◆ 李远哲、赫谢巴希和波兰尼（美）于1968年建 成交叉分子束装置，设计制造高效质谱检测仪， 以此在化学反应动态学领域做出了许多卓越贡 献，三人共同获得1986年化学奖。
◆ 1897～1900 年,萨巴蒂尔(法) 研究了有机脱氢催化 反应,获1912 年化学奖。
◆ 1901 年奥斯特瓦尔德(德) 对催化现象进行了深入 的研究,同时在化学平衡和化学反应历程理论做出 了杰出的贡献,获1909 年化学奖。
CH4 2O2 CO2 2H2O 放热
例2：指示剂变色
例3：原电池
Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 放电
（2）许多物理因素能引起或影响化学反应的发生
例1： 3H2 N2 高温,高压,催化剂 2NH3
CaCO3 p ,9000 C CaO CO2 (g)
例2：盐水电解
第三阶段：1960~现在
➢ 计算机、波谱仪器、扫描隧道显微镜、 原子力显微镜、电子技术、激光技术等
➢ 现代物理化学发展趋势： 从体相到表相； 从静态到动态； 从平衡态到非平衡态。
飞秒激光技术
飞秒激光是一种超短的激光脉冲，1飞秒为 10-15秒，飞秒激光技术可以测得几个飞秒内 发生的化学反应，相应成立了一门新的学科 叫飞秒化学。
例：
CaCO3 P ,9000C CaO CO2 (g) Q 178kJ
3H2 N2 常温,常压 2NH3 ??
C石 C金刚石 ??
2、化学动力学
化学动力学主要研究各种因素，包括浓度、温 度、催化剂、溶剂、光、电等对化学反应速率 影响的规律及反应机理（历程）。
例：合成氨反应
3H N 2
◆1929 年盎萨格(美) 提出“不可逆过程的倒易 关系”理论。1947 年普里高金(比) 提出最小 熵产生原理,他们的工作奠定了线性不可逆过 程热力学的基础。盎萨格因此贡献获1968 年 化学奖。 ◆后来,普里高金提出耗散结构理论,这一理论 是非线性不可逆过程热力学的重要成果,它首 先在化学领域的应用中取得成功,现在已逐步 被用来解释生命现象和社会现象,普里高金因 此获1977年化学奖。
实践证明，这种宏观的热力学方法是十分可 靠的，至今未发现过实践中与热力学理论 所得结论相反的情况。
2、统计力学方法
属于从微观到宏观的方法。 研究对象：大量微观粒子(原子、分子、离子 等)组成的宏观系统 。 方法特点：把大量粒子所构成的体系的微观 运动和宏观表现联系起来，用统计学原理， 利用粒子的微观量求大量粒子行为的统计平 均值进而推求体系的宏观性质。 例如：p，Cp
➢ 十八世纪开始对燃烧问题进行研究，物理化学开始 萌芽；
➢ 十九世纪中叶，原子-分子学说、气体分子运动论、 元素周期律、经典热力学第一定律和第二定律、化 学热力学的发展；
➢ 十八世纪中叶（约1752年 ），俄国科学家罗蒙诺 索夫最早使用“物理化学”这一术语；
➢ 1887年，德国科学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家 范霍夫合办的德文《物理化学杂志》创刊，标志着 物理化学真正形成为一门独立的学科 ；
2. 反应动力学
◆邢歇伍德(英) 和谢门诺夫(苏) 各自独立地发展了 前人的理论,对链反应历程进行了细致的研究,提 出了分支支链式反应理论,并发现了爆炸反应的 界限,两人共同获得1956 年化学奖。
◆ 30 年代开始,人们广泛利用各种物理学原理和手 段,对快速反应进行研究,逐步形成了研究快速反 应的方法,其中闪光分解法和驰豫法最为有效,分 别由诺立希、波特尔(英) 和艾根(德) 发明,他们 三人因此共获1967 年化学奖。
物理化学定义
物理化学是应用物理学的原理和方法， 研究化学变化普遍规律的科学。
具体而言：物理化学研究物质体系发生 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有密切联系的物 质的结构及性质(宏观性质、微观性质、 界面性质和分散性质等)。
其它定义
用飞秒激光技术来研究超快过程和过渡态。 飞秒化学的研究在99年获Nobel化学奖。
诺贝尔奖与物理化学
根据统计，20世纪诺贝尔化学奖获得者 中，约60%是从事物理化学领域研究的 科学家，在中国科学院化学学部的院士 中，近1/3是研究物理化学或者是物理化 学某一个领域的科学家，作为极富生命 力的化学基础学科，物理化学又是新的 交叉学科形成和发展的重要基础。
主要研究物质结构与性质之间的关系。
物质的宏观性质由微观结构决定，物质结构是 由内部结构来讨论物质性质和化学反应，是在更 高层次上研究化学反应的规律和本质。
合成高分子材料、半导体、超导体、激光材料， 以及原子能的利用和电子计算机等，在很大程度 上都是进行物质结构科学实验时所取得的成果。
包括结构化学和量子化学两门学科。
20世纪50年代，黄子卿：
“一种学科，从物理现象和化学现象的联系找出 物质变化的基本原理叫做物理化学。”
20世纪80年代初，唐有祺：
“物理化学是化学学科中的一个重要学科，它借 助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实 验手段，研究化学科学中的原理和方法，研究化 学体系行为最一般的宏观、微观规律和理论的学 科，是化学的理论基础。”
4. 化学键理论
◆1893 年维尔纳(瑞士) 提出配位理论,获1913 年化 学奖。
◆1913 年玻尔(丹) 提出原子轨道量子化理论,成功 地解释了氢原子光谱,获1922年物理奖,他的工作 导致了原子价电子理论的建立。1916 年,柯塞尔 提出电价键理论。同年,路易斯提出共价键理论。 但都未能说明化学键的本质。化学键理论的真正 解决,是在量子化学建立以后的事情。量子化学是 量子力学在化学中的具体应用,其建立应从1927 年海特勒和伦敦解氢分子薛定谔方程算起,从此,化 学的发展进入了一个新的历程。
◆ 70 年代末,奥特曼和切赫(美) 对RNA 的自催化机理 进行了深入的研究,获得1989 年化学奖。
◆陶布(美) 因对金属络合物中的电子转移反应机理的 研究,获1983 年化学奖。
◆ 1992 年马卡思(美) 因在“电子转移过程理论”方 面所作出的重要贡献获诺贝尔化学奖。
3. 胶体化学和表面化学
“物理化学三剑客”
在《物理化学杂志》的创刊号上，同时还摘要发表了 瑞Байду номын сангаас化学家S.A.Arrhenius 的“电离学说”，这三人都 是物理化学的重要奠基人，由于他们对物理化学的卓 越贡献和研究工作中的亲密合作关系，被称为“物理 化学三剑客”。
➢ 以化学热力学理论的成熟和宏观反应速率理 论的建立为特征，这一时期主要借助于物理 学中的力学、热学及气体分子运动论来解决 化学平衡和化学反应速率问题。
2 4600 C,300 p
2NH3
27%
3H2 N2 常温,常压 2NH3 ??
金属腐蚀
例1 H2 Cl2 光照 2HCl
例2
CH2=CH2+Br2
机理：
CH2-Br CH2-Br
CH2=CH2+Br2
CH2 Br + Br CH2
CH2-Br CH2-Br
3、物质结构（单独设课）
§0-3 物理化学的研究方法
事物都是一分为二的，矛盾的对立与统一 ---辩证唯物主义的方法；
实践，认识，再实践---认识论的方法； 由特殊到一般的归纳及由一般到特殊的演绎 的逻辑推理方法； 科学模型的方法等等。
1、热力学方法
又叫宏观方法。 研究对象：大量粒子构成的宏观体系。 方法特点：不涉及物质体系内部粒子的微观 结构，只涉及物质体系变化前后状态的宏 观性质。
南京大学：
物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系 入手，来探求化学变化基本规律的一门学科。
研究化学变化时注意其物理实质
物理学原理 物理学方法 物理学概念 物理学模型
数学表达
多元函数微分、曲线积分
集物理、数学和化学于一身的一门学科。
§0-2 物理化学的基本内容
1、化学热力学
化学热力学主要研究化学反应的方向、限度和能量转换。
物理化学
（上册）
E-mail：wang_guihua@ Tel ：62332689（O）
绪论
§0-1 什么是物理化学 §0-2 物理化学的基本内容 §0-3 物理化学的研究方法 §0-4 物理化学的形成与发展 §0-5 物理化学的学习方法 §0-6 课程要求 §0-7 学科重要性
§0-1 什么是物理化学
3、量子力学方法
研究对象：个别的电子和原子核组成的微观体系； 方法特点：考察个别微观粒子的运动状态，即微观 粒子在空间某体积微元中出现的概率和所允许的运 动能级。 微观粒子运动的三个主要特征是能量量子化、波粒 二象性和不确定关系。 将量子力学方法应用于化学领域，得到了物质的宏 观性质与其微观结构关系的清析图象。
四大化学：无机化学、物理化学、有机化学、 分析化学
新学科：生物化学、环境化学、材料化学、计 算化学、地球化学、放射化学、药物化学、 化学海洋学……
物理化学物理+化学 Physical Chemistry Physics+Chemistry
1、物理变化与化学变化具有密切联系
（1）化学变化常伴随着物理变化。 例1：天然气烧饭
1.化学热力学
◆1885 年范霍夫(荷) 提出化学热力学定律,发展了 近代溶液理论,形成了化学热力学,获首届（1901年） 诺贝尔化学奖。 ◆ 1889 年阿累尼乌斯(瑞典) 提出关于电离学说和 著名的阿累尼乌斯公式,获得1903 年化学奖。 ◆ 1906 年能斯特(德) 提出著名的能斯特热定理,获 1920 年化学奖。 ◆此后,乔克(美) 进行了一系列精度极高的超低温实 验,为热力学第三定律提供了大量不可置疑的证据, 同时也大大加深了人们对物质在超低温时的行为的 认识,获1949 年化学奖。
化学动力学所用的方法则是宏观方法与微 观方法的交叉、综合运用，用宏观方法构 成了宏观动力学，采用微观方法则构成微 观动力学。