任课教师 姓名：魏慧英 单位：山东大学化学与化工学院 应用化学研究所 手机：13953119580 　　　应用化学研究所 手机：13953119580 邮箱：weihuiying@sdu.edu.cn

主要参考书 1. 天津大学物理化学教研室. 物理化学(第五版). 北京：高等教育出版社， 2009 1.  天津大学物理化学教研室. 物理化学(第五版). 北京：高等教育出版社， 2009 2. 傅献彩, 沈文霞, 姚天扬, 等. 物理化学(第五版). 北京: 高等教育出版社, 2006. 3. 印永嘉，奚正楷，张树永.《物理化学简明教程》 (第四版). 高等教育出版社 2007.

天津大学物理化学教研室. 物理化学(第五版). 北京：高等教育出版社，2009

傅献彩,等. 物理化学(第五版). 北京: 高等教育出版社, 2006. 傅献彩,等. 物理化学(第五版). 北京: 高等教育出版社, 2006.

教材 印永嘉, 奚正楷，张树永等. 物理化学简明教程(第四版). 北京：高等教育出版社. 2007

绪 论 物理化学的定义 §0.1 物理化学的研究对象及其重要意义 绪 论 §0.1 物理化学的研究对象及其重要意义 物理化学的定义 物理化学就是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而找出化学运动中最具有普遍性的基本规律的一门学科。 其它说法：用物理方法研究化学问题的科学。

History of Physical Chemistry The term "physical chemistry" was first introduced by M. Lomonosov in 1752, when he presented a lecture course entitled "A Course in True Physical Chemistry" before the students of Petersburg(彼得斯堡） University.

History of Physical Chemistry The first scientific journal specifically in the field of physical chemistry was the German journal, Zeitschrift für Physikalische Chemie, founded in 1887 by W. Ostwald and J. H. van 't Hoff. Together with S. A. Arrhenius., these were the leading figures in physical chemistry in the late 19th century and early 20th century. All three were awarded with the Nobel Prize in Chemistry between 1901-1909.

Wilhelm Ostwald

Jacobus van 't Hoff Svante Arrhenius

History of Physical Chemistry Modern physical chemistry originated in the 1860s to 1880s with work on chemical thermodynamics, electrolytes in solutions, chemical kinetics and other subjects. One milestone was the publication in 1876 by J. W. Gibbs of his paper, On the Equilibrium of Heterogeneous Substances. This paper introduced several of the cornerstones of physical chemistry, such as Gibbs energy, chemical potentials, Gibbs phase rule.

物理化学的三大问题 1 化学反应方向和限度问题 2 化学反应的速率和机理问题 3 物质的性质与结构之间的关系 学习物理化学可以解释许多现象，如： 针能浮水，螺丝刀不能；有的材料能透气却不能透水；纳米材料为什么如此引人入胜；为什么有的电池能充电有的却不能；高压锅里的温度是多少；等等。

物理化学的重要性 S.L. Bigelow的说法 Physical chemistry stands in the same relation to the subdivisions of chemistry in which philosophy stands toward all the sciences. Its main object is to unify thought within the science of chemistry; therefore, it might well be named, the “philosophy of chemistry” - S.L. Bigelow, 1912

§0.2 物理化学的研究方法 研究方法 1. 宏观方法 (热力学) 微观方法 (量子化学) 微观方法与宏观方法的桥梁 (统计热力学)

当然要做到这些必须对物理化学课程倍加喜爱。 §0.3 学习物理化学的方法 多思考，理解基本概念； 勤练习，掌握解题方法。 当然要做到这些必须对物理化学课程倍加喜爱。

萨迪·卡诺（N．L．Sadi Carnot） 卡诺是个年轻的下级军官和工程师。1814年，他毕业于法国综合工科学校，被分配到工兵部队工作。1820年退伍从事物理学和经济学研究。1832年，卡诺死于霍乱(cholera)，时年36岁。

Clausius的热寂说 the heat death of the Universe the entropy of the universe strives towards a maximum. Born: 2 Jan 1822 in Koslin, Prussia (now Koszalin(科沙林), Poland) Died: 24 Aug 1888 in Bonn, Germany

Boltzmann简介 奥地利物理学家。统计物理学的奠基人之一。1844年2月20日生于维也纳，1863年入维也纳大学，于1866年获博士学位，博士论文： “ 力学在热力学第二定律中的地位和作用 ” 。在论文中，他试图从纯力学的角度证明热力学第二定律。但他在博士论文中所提出的假设是难以令人置信的；其证明也没有得到同行的认可。后在维也纳的物理研究所任助理教授。此后历任拉茨、维也纳、慕尼黑和莱比锡等大学的教授。 玻耳兹曼通过熵与几率的联系，直接沟通了热力学系统的宏观与微观之间的关联，并对热力学第二定律进行了微观解释。他认为，热力学第二定律所禁止的过程并不是绝对不可能发生的，只是出现的几率极小而已，但仍然是非零的。 后来，玻耳兹曼把所有的时间都投入到对哲学的疯狂研究中去，完成一本系统阐述自己见解的哲学著作成为他的一个最大夙愿。然而，令人遗憾的是，还没有等著作完成，这位哲学争论中的孤独者于1906年9月5日在意大利度假的旅店里莫名其妙地以上吊自杀的方式结束了自己的生命(62岁)，解脱了心中的一切烦恼。

德裔奥地利物理学家玻耳兹曼（L. E. Boltzmann，1844一1906）

Vienna, Austria. Boltzmann's Tomb in the Zentralfriedhof (Central Cemetery).

1821年10月31日生于柏林的波茨坦。 1894年9月8日在夏洛滕堡逝世。 (Hermann von Helmholtz 1821～1894) 德国物理学家、生理学家。 1821年10月31日生于柏林的波茨坦。 1894年9月8日在夏洛滕堡逝世。

Josiah Willard Gibbs 1839-1903年 美国物理化学家吉布斯，1839年2月11日生于康涅狄格州的纽黑文。父亲是耶鲁学院教授。1854-1858年在耶鲁学院学习。1863年获耶鲁学院哲学博士学位，留校任助教。1870年后任耶鲁学 院的数学物理教授。曾获得伦敦皇家学会的科普勒奖章。1903年4月28日在纽黑文逝世(64岁)。

Josiah Willard Gibbs 布斯从不炫耀自己的工作。他的心灵宁静而恬淡，从不烦躁和恼怒，是笃志于事业而不乞求同时代人承认的罕见伟人。 Glbbs的工作多年没有得到人们的重视，他从来不愿化费一点力气宣传他自己的工作；Gibbs属于那种似乎内心并不要求得到同时代的人承认的罕见的人物中的一个。他对于能够解决自己脑海中所存在的问题便感到满足，一个问题解决之后，接着他又着手思考另一个问题，而从来不愿想一想别人是否了解他究竟做了些什么。 他毫无疑问可以获得诺贝尔奖，但他在世时从未被提名。直到他逝世47年后，才被选入纽约大学的美国名人馆，并立半身像。

Josiah Willard Gibbs 早在Gibbs 的工作在本国受到重视之前，Gibbs在欧洲已经得到承认。那个时代的杰出理论家 Maxwell不知从哪里读到了Gibbs的一篇热力学论文，看出了它的意义，并在自己的著作中反复地引证过它。Wilhelm Ostwald这样称赞Gibbs:“从内容到形式，他赋予物理化学整整一百年。”Ostwald同时在 1892年将他的论文译成了德文。七年之后， Le Chatelier又将其译成了法文。

(Michael Faraday,1791～1867年) 法拉第(Michael Faraday,1791～1867年)，英国化学家、物理学家。1791年9月22日生于伦敦。父亲是铁匠，母亲识字不多，法拉第从小生长在贫苦的家庭中，不可能受到较多的教育。9岁时，父亲去世了。法拉第不得不去文具店当学徒。1805年到书店当图书装订工，这使他有机会接触到各类书籍。每当他接触到有趣的书籍时就贪婪地读起来，尤其是百科全书和有关电的书本，简直使他着了迷。繁重的体力劳动，无知和贫穷，都没有能阻挡法拉第向科学进军。 有一次，法拉第去听著名科学家戴维(发现N2O的作用及电解制钾钠)的讲座，他认真地记笔记，并把它装成精美的书册。然后把这本笔记本和一封毛遂自荐的信于1812年圣诞节前夕，一起寄给戴维。在戴维的介绍下，法拉第终于进入皇家学院实验室并当了他的助手。 1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化，提出了法拉第电解定律。

(Michael Faraday,1791～1867年

朗缪尔的生平简介 美国物理化学家朗缪尔。1881年1月31日生于纽约的一个贫民家庭。1903年毕业于哥仑比亚大学矿业学院。1906年获得哥丁根大学的博士学位。1957年8月16日在马萨诸塞州的法尔默斯逝世。 1932年，因表面化学和热离子发射方面的研究成果获得诺贝尔化学奖金。

贝采里乌斯的主要贡献 Jöns Jacob Berzelius 1779-1848, Stockholm, one of the founders of modern chemistry. He is especially noted for his determination of atomic weights, the development of modern chemical symbols, the discovery and isolation of several elements, the development of classical analytical techniques, and his investigation of isomerism and catalysis.

Temperature scales

Temperature scales 摄氏温标（Celsius），符号为℃。 　　摄氏温标的规定是：在大气压（1013.25百帕斯卡）下，水（冰）的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分为100等份，每等份为1℃。 　　1742年，瑞典天文学家安德斯·摄西阿斯（Anders Celsius，1701-1744）将一大气压下的水的冰点规定为100℃，沸点订为0℃，两者间均分成100个刻度，和现行的摄氏温标刚好相反。直到1743年才被修成现行的摄氏温标。 　　

1954年的第十届国际度量衡大会特别将此温标命名为“摄氏温标”，以表彰摄氏的贡献。 　　1990国际温标（ITS-90）对摄氏温标和热力学温标进行统一，规定摄氏温标由热力学温标导出，0℃=273.15K，划分不变。 　　目前，摄氏温标为世界上绝大多数国家采用的温度单位。

华氏温标 ℉ 1714年，德国物理学家丹尼尔·家百列·华伦海特（Daniel Gabriel Fahrenheit，1686 - 1736）最初所制的水银温度计是在北爱尔兰最冷的某个冬日，水银柱降到最低的高度定为零度；把他妻子的体温定为100度，然后再把这段区间的长度均分为100份，每一份叫1度。这就是最初的华氏温标。 后来，华伦海特改进了他创立的温标，把冰、水、氯化铵和氯化钠的混合物的熔点定为零度，以0℉表示之，把冰的熔点定为32℉，把水的沸点定为212℉，在32→212的间隔内均分180等分，这样，参考点就有了较为准确的客观依据。

The relationships among the Kelvin, Celsius (centigrade), and Fahrenheit temperature scales.

thermodynamic temperature scale (K) Does a temperature has an absolute zero, or 0 K? From the thermal motion of molecules, it should be at 0K if the motion freeze. From pV=nRT we can see that there is a naturally-defined zero on this scale. p→0， T→0. one other fixed point need be defined. its value is set as 273.16 K at the triple point of water. This is known as the ideal gas temperature scale. It is identical to Kelvin temperature scale based on Carnot heat engine.

p versus T plots of the experimental data obtained from a constant-volume gas thermometer using four different gases at different (but low) pressures.