Физическая химия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Физи́ческая хи́мия — наука об общих законах, определяющих строение и химические превращения веществ при различных внешних условиях. Исследует химические явления с помощью теоретических и экспериментальных методов химии и физики.
Содержание |
[править] История физической химии
Начало физической химии было положено в середине XVIII века. Термин «Физическая химия», в современном понимании методологии науки и вопросов теории познания [1], принадлежит М.В. Ломоносову, который в 1752 впервые читал студентам Петербургского университета «Курс истинной физической химии». В преамбуле к этим лекциям он даёт такое определение: «Физическая химия — наука, которая должна на основании положений и опытов физических объяснить причину того, что происходит через химические операции в сложных телах». Учёный в трудах своей корпускулярно-кинетической теории тепла касается вопросов, в полной мере отвечающих вышеизложенным задачам и методам. Именно такой характер носят и экспериментальные действия, служащие подтверждению отдельных гипотез и положений настоящей концепции. М. В. Ломоносов следовал таким принципам во многих направлениях своих исследований: в разработке и практической реализации основанной им же «науки о стекле», в различных опытах, посвящённых подтверждению закона сохранения вещества и силы (движения); — в работах и экспериментах, имеющих отношение к учению о растворах — им была разработана обширная программа исследований настоящего физико-химического феномена, находящаяся в процессе развития до настоящего времени.
Затем последовал более чем столетний перерыв и одним из первых в России физикохимические исследования в конце 1850-х годов начал Д. И. Менделеев.
Следующий курс физической химии читал уже Н.Н. Бекетов в Харьковском университете в 1865 году.
Первая в России кафедра физической химии была открыта в 1914 году на физико-математическом факультете Санкт−Петербургского универстета — осенью приступил к чтению обязательного курса и практическим занятиям по физической химии ученик Д. П. Коновалова М. С. Вревский.
Первый научный журнал, предназначенный для публикации статей по физической химии, был основан в 1887 году В. Оствальдом и Я. Вант-Гоффом.
[править] Предмет изучения физической химии
Физическая химия является основным теоретическим фундаментом современной химии, использующим теоретические методы таких важнейших разделов физики, как квантовая механика, статистическая физика и термодинамика, нелинейная динамика, теория поля и др. Она включает учение о строении вещества, в том числе: о строении молекул, химическую термодинамику, химическую кинетику и катализ. В качестве отдельных разделов в физической химии выделяют также электрохимию, фотохимию, физическую химию поверхностных явлений (в том числе адсорбцию), радиационную химию, учение о коррозии металлов, физико-химию высокомолекулярных соединений и др. Весьма близко примыкают к физической химии и подчас рассматриваются как её самостоятельные разделы коллоидная химия, физико-химический анализ и квантовая химия. Большинство разделов физической химии имеет достаточно четкие границы по объектам и методам исследования, по методологическим особенностям и используемому аппарату.
[править] Различие между физической химией и химической физикой
Обе эти науки находятся на стыке между химией и физикой, иногда химическую физику включают в состав физической химии. Провести чёткую границу между этими науками не всегда возможно. Однако с достаточной степенью точности это отличие можно определить следующим образом:
- физическая химия рассматривает суммарно процессы, протекающие с одновременным участием множества частиц;
- химическая физика рассматривает отдельные частицы и взаимодействие между ними, то есть конкретные атомы и молекулы (таким образом, в ней нет места понятию «идеальный газ», которое широко используется в физхимии).
[править] Разделы физической химии
- Учение о строении вещества, свойствах молекул, ионов, радикалов, природе химической связи — В этот раздел входит учение о строении атомов и молекул и учение об агрегатных состояниях вещества. Учение о строении атома, относящееся в большей степени к физике, 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 выделяемой или поглощаемой теплоты и определить, как будет влиять на него изменение внешних условий. На основе второго закона термодинамики определяется возможность самопроизвольного течения процесса, а также условия положения равновесия и его смещения под влиянием изменения внешних условий. Внутри данного раздела можно выделить несколько подразделов:
- 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.
- Электрохимия изучает некоторые особенности свойств растворов электролитов, электропроводность растворов, процессы электролиза, д дисциплина)
[править] Примечания
- ↑ «Физической химией» ещё в алхимии именовали определённые концептуальные представления этого философского конгломерата искусства и науки, но то понятие, конечно, никоим образом нельзя ассоциировать с методологической системой, которую подразумевает предложенное к разработке и развивавшееся им самим учение М. В. Ломоносова
[править] См. также
[править] Литература
- Химическая энциклопедия НИ «Большая российская энциклопедия», М., 1998;
- Некрасов, В. В. «Основы общей химии» в 2-х т., том 1, М.: «Химия», 1973. — 656 c.
| Физика (экспериментальная • теоретическая) | |
|---|---|
| Основные разделы | Механика • Термодинамика • Статистическая физика • Электродинамика • Колебания и Волны • Квантовая физика • Атомная физика • Ядерная физика • Физика элементарных частиц • Теория поля |
| Механика | Классическая механика • Специальная теория относительности • Общая теория относительности • Релятивистская механика • Квантовая механика • Механика сплошных сред |
| Термодинамика и Статистическая физика |
Молекулярная физика • Физическая кинетика • Физика плазмы • Физика конденсированного состояния |
| Теория поля | Классическая теория поля • Квантовая теория поля |
| Электродинамика | Электричество • Магнетизм • Оптика |
| Колебания и волны | Оптика • Акустика • Радиофизика • Теория колебаний |
| Связанные науки | Химическая физика • Физическая химия • Математическая физика • Астрофизика • Геофизика • Биофизика • Физика атмосферы • Метрология • Материаловедение |
| Другие разделы | Космология • Нелинейная динамика |
