ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделы физической химии. Методы исследования из "Курс физической химии Том 1 Издание 2 (копия)" Классификация наук основана на классификации форм движения материи и их взаимосвязи и различии. Поэтому для того, что-[ бы наметить границы физической химии с рядом разделов физики и химии, следует рассмотреть связь и различие между химической и физической формами движения. [c.17] Для химической формы движения, т. е. для химического процесса, характерно изменение числа и расположения атомов в мо- лекуле реагирующих веществ. Среди многих физических форм движения (электромагнитное поле, движение и превращения элементарных частиц, физика атомных ядер и др.) особенно тесную связь с химическими процессами имеет внутримолекулярная форма движения (колебания в молекуле, ее электронное возбуждение и ионизация). Простейший химический процесс — элементар- ный акт термической диссоциации молекулы имеет место при нарастании интенсивности (амплитуды и энергии) колебаний в молекуле, особенно колебаний ядер вдоль валентной связи между ними. Достижение известной критической величины Эйерсу ГИИ колебаний по направлению определенной связи в молекуле приводит к разрыву этой связи и диссоциации молекулы на две части. [c.17] Более сложные реакции с участием нескольких (обычно двух) молекул, можно рассматривать как соединение двух молекул при их столкновении в непрочный и короткоживущий комплекс (так называемый активный комплекс) и быстро наступающее разрушение этого комплекса на новые молекулы, так как этот комплекс при внутренних колебаниях оказывается неустойчивым по определенным связям. [c.17] Таким образом, элементарный химический акт является особой, [ критической точкой колебательного движения молекул. Последнее само по себе не может считаться химическим движением, однако оно является основой для первичных химических процессов. [c.17] Выше намечены кратко и в самых общих чертах взаимные отношения химической формы движения с двумя физическими формами движения. Очевидно имеются такие же связи химического процесса с излучением (двилсение электромагнитного поля), с ионизацией атомов и молекул (электрохимия) и т. д. [c.18] Таким образом, всякое реальное движение материи сложно и едино и разделение его на отдельные формы движения относительно и условно. Поэтому и границы всякой науки, отделяющие ее от других наук, всегда в значительной мере условны. Тем более трудно определить границы между такой наукой, как физическая химия, которая находится между физикой и химией, и различными разделами физики и химии. Эти границы могут быть проведены лишь приблизительно. Так же обстоит дело с подразделением физической химии на отдельные основные разделы (нередко рассматриваемые как отдельные науки), перечисление и краткая характеристика которых приводятся ниже. [c.18] Строение вещества. Этот раздел включает в себя строение атомов, строение молекул и учение об агрегатных состояниях. [c.18] Учение о строении атомов имеет большее отношение к физике, чем к физической химии. Это учение является основой для изучения строения молекул. [c.18] Е( учении о строении молекул исследуются геометрия молекул, внутримолекулярные движения и силы, связьшающие атомы в молекуле. В экспериментальных исследованиях строения молекул наибольшее применение получил метод молекулярной спектроскопии (включая радиоспектроскопию), широко используются также электрические, рентгенографические, магнитные и другие методы. [c.18] В учении об агрегатных состояниях рассматриваются взаимодействия молекул в газах, жидкостях и кристаллах, а также свойства веществ в различных агрегатных состояниях. Этот очень важный для физической химии раздел науки может считаться частью физики (молекулярная физика). [c.18] Весь раздел о строении вещества может рассматриваться также как часть физики. [c.18] Химическая термодинамика. В этом разделе на основе законов общей термодинамики излагаются законы химического равновесия и учение о фазовых равновесиях, которое обычно называют правилом фаз. Частью химической термодинамики является термохимия, в которой рассматриваются тепловые эффекты химических реакций. [c.18] Учение о растворах ставит своей целью объяснение и предсказание свойств растворов (гомогенных смесей нескольких веществ) на основании свойств веществ, составляющих раствор. [c.18] Решение этой задачи требует построения обш,ей теории взаимодействия разнородных молекул, т. е. решения основной задачи молекулярной физики. Для развития общей теории и частных обобщений изучаются молекулярная структура растворов и различные их свойства в зависимости от состава. В нашем курсе основное внимание будет уделено термодинамическим свойствам растворов. [c.19] Учение о поверхностных явлениях. Изучаются разнообразные свойства поверхностных слоев твердых тел и жидкостей (границы раздела между фазами) одно из основных изучаемых явлений в поверхностных слоях — это адсорбция (накопление веществ в поверхностном слое), которой в нашем курсе будет уделено основное внимание. [c.19] В системах, где поверхности раздела между жидкими, твердыми и газообразными фазами сильно развиты (коллоидные растворы, эмульсии, туманы, дымы), свойства поверхностных слоев приобретают основное значение и определяют многие своеобразные свойства всей системы в целом. Такие микрогетерогенные системы изучаются коллоидной химией, которая является крупным самостоятельным разделом физической химии и самостоятельной учебной дисциплиной в химических высших учебных заведениях. В настоящем курсе коллоидная химия не рассматривается. [c.19] Электрохимия. Изучается взаимодействие электрических явлений и химических реакций (электролиз, химические источники электрического тока, теория электросинтеза). В электрохимию включают обычно учение о свойствах растворов электролитов, которое с равным правом можно отнести и к учению о растворах. [c.19] Химическая кинетика и катализ. Изучается скорость химических реакций, зависимость скорости реакции от внешних условий (давление, температура, электрический разряд и др.), связь скорости реакции со стррением и энергетическими состояниями молекул, влияние на скорость реакции веществ, не участвующих в стехиометрическом уравнении реакции (катализ). [c.19] Фотохимия. Исследуется взаимодействие излучения и веществ, участвующих в химических превращениях (реакции, протекающие под влиянием излучения, например фотографические процессы и фотосинтез, люминесценция). Фотохимия тесно связана с химической кинетикой и учением о строении молекул. [c.19] Приведенный перечень основных разделов физической химии не охватывает некоторых недавно возникших областей и более мелких разделов этой науки, которые можно рассматривