《物理化学》
一、课程描述
物理化学又称理论化学，是化学学科的一个重要分支，是物理学与化学交叉的边缘学科，是化学中其他学科的理论基础，被成为\化学的灵魂\。它是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手来探求化学运动中具有普遍性的基本规律的一门学科，是一门药学专业的基础课。主要包括化学热力学第一定律；第二定律；化学平衡；相平衡；电化学；化学动力学；表面化学；胶体。
本课程要求学生系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理，加深对自然现象本质的认识，即要求学生系统掌握化学反应方向和限度、化学反应速度、化学反应机理等基础理论以及物理化学基础理论在溶液、相平衡、化学平衡、电化学、表面、胶体等领域的进一步开发和应用问题。使学生掌握物理化学的基本技能，初步具有分析和解决一些实际问题的能力。熟悉各章节的内容，并能运用物理化学的基本知识解决实际问题。了解物理化学的实验方法，
建议学时：68学时 参考教材： 《物理化学》（第5版），候新朴主编，人民卫生出版社出版社，2003年 《物理化学简明教程》，印永嘉主编，高等教育出版社 《Physical Chemistry》（Fifth Edition），Ira N. Levine 二、教学内容与知识点
1．绪论 [基本内容]
物理化学简介
2．热力学第一定律
[基本内容]
1）热力学概论：热力学的研究对象和内容；热力学的方法和局限性
2）热力学基本概念：体系与环境；体系的性质；热力学平衡态；状态函数和状态方程；过程与途径；热与功
3）热力学第一定律：内能；热力学第一定律的数学表达式 4）可逆过程与体积功：体积功；功与过程；可逆过程 5）焓 6）热容
7）热力学第一定律的应用：热力学第一定律应用于理想气体、实际气体 8）热化学基本概念：化学反应的热效应；反应进度；热化学方程式；
9）化学反应热效应的计算：赫斯定律；标准摩尔生成焓；标准摩尔燃烧焓；溶解热；反应热与温度的关系—基尔霍夫定律 [基本知识点]
1）状态函数的概念和特性，热力学第一定律的应用及计算，如理想气体在恒温恒压及绝热等过程中的Q、W、VU、VH的计算。热化学基本概念，赫斯定律、标准生成焓及标准燃烧焓计算反应热的方法。反应热效应与温度的关系基尔霍夫定律计算不同温度的反应热。
2）热力学的一些基本概念，如体系与环境，平衡状态，过程与途径，功和热，状态函
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数等。热力学第一定律及内能和焓的概念。各种过程中功的计算和准静态过程和可逆过程的意义与特点。
3）焦耳实验和节流膨胀的意义。
3．热力学第二定律
[基本内容]
1）自发过程的特征 2）热力学第二定律 3）卡诺循环 4）卡诺定律
5）熵：熵的导出；热力学第二定律数学表达式—克劳修斯不等式；熵增原理 6）熵变的计算及应用：定温过程的熵变；变温过程的熵变；相变化的熵变 7）熵的物理意义：熵是体系混乱度的度量；熵与概率
8）热力学第三定律及规定熵：热力学第三定律；规定熵；化学反应过程的熵变
9）亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能：热力学第一定律与热力学第二定律联合表达式；亥姆霍兹自由能A的引出；定温定压的系统—吉布斯自由能G的引出；自发变化方向和限度的判据
10） △G的计算：简单状态变化的定温过程的△G；相变过程的△G；化学反应的△G 11） 热力学函数的一些重要关系式：热力学基本关系式；△G随温度T的变化—Gibbs一Helmholtz公式
12）偏摩尔量和化学势：偏摩尔量；化学势
13）化学势的标准态及表达式：气体的化学势；溶液中各组分的化学势 [基本知识点]
1）热力学基本关系式，在一定条件下变化方向的判据及各种过程?S及?G的计算。Gibbs-Helmholtz公式。多组分体系偏摩尔量，化学势。
2）Helmoltz自由能，Gibbs自由能。等温等容和等温等压下过程的方向和限度的判据，Gibbs自由能变化及熵变化的物理意义。
