0.5
物理化学的发展
量子化学: 探讨分子体系的性质,根据计算进 行分子的合理设计(如药物设计、材料设计、 物性预测等) 热力学：非平衡态热力学的发展
美国化学家昂萨格Onsager提出的“倒易关系” 比利时化学家普里高津Prigogine提出的“耗散结构理论” Onsager和Prigogine分别在1968年和1977年 获Nobel化学奖。
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C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球， 因此又名足球烯。C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子， 它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正 六边形。 应用： ①气体的贮存 ②有感觉功能的传感器 ③增强金属 ④新型催化剂 ⑤光学应用 ⑥癌细胞的杀伤效应 2013-7-25
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0.5
物理化学的发展
结构化学: 由阐明分子结构发展到研究物质的 表面结构、内部结构、动态结构 现代波谱技术和衍射分析可分析测定晶体结 构，“看到”原子的原子层次分辨
如：1982年诺贝尔化学奖得主A.Klug开创了“晶体电子显微
学”，并用于揭示核酸-蛋白质复合物的结构
1991年诺贝尔化学奖得主R.Ernst用核磁共振谱法研究大 分子在溶液中的动态结构
物 理 化 学
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绪
论
是什么？

学什么？ 怎么学？

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绪
论
目的 学习 方法 内容
物理 化学
研究 方法 形成
发展
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国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC） International Union of Pure and Applied Chemistry
的定点切割反应热力学研究、生物膜分子的热力
学研究等.
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0.6 物理化学课程重要性
课程重要性
极富生命力的学科 20世纪诺贝尔化学奖 中占64% 中科院化学学部院士 1/3研究物理化学 课程体系中的 龙头学科
知识能力素质培养
服
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务
创
新
0.7 物理化学课程的学习目的
基本知识 原理
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LHC-II是绿色植物中含量最丰富的主要捕光复合物， 这种复杂的分子体系镶嵌在生物膜中，具有很强的疏 水性，难以分离和结晶。对其晶体结构的测定是国际 公认的高难课题，也是一个国家结构生物学研究水平 的重要标志。 03年北京同步辐射实验室生物大分子晶体学线站获得 了该晶体的高分辨率衍射数据，最终获得2.72Å分辨 率的晶体结构，该结果以封面文章形式发表于04年3 月的《自然》杂志。
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0.4
物理化学的形成
1887年
俄国科学家W.Ostwald（1853～1932）、
荷兰科学家J.H.van’t Hoff(1852～1911) 合办了第一本“物理化学杂志”（德文）
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0.4
物理化学的形成
物理化学三剑客
Nobel化学奖获得者

德国化学家W.Ostwald ， 1909年 荷兰化学家Van‘t Hoff ， 1901年 瑞典化学家S.A.Arrhenius ， 1903年

交叉分子束技术 (称为分子反应动力学)：
86年获Nobel化学奖

飞秒激光技术: 99年获Nobel化学奖
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0.5
物理化学的发展
新的分支学科形成: 如：化学热力学，热化学，
电化学，溶液化学，胶体化学，表面化学，化学
动力学，催化作用等. 化学热力学的热点研究领域有生物热力学和热化 学研究，如细胞生长过程的热化学研究、蛋白质
学习 目的
科学思维 方法 解决实际 问题
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0.8 物理化学课程的学习方法
理论与实验并重 课程 特点
逻辑推理性强 物理量多、公式多
教与学
精讲 勤练 多用
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1.冬天大雪后为什么要在马路上撒盐？人工降雨的
原理是什么？
2.如果使海水降低0.1℃就足以使全世界的工厂
1000年所需的能量了，能造出一个机器使热量 全部变为功吗？ 3.为什么混合过程是一个由有序到无序的自发过程， 而生命现象是由无序到有序的过程？
【成立经过】 1919年成立于法国巴黎。法定永久地址和总部设在瑞士苏黎 士，依照瑞士法律登记注册。 【宗旨】 非政府、非营利、代表各国化学工作者组织的联合会，其宗 旨是促进会员国（Member Countries） 化学家之间的持续合 作；研究和推荐对纯粹和应用化学的国际重要课题所需的规 范、标准或法规汇编；与其他涉及化学本性有关课题的国际 组织合作；对促进纯粹和应用化学全部有关方面的发展作出 贡献。

