng)的同時，還在中國科學院各有關(guān)研究所和各重點高等學校建

8、立了物理化學研究室，在結(jié)構(gòu)化學、量子化學、催化、電化學、分子反應(yīng)動力學等方面取得了可喜的成績。[7]從歷史上看，化學家史隨化學研究的深入而不斷吸納物理學成果來解決化學問題的。而且每次吸納物理學成果都都是化學進入一個新的發(fā)展階段。在實驗和理論兩方面都是如此。[8]3 物理化學學科的發(fā)展前景 物理化學學科的發(fā)展前景物理化學是在物理和化學兩大學科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它以豐富的化學現(xiàn)象和體系為對象,大量采納物理學的理論成就與實驗技術(shù),探索、歸納和

9、研究化學的基本規(guī)律和理論,構(gòu)成化學科學的理論基礎(chǔ)。物理化學的水平在相當大程度省反映了化學發(fā)展的深度。 隨著人們科學知識的不斷積累,科學認識的日益深化和現(xiàn)代科學技術(shù),如新譜學方法、分子束和激光技術(shù)、巨型計算機和先進計算方法等的應(yīng)用,使物理化學的理論與實驗研究均進入一個嶄新的發(fā)展階段?，F(xiàn)代物理化學發(fā)展的明顯趨勢和特點是,從宏觀到微觀,從體相到表面,從靜態(tài)到動態(tài)等。目前物理化學已在一定程度上能指導實踐,并在實踐中不斷得到豐富和發(fā)展。分子工程學

10、史當今的熱門工程學，想要達到想宏觀工程學那樣的水平，顯然需要以下幾方面定量的化學知識和在原子分子水平上操縱微觀對象的能力。1 掌握物質(zhì)的性能與其分子組成和結(jié)構(gòu)的關(guān)系2 掌管化學反應(yīng)進行的規(guī)律3 在合成和組裝中擁有在原子分子水平操縱微觀對象的能力為了實現(xiàn)分子工程學的設(shè)想，化學除了發(fā)揮自己現(xiàn)有的優(yōu)勢以外，還需要吸納物理學的成果。物理學向化學滲透，在無機化學方面更突出，而物理無機化學更應(yīng)該是吸納物理學新成果的前鋒。[9]總之，物理化學是一門發(fā)