3）第二定律的意义，过程的方向与限度。熵函数的意义，熵增加原理，不可逆过程中的热温熵与熵变，过程的可逆性与熵变的判断，熵变的计算，熵的统计意义，标准熵与热力学第三定律。
4．化学平衡
[基本内容]
1）化学反应的平衡条件
2）化学反应等温方程式和平衡常数
3）平衡常数的各种表示法：气体反应的平衡常数；液相反应的平衡常数；有纯态凝聚相参加的理想气体反应
4）平衡常数的实验测定和平衡转化率的计算：平衡常数的测定；平衡转化率的计算 5）标准状态下反应的吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能：标准状态下反应的吉布斯能变化；化合物的标准生成吉布斯能
6）温度对平衡常数的影响
7）其它因素对平衡的影响：压力对化学平衡的影响；惰性气体对化学平衡的影响 [基本知识点]
1）化学反应的方向和限度，反应进度，平衡条件，化学反应标准吉布斯能变化和化学
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反应吉布斯能变化。平衡常数及其应用，均相与多相反应的平衡常数及其各种表示式，平衡常数的测定。平衡常数与温度的关系，Van’t Hoff方程式的应用，浓度、压力、惰性物质等因素对平衡的影响。
2）平衡组成的计算。
3）运用化学势导出平衡常数的热力学表达式。
5．相平衡
[基本内容]
1）相律
2）单组分系统：水的相图；克劳修斯-克拉佩龙方程
3）完全互溶双液体系；理想的完全互溶双液体系；杠杆规则；非理想的完全互溶双液体系；蒸馏与精馏
4）部分互溶和完全不互溶的双液系统：部分互溶的双液系；完全不互溶的双液体系和水蒸气蒸馏
5）二组分固-液体系平衡相图：简单低共熔相图；生成化合物的相图；有固溶体生成的相图
6）三组分体系的相平衡：等边三角形组成表示法；三组分水盐体系；部分互溶的三液体系
[基本知识点]
1）Clausius-Clapeyron方程的应用及各种计算，杠杆规则及其应用，三组分体系，等边三角形坐标法。
2）相、组分数、自由度数的概念及相律的意义熟悉蒸馏、精馏、恒沸蒸馏的基本原理；二组分固—液体系，热分析法和溶度法绘制相图的方法，相图和步冷曲线的关系。
3）二组分气一液平衡系统的T-x-y图和p-x-y图。单组分体系相图，相律分析水的相图、部分互溶的液一液平衡相图，萃取原理。液态完全不互溶体系，不互溶双液体系，水蒸气蒸馏。
6．电化学
[基本内容]
1）电解质溶液的导电性质：电解质溶液的导电机理；法拉第定律；离子的电迁移和迁移数
2）电解质溶液的电导：电解质溶液的电导；电解质溶液的电导测定；电解质溶液的电导与浓度的关系；离子独立运动定律
3）电解质溶液的电导测定应用：水的纯度检测；弱电解质的电离度与电离平衡常数的测定；难溶盐的溶解度测定；电导滴定
4）强电解质溶液理论：溶液中强电解质的平均活度和平均活度系数；离子强度；强电解质溶液的离子互吸理论
5）原电池：化学反应与电池；可逆电池与不可逆电池；电池的书写方法 6）电池电动势产生的机理：电极—溶液界面电势差；液体液接电势与盐桥 7）电池电动势的测定：对消法测定电池电动势的原理；标准电池
8）可逆电池热力学：由可逆电池电动势计算电池反应的VrGm；由电动势E 及其温度系数计算电池反应的VrSm；由电动势及温度系数计算电池反应的焓变和电池的可逆热效应；可逆电池电动势与电池反应中各物质活度的关系
9）电极电势：标准氢电极；任意电极的电极电势；电极电势的能斯特方程
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10）电极的类型：第一类电极；第二类电极；第三类电极；第四类电极 11）浓差电极：单液浓差电池；双液浓差电池；双联浓差电池
12）电动势测定的应用：判断化学反应的方向；测定化学反应的平衡常数；求难溶盐的活度积；测定溶液的pH值；测定电池的标准电动势及离子的离子平均活度系数；电势滴定
13）电极的极化和过电势：分解电压；电极的极化和过电势 [基本知识点]
1）电导与离子浓度的关系，粒子独立运动定律。Debye－Huckel极限公式。电池反应热力学，电极电位，标准氢电极，参比电极，电极电位表达式，可逆电极的类型及其电极电位的公式和有关计算。
2）电解质溶液的导电机理及其表述，可逆电池的基本概念及表示方法。
3）离子迁移数的概念，强电解质溶液理论，可逆电池的条件及可逆电池电动势的测量。极化现象产生的原因及超电势的定义。
7．化学动力学
[基本内容]
1）反应速率的表示方法及其测定 2）基元反应 3）反应速率方程
4）简单级数反应的速率方程：一级反应；二级反应；零级反应；简单级数反应的速率方程比较
5）反应级数的测定：积分法；微分法；半衰期法
6）温度对反应级数的影响：阿仑尼乌斯经验公式；活化能；药物贮存期预测 7）典型的复杂反应：对峙反应；平行反应；连续反应；链反应
8）光化反应：光化反应的特点；光化学定律；量子效率；药物对光稳定性 9）反应机理的测定 10）溶液中的反应
11）催化作用的基本概念 12）碰撞理论 13）过渡态理论 [基本知识点]
1）反应速率与浓度、反应速率方程、反应级数、速度常数、基元反应、质量作用定律、总反应和反应级数、反应分子数等基本概念。零级、一级、二级及三级反应的特点。简单级数反应中浓度和时间关系、半衰期和浓度的关系。
2）反应级数的测定，反应速率常数的测定。光化学反应的特点，光化学定律。熟悉催化反应的基本概念。
3）典型的复杂反应的基本特征和处理方法、。碰撞理论和过渡态理论的要点和基本公式。求算反应级数和反应速率常数的方法。了解溶液中的反应。
8．表面现象
[基本内容]
1）表面积与表面吉布斯能：表面积；表面吉布斯能和表面张力；表面的热力学关系式；影响表面吉布斯能的因素
2）弯曲表面的性质：曲面的附加压力；曲面的蒸气压；亚稳状态和新相的生成 3）铺展与润湿：液体的铺展；固体表面的润湿
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4）溶液的表面吸附：溶液的表面张力和浓度之间的关系；溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式；表面活性物质在溶液表面的定向排列
5）表面活性剂：表面活性剂的分类；表面活性剂的亲水亲油平衡值；胶束；表面活性剂的几种重要作用
6）气体在固体表面上的吸附：物理吸附和化学吸附；吸附等温线；各种吸附等温式 7）固体自溶液中的吸附：吸附特点；吸附量的测定；吸附等温式和经验方程 [基本知识点]
1）表面吉布斯能与表面张力的概念。Laplace公式和Kelvin公式，润湿与铺展、接触角的定义。气固界面的吸附平衡，物理吸附的化学吸附。溶液表面的吸附现象，表面张力等温线，Gibbs吸附等温式。
2）弯曲表面的性质，吸附等温线、吸附等压线和吸附等量线。弯曲液面的表明现象，如过冷、暴沸、过饱和和人工降雨等介稳现象。表面活性剂的种类及其结构，HLB值的定义。乳化作用，增溶作用，润湿作用，起泡作用。
9．胶体
[基本内容]
1）分散系统分类及基本特征：分类；基本特征 2）溶胶的制备与净化
3）溶胶的动力性质：布朗运动；扩散与渗透现象；沉降与沉降平衡；超离心力场下的沉降
4）溶胶的光学性质：丁达尔现象；雷利公式；光的吸收；粒子大小的测定
5）溶胶的电学性质：电动现象；溶胶粒子表面电荷的来源；双电沉理论；电泳测定 6）胶体的稳定性：胶团结构；溶胶的稳定性与聚沉；胶体稳定性理论 7）乳状液
8）大分子化合物结构及平均摩尔质量：大分子化合物的结构特点；大分子化合物的平均摩尔质量
9）大分子化合物的流变性：流体的粘度；流变曲线与流型
10）大分子化合物平均摩尔质量的测定：渗透压法；离心沉降法；粘度法
11）大分子电解质溶液：大分子电解质溶液的分类；大分子电解质的电性；大分子电解质溶液的粘度特性；大分子电解质溶液的唐南平衡与渗透压
12）凝胶：分类；性质 [基本知识点]
1）聚沉作用，电解质的聚沉能力，高分子化合物的保护作用。高分子溶液，高分子化合物的结构特征，高分子溶液的溶解与溶胀。重均分子量、数均分子量和Z均分子量。粘度法测定分子量。 Donnan膜平衡，平衡后膜两边的离子浓度分布和渗透压。
2）高分子溶液的粘度与流变性。
3）胶体分散体系，溶胶的光学性质、动力性质、电性质。溶胶的结构，双电层结构与电动电位及胶体的稳定性，乳状液、泡沫和气溶胶，高分子溶液的稳定性，胶凝与凝胶。高分子电解质溶液，电粘度效应，高分子溶液的渗透压。
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