【成员】 各国仅可通过一个全国性的组织（国家化学理事会、化学会、 科学院或是任意一种科技团体或机构）代表该国化学工作者 参加IUPAC。设国家会员组织（National Adhering Organization）观察员国家（Observer Country）和联系会 2013-7-25 员（Associated Organization）等。
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课后思考题
我对物理化学课程的初步认识
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0.5
物理化学的发展
近代化学的发展趋势和特点： (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) 从单一学科到交叉学科 (6) 从研究平衡态到研究非平衡态
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0.5
物理化学的发展
物理化学的发展
突
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破
融 合
但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体 正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心 脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外，外界 环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会 使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是 人类衰老和患病的根源。
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自由基导致的凋亡
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微观上，
分子、 原子间 相互作 用、相 互结合 方式及 运动方 式的变 化
物质 化学 变化
能 量 形 式 的 变 化
热电 光声 等 物理 现象
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0.2
物理化学的组成
化学热力学：化学变化的方向和限度
化学动力学：化学反应的速率和机理 结构化学： 分子、原子结构与性能
0.3 物理化学的研究方法
•
量子力学方法：
用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方
程）求解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。
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0.4
物理化学的形成
1752年
俄国的化学家和物理学家
罗蒙诺索夫｛M.B.ЛOMOHOCOB (17111765)｝第一个提出了物理化学这一词
2013-7-25
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0.5
物理化学的发展
反应机理
化学动力学：
反应类型
反应物种
实验方法
光化反应
链反应
催化反应
自由基化学
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生物体系主要遇到的是氧自由基，例如超氧阴离子 自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧 化氮自由基。加上过氧化氢、单线态氧和臭氧，通 称活性氧。体内活性氧自由基具有一定的功能，如 免疫和信号传导过程。
所证明。此外，还有C70等许多类似C60的分子也
已被相继发现。
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0.3 物理化学的研究方法 •热力学方法：
研究对象：宏观体系
理论基础：两个经典热力学定律 适用对象：平衡体系
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0.3 物理化学的研究方法
•统计力学方法：
概率统计规律 计算 解释
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微观运动的平均结果 宏观现象、性质
三种武器消除自由基 天然武器－－抗氧化剂 维生素E和维生素C 生化武器－－ 酶 为了补充这种酶，应摄取 含硒的食物。如动物的肾脏、 牡蛎、鳕鱼、比目鱼等。 甜蜜武器－－保健食品
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0.5

物理化学的发展
实验方法的研究----快速的探测方法
化学弛豫技术和闪光光解技术 ：
67年获Nobel化学奖
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0.4
物理化学的形成
F.W.Ostwald 德国化学家 (1853-1932) 1909年Nobel化学 奖获得者
J.H.Van't Hoff 荷兰化学家 (1852-1911) 1901年Nobel化学 奖获得者
S.A.Arrhenins 瑞典化学家 (1859--1927) 1903年Nobel化学 3-7-25
0.1 什么是物理化学
物理化学是介于物理与化学的中间学科， 作为化学的理论基础，又称理论化学，属于
化学的一个分支(二级学科)，是化学的基础
学科。
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0.1 什么是物理化学
物理化学
从研究化学现象和物理现象之间的相互 联系入手，从而探求化学变化中具有普遍 性的基本规律。 主要采用物理学的原理和实验方法。
足球烯是美国休斯顿赖斯大学的克罗脱 (Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,R.E.)等人于1985
年提出的。他们用大功率激光束轰击石墨使其气
化，用1MPa压强的氦气产生超声波，使被激光 束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀， 并迅速冷却形成新的碳原子，从而得到了C60。 C60的组成及结构已经被质谱、X射线分析等实验