物理化學主要目的是學習和掌握化學熱力學和化學動力學等基本知識，培養學生對物理化學基本原理的分析能力，以及應用這些基本知識解決在材料合成、性質和結構方面問題的能力。物理化學定義：物理化學是應用數學、物理學的原理和方法，研究化學變化普遍規律的科學。具體而言：物理化學研究物質體系發生p、V、T變化，相變化和化學變化過程的基本原理，主要是平衡規律和速率規律以及與這些變化規律有密切聯絡的物質的結構及性質(宏觀性質、微觀性質、介面性質和分散性質等)。 是集物理、數學和化學於一身的一門學科。那為什麼要學習物理化學呢？ 物理化學主要是為了解決生產實際和科學實驗中向化學提出的理論問題，揭示化學變化的本質，更好地駕馭化學，使之為生產實際服務。物理化學主要學什麼呢？

化學變化的方向和限度問題→化學熱力學物質結構和效能的關係問題：原子結構，分子成鍵，光譜等→結構化學、量子化學速率的研究：化學反應速率，擴散，電池內電荷的流動等→化學動力學微觀和宏觀關係問題的研究→統計熱力學平衡規律和速率規律是物理化學的研究核心。平衡規律：當系統的平衡態改變時，能量、體積和各物質的數量變化規律。速率規律：熱量、動量和物質的傳遞以及化學反應中各物質的數量隨時間變化的規律。物理化學的研究方法事物都是一分為二的，矛盾的對立與統一——辯證唯物主義的方法採用由特殊到一般的歸納及由一般到特殊的演繹的邏輯推理方法 按照“實踐―認識―再實踐―再認識”的形式，往復迴圈以至無窮——認識論的方法 常用的研究方法有：實驗的方法，歸納和演繹的方法，模型化方法，理想化方法，假設的方法，數學的統計處理方法等物理化學課程的學習方法1. 擴大知識面，打好專業基礎2. 提高自學能力，培養獨立工作能力(1) 抓住每章重點(2) 掌握主要公式的物理意義和使用條件(3) 課前自學，認真做筆記，及時複習(4) 注意章節之間的聯絡，做到融會貫通(5) 重視做習題，培養獨立思考的能力，檢查自己對課程內容的掌握程度。3.注重公式和概念4.注重理論聯絡實際 諾貝爾獎獲得者西儂在回答學生提問時指出：“優秀的學生……做完一道題後返回去追問：為什麼我做了這麼長時間？我最後發現的通向正確道路的線索是什麼？以後再遇到同類的問題怎樣才能儘快地解出？這就學會了解題的方法。因此，很多東西是透過解題之後才學到的。”密切聯絡實際，善於思考，敢於質疑，勇於創新5.思維方式的改變如：處理問題時的抽象化和理想化………………………………………………………………………………下面說說物理化學的發展吧：十八世紀開始萌芽俄國科學家羅蒙諾索夫(1711-1765)最早使用“物理化學”這一術語。十九世紀中葉形成1887年德國科學家W.Ostwald（1853～1932）和荷蘭科學家 J.H.van’t Hoff （1852～1911）合辦了第一本“物理化學雜誌”（德文）。在《物理化學雜誌》的創刊號上，同時還摘要發表了瑞典化學家S.A.Arrhenius 的“電離學說”，這三人都是物理化學的重要奠基人，由於他們對物理化學的卓越貢獻和研究工作中的親密合作關係，被稱為“物理化學三劍客”。20世紀前期迅速發展新測試手段和新資料處理方法不斷湧現，形成了許多新的分支領域，如：20世紀中葉後發展趨勢和特點(1) 從宏觀到微觀 單用宏觀的研究方法是不夠的，只有深入到微觀，研究分子、原子層次的運動規律，才能掌握化學變化的本質和結構與物性的關係。(2) 從體相到表相 在多相體系中，化學反應總是在表相上進行，隨著測試手段的進步，瞭解表相反應的實際過程，推動表面化學和多相催化的發展。 (3) 從靜態到動態 熱力學的研究方法是典型的從靜態判斷動態，利用幾個熱力學函式，在特定條件下來判斷變化的方向，但無法給出變化過程中的細節。分子反應動力學（即微觀反應動力學或化學動態學）已成為目前非常活躍的學科。(4) 從定性到定量 隨著計算機技術的飛速發展，大大縮短了資料處理的時間，並可進行人工模擬和自動記錄，使許多以前只能 做定性研究的課題現在可進行定量監測。(5) 從單一學科到邊緣學科化學學科內部及與其他學科相互滲透、相互結合，形成了許多極具生命力的邊緣學科。(6) 從平衡態的研究到非平衡態的研究 經典熱力學只研究平衡態和封閉體系或孤立體系，然而對處於非平衡態的開放體系的研究更具有實際意義，自1960年以來，逐漸形成了非平衡態熱力學這個學科分支。 根據統計，20世紀諾貝爾化學獎獲得者中，約60%是從事物理化學領域研究的科學家；在中國科學院化學學部的院士中，近1/3是研究物理化學或者是物理化學某一個領域的科學家，作為極富生命力的化學基礎學科，物理化學又是新的交叉學科形成和發展的重要基礎。 