Надо Знать

добавить знаний



Физическая химия



План:


Введение

Физическая химия - отрасль науки, изучающая химические явления и процессы на основе общих принципов физики с использованием физических экспериментальных методов.

В отличие от химической физики, которая использует более микроскопический подход, физическая химия применяет физические понятия для изучения макро-и Мезоскопическая физика систем. Однако, поскольку физическая химия является междисциплинарной наукой, классифицировать конкретное исследование как чисто физическое, химическое, принадлежащее к физической химии или в химической физики, часто довольно сложно.


1. История

Срок физическая химия первым использовал Михаил Ломоносов в своем курсе лекций 1752 "Курс истинной физической химии". Однако, в современном понимании физическая химия начала складываться во второй половине 19 в. с развитием химической термодинамики. Выдающийся вклад в становление физической химии сделал Джозая Виллард Гиббс, введя такие термины как свободная энергия Гиббса, химический потенциал, сформулировав правило фаз. Вместе с термодинамикой во второй половине 19 в. началось развитие химической кинетики, которая изучает скорость химических реакций, и химии электролитов. Ведущими исследователями в этих областях были Вильгельм Оствальд, Якоб Хендрик Вант-Гофф, Сванте Август Аррениус.

Развитие спектроскопии, рентгеновских методов исследований, методов электронного и ядерного магнитного резонансов предоставил химикам новые инструменты и расширил возможности их исследований. Возникла можливить установление взаимосвязи между химической структурой и свойствами веществ. Квантовая механика привела к появлению квантовой химии.

В 20 в. методы физической химии стали применяться для изучения коллоидов и поверхностных свойств веществ, сформировались коллоидная химия и химия поверхности. Благодаря развитию ядерной физики возникла также и ядерная химия, среди задач которой выделяется проблема разделения изотопов и использования радиоизотопов в радиохимии. Среди ведущих исследователей в области физической химии в 20 в. выделяются Ирвинг Ленгмюр и Лайнус Полинг.


2. Основные направления исследований

Основными направлениями исследований физической химии являются:


3. Разделы физической химии

  • Теоретическая химия - исследования и предсказания свойств отдельных молекул или макроскопических количеств вещества с помощью математического аппарата и компьютерных симуляций. Для понимания строения материи и химической связи используются квантовая механика, а статистическая термодинамика позволяет найти взаимосвязь с химической термодинамикой макроскопических объектов.
  • Строение вещества, свойства молекул, ионов, радикалов, природу химической связи - в этот раздел входит учение о строении атомов и молекул и учение о агрегатные состояния вещества. Учение о строении атома, относится в большей степени к физики, в курсах физической химии необходимо для выяснения вопросов образования молекул из атомов, природы химической связи.
  • Химическая термодинамика - в этом разделе физической химии рассматриваются основные соотношения, вытекающие из первого закона термодинамики, которые позволяют рассчитать количество теплоты, что выделяется или поглощается и определить, как будет влиять на это изменение внешних условий. На основе второго закона термодинамики определяется возможность самопроизвольного протекания процесса, а также условия положения равновесия и его смещения под влиянием изменения внешних условий. В данном разделе также можно выделить несколько подразделений:
    • Термодинамика газов
    • Термодинамика растворов рассматривает природу растворов, их внутреннюю структуру и важнейшие свойства, зависимость свойств от концентрации и химической природы компонентов и вопросы растворимости.
    • Термодинамика адсорбции
    • Статистическая термодинамика позволяет получать термодинамические параметры системы исходя из строения компонентов системы и внешних условий.
  • Химическая кинетика - изучает скорость химических реакций, ее зависимость от внешних условий (температура, концентрация). Является одним из важнейших разделов химии, показывает какой именно продукт образуется в сложной системе
  • Электрохимия изучает некоторые особенности свойств растворов электролитов, электропроводность растворов, процессы электролиза вещества)
  • Звукохимия (акустохимия) изучает химические процессы, протекающие при действии звуковых волн.
  • Потенциометрия - область физической химии, использующий различные электрохимические и термодинамические методы, также методы аналитической химии.
  • Спектроскопия - общее понятие, охватывающее класс экспериментальных исследований, изучающих как образцы вещества отдают или адсорбируют энергию в формах электромагнитного излучения ( радиоволны, световые, инфракрасные, ультрафиолетовые -, рентгеновские лучи и т.д.). Целью спектроскопии на основе полученного спектра сделать выводы о внутренней структуре вещества, его состав или динамику процессов в материи.

4. Ведущие научные журналы

В перечень ведущих научных журналов входят:

  • Zeitschrift f?r Physikalische Chemie (1887)
  • Journal of Physical Chemistry A (с 1896 под названием Journal of Physical Chemistry, переименован 1997 года)
  • Physical Chemistry Chemical Physics (с 1999, ранее, с 1905 издавался как Faraday Transactions)
  • Macromolecular Chemistry and Physics (1947)
  • Annual Review of Physical Chemistry (1950)
  • Molecular Physics (1957)
  • Journal of Physical Organic Chemistry (1988)
  • Journal of Physical Chemistry B (1997)
  • ChemPhysChem (2000)
  • Journal of Physical Chemistry C (2007)
  • Journal of Physical Chemistry Letters (с 2010)

5. Физическая химия в Украине

В Украине исследования по физической химии проводятся в Институте физической химии НАНУ, Интститути коллоидной химии и химии воды и других научно-исследовательских и научно-технических институтах, на химических факультетах университетов.

6. Значение физической химии в технике и повседневной жизни

Физическая химия охватывает исследования многих объектов со значительным потенциалом их применение в технике и повседневной жизни и жизнедеятельности человека.


Литература


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам