物化绪论
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物理化学绪论0 绪论0.1 物理化学的概念物理化学是以物理原理和技术为基础,从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探讨化学变化基本规律的一门科学。
化学和物理是紧密相联,化学过程伴随有物理现象,如化学反应伴随有体积的变化,压力的变化,热效应,光效应和电效应等;反过来,温度、压力和浓度的改变,光的照射会引起化学变化。
另一方面,分子中电子的运动,原子的转动和振动以及原子相互间的作用等,则直接决定了物质的性质及化学反应能力。
人们在长期的实践中注意到这种相互联系并加以总结,逐步形成了一门独立的学科分支,叫物理化学。
0.2物理化学的内容(1)化学反应的方向和限度问题(热力学问题)一个化学反应在指定条件下将朝哪个方向进行?这是化学反应的方向问题。
如果反应向某个方向进行,它将进行到何时为止?这是化学反应的限度问题。
温度、压力和浓度对化学反应的方向和限度有什么影响?如何控制外界条件使化学反应按我们所希望的方向进行?(2)化学反应的速率和机理的问题(动力学问题)一个化学反应的速率究竟有多大?反应是经过什么样的途径(历程、机理)进行的?外界条件(如温度、压力、浓度和催化剂等)对反应速率有多大的影响?怎样才能有效地控制化学反应的速率,抑制副反应的发生,使之按我们所希望的方向和适当的速率进行?这些都是化学反应的速率和机理的问题,或动力学问题。
如: 目前合成氨的工业生产都是在高温高压下进行的,这种流程不仅对设备要求高,投资多,而且生产条件不易控制。
那么能否在常温常压下合成氨?如果可能,氨的理论产率是多少?这些问题都属于热力学问题。
热力学理论表明,常温常压下合成氨是完全可能的。
然而常温常压下合成氨反应实际上却不能进行。
为什么?因为存在着动力学方面的阻力。
要使之在常温常压下进行,必须寻找最合适的催化剂和最合适反应途径。
(3)物质结构与性能之间的关系物质结构与性能是密切相关的,物质的内部结构决定了物质的性质。
研究物质的内部结构,不仅可以帮助我们理解化学变化的内因,而且可以预见在适当的外因作用下,物质结构将发生什么样的变化。