物理化学发展史PPT学习教案.pptx

《物理化学发展史》PPT学习教案主要涵盖了物理化学这一学科从起源到现代的发展历程，以及其中的关键人物和里程碑事件。以下是对这部分内容的详细解释： 物理化学的起源可以追溯到1877年，德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德（Wilhelm Ostwald）和荷兰化学家杰拉德·范托夫（Johannes Diderik van der Waals）共同创办了《物理化学杂志》，标志着这门学科的正式形成。19世纪末至20世纪初，化学热力学成为物理化学的主要研究领域。这一时期，热力学第一定律和第二定律被广泛应用于化学体系，尤其是溶液体系的研究。美国科学家吉尔伯特·牛顿·路易斯（Gilbert Newton Lewis）提出处理非理想体系的逸度和活度概念，对化学热力学的完善起到了关键作用。 同时，詹姆斯·杜瓦·吉布斯（J. Willard Gibbs）的工作对多相平衡体系的研究产生了深远影响，范托夫对化学平衡的探讨则深化了我们对反应平衡的理解。瑞典科学家斯万特·阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）提出的电离学说，解释了电解质在溶液中的行为，而尼尔斯·玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）和威廉·霍尔登·能斯特（Walther Nernst）对热定理的发现，进一步巩固了化学热力学的基础。 在结构化学领域，量子力学的发展在20世纪20-40年代带来了革命性的变化。1926年，量子力学的兴起使得化学家们开始理解原子和分子的微观世界。1927年，弗朗茨·海特勒（Franz Hund）和沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli）的工作为路易斯的共价键理论提供了理论支持，而林纳斯·鲍林（Linus Pauling）和克莱夫·斯莱特（Clifford G. Slater）的价键理论以及马利肯（Robert S. Mulliken）和罗伯特·洪德（Robert S. Hund）的分子轨道理论，为化学键理论奠定了基础。鲍林提出的轨道杂化、氢键和电负性概念，极大地推动了结构化学的发展。 第二次世界大战后的物理化学研究侧重于实验技术和测量技术的创新，如光谱学的迅速发展，包括电子学、高真空技术和计算机技术的应用。这些技术的提升使得物理化学研究的对象扩大到了激发态分子，光化学领域取得了显著进步，尤其是在揭示化学反应机理方面的研究。此外，谱学技术的改进使得测定复杂生物大分子的结构成为可能，如青霉素、维生素B12、蛋白质和胰岛素的结构测定。 进入20世纪70年代，随着激光技术的革新和大规模高速电子计算机的应用，物理化学的新领域如分子反应动力学、激光化学和表面结构化学得以快速发展。分子反应动力学允许科学家控制反应条件，甚至影响反应物分子的量子状态和空间取向。福井谦一（Fukui Kenichi）的前线轨道理论和伍德沃德（Roald Hoffmann）与霍夫曼（Robert Burns Woodward）的分子轨道对称守恒原理，为量子化学提供了强大的理论工具。 至于中国物理化学的发展，1949年前，尽管条件有限，但老一辈科学家在多个领域，如化学热力学、电化学、胶体与表面化学、分子光谱学、X射线结晶学和量子化学上均取得了一定成就，并培养了大量人才。1949年后，中国物理化学的研究在国家的支持下迅速发展，逐步建立起完整的学科体系，并在国际上取得了重要地位。 物理化学的发展是一部科学探索的历史，它反映了人类对自然界基本规律的理解不断深化，技术进步对科学研究的推动作用，以及不同领域之间的相互融合。从热力学到量子力学，再到现代的分子反应动力学和表面化学，物理化学始终处于科学研究的前沿，为我们理解和利用化学现象提供了理论基础。