物理化学热力学
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发布时间：2022-04-25 15:13
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时间：2023-10-11 16:16
《物理化学》（狭义的）主要研究化学热力学（主要讨论以下主题：相变过程、反应过程的热效应，相变、反应方向和限度，即化学平衡以及影响因素，表面、界面现象等等）和化学动力学（主要研究：反应速率及影响因素，反应的机理或微观历程）。
化学热力学建立在热力学（属于物理学）理论的基础上，用热力学理论研究化学过程的基本问题。热力学不考虑物质的微观结构，它利用热力学定律和物态方程从宏观上解决问题，即试图根据某些实验数据导出物质的各种宏观性质及其变化规律。热力学本质上是经验理论，不论是热力学定律还是物态方程都是人们用大量实验数据总结出来的（热力学定律可以直接验证，并不一定需要经过种种推导得出的推论被实验检验）。
统计力学是建立在一些基本假设（无法直接用实验验证）的基础上，运用统计的数学方法来阐明热力学定律的微观本质，建立宏观和微观间的关系，即设法从微观运动出发通过理论推导计算物质的各种宏观性质及其变化规律。统计力学不依赖任何实验数据，是一种“纯”理论，假设以及整个理论体系的正确性靠由它推出的结论被实验证实而得到检验（相对论、量子力学都是这样的理论，而牛顿力学则属于经验理论）。统计力学是物理学中最艰深的理论之一（凡是“纯”理论都是艰深的），本科阶段化学类专业一般只介绍分子运动论的基本思想和简单理论推导，作为热力学的一种补充和深化。
化学动力学看起来并没有什么物理基石，没有什么系统的物理理论作为研究基础，其实散见于物理学各个分支中的基本概念仍然贯穿于化学动力学的理论体系中。
《结构化学》主要研究物质的微观结构（主要讨论其中电子的行为，化学键、分子间力的电子本质。化学反应本质上就是电子的变化）和探测微观结构的物理手段（各种光谱、波谱、能谱等等）。
结构化学的物理基石就是量子力学，结构化学中涉及的量子理论主要包括量子力学的基本假设及由这些基本假设导出的薛定谔方程，以及对原子解薛定谔方程得出的一些重要结论，例如原子的能级分布，电子排布，四个量子数的意义等等。用薛定谔方程来解决分子中的电子运动，就得到了化学键的本质和化学反应的本质，得到了分子中电子能级的分布，及相关问题的深入理解。如前所述量子力学也是艰深的理论，对学化学的本科学生而言，只要定性理解其基本思想和主要结论就可以了，不必过多关注其中复杂的数学推导（但要知道推导的大意和贯穿其中的逻辑，也就是基本思想）。对将来打算致力于化学研究的学生而言，尽可能搞清细节当然更好（这也可看作你是否适合从事化学理论研究工作的试金石，不能基本弄清者，建议从事实验研究或实际应用方面的工作）。
综上，对于今后打算从事应用性工作的学生，结构化学（包括其中的量子力学）的重要性就不及物理化学了，对打算从事研究性工作的学生，两门课程同样重要，其中理论性研究的对量子力学中涉及的数学需要更深透的理解。
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时间：2023-10-11 16:16