1.化學熱力學1885 年範霍夫(荷) 提出化學熱力學定律，發展了近代溶液理論，形成了化學熱力學，獲首屆（1901年）諾貝爾化學獎。1889 年阿侖尼烏斯(瑞典) 提出關於電離學說和著名的阿侖尼烏斯公式，獲得1903 年化學獎。1906 年能斯特(德) 提出著名的能斯特熱定理，獲1920 年化學獎。此後,喬克(美) 進行了一系列精度極高的超低溫實驗,為熱力學第三定律提供了大量不可置疑的證據，同時也大大加深了人們對物質在超低溫時的行為的認識，獲1949 年化學獎。1929 年盎薩格(美) 提出“不可逆過程的倒易關係”理論。1947 年普里高金(比) 提出最小熵產生原理，他們的工作奠定了線性不可逆過程熱力學的基礎。盎薩格因此貢獻獲1968 年化學獎。後來，Prigogine提出耗散結構理論，這一理論是非線性不可逆過程熱力學的重要成果，它首先在化學領域的應用中取得成功，現在已逐步被用來解釋生命現象和社會現象，Prigogine因此獲1977年化學獎。2. 反應動力學邢歇伍德(英)和謝門諾夫(蘇)各自獨立地發展了前人的理論，對鏈反應歷程進行了細緻的研究，提出了分支支鏈式反應理論，並發現了爆炸反應的界限，兩人共同獲得1956 年化學獎。30年代開始,人們廣泛利用各種物理學原理和手段，對快速反應進行研究,逐步形成了研究快速反應的方法，其中閃光分解法和馳豫法最為有效，分別由諾立希、波特爾(英) 和艾根(德) 發明，他們三人因此共獲1967 年化學獎。李遠哲、赫謝巴希和波蘭尼（美）於1968年建成交叉分子束裝置，設計製造高效質譜檢測儀，以此在化學反應動態學領域做出了許多卓越貢獻，三人共同獲得1986年化學獎。1897～1900 年，薩巴蒂爾(法) 研究了有機脫氫催化反應，獲1912 年化學獎。1901 年奧斯特瓦爾德(德) 對催化現象進行了深入的研究，同時在化學平衡和化學反應歷程理論做出了傑出的貢獻，獲1909 年化學獎。1913 年哈伯(德) 發明從空氣和水合成氨的方法，獲1918 年化學獎。1913 年波希(德) 改進了合成氨的催化方法，獲1931 年化學獎。1926年朗格繆爾(美) 提出吸附催化假說，獲1932年化學獎。1954年納塔和齊格勒(德) 用有機鋁及鈦的組合催化劑首次合成立體定向高分子，共同獲得1963年化學獎。70 年代末，奧特曼和切赫(美) 對RNA 的自催化機理進行了深入的研究，獲得1989 年化學獎。陶布(美) 因對金屬絡合物中的電子轉移反應機理的研究，獲1983 年化學獎。馬卡思(美) 因在“電子轉移過程理論”方面所作出的重要貢獻獲1992年諾貝爾化學獎。3. 膠體化學和介面化學1903 年齊格蒙弟與西登托夫(德) 設計研製了超顯微鏡，為膠體的研究提供了直接的觀測方法和手段，奠定了膠體化學基礎，獲1925 年化學獎。1924 年斯維德伯格(瑞典) 發明超速離心機，促進了懸濁液和膠體化學的研究，獲1926 年化學獎。其學生梯塞留斯(瑞典) 於1937 年改進了電泳法，將其用於膠體和高分子物質的研究並提出吸附分析的方法，獲1948 年化學獎。Irving Langmüir吸附等溫理論1932 化學獎Gerhard Ertl固體表面化學過程研究2007 化學獎4. 化學鍵理論1893 年維爾納(瑞士) 提出配位理論，獲1913 年化學獎。1913 年玻爾(丹) 提出原子軌道量子化理論，成功地解釋了氫原子光譜，獲1922年物理獎，他的工作導致了原子價電子理論的建立。1916 年，柯塞爾提出電價鍵理論。同年，路易斯提出共價鍵理論。但都未能說明化學鍵的本質。化學鍵理論的真正解決，是在量子化學建立以後的事情。量子化學是量子力學在化學中的具體應用，其建立應從1927 年海特勒和倫敦解氫分子薛定諤方程算起，從此，化學的發展進入了一個新的歷程。在化學發展中,對於共價鍵,形成了兩種等價使用的理論:價鍵理論和分子軌道理論。前者是海特勒和倫敦提出,又經鮑林(美) 和斯萊特等人的發展和充實而形成的。後者是莫立根(美)和洪特等人提出來的。鮑林和莫立根分別獲得1954 年和1966 年化學獎。1929 年德拜(荷蘭) 提出極性分子理論,確定了分子偶極矩,為化學鍵理論的發展作出了重要貢獻,獲1936 年化學獎。1951 年福井謙一(日) 提出前線軌道理論。1965 年伍德瓦德和霍夫曼(美) 總結出分子軌道對稱守恆原理,從而豐富和發展了分子軌道理論。霍夫曼和福井謙一因此共同獲得1981 年化學獎。以上摘自北京科技大學化生學院化學系李旭琴副教授《物理化學》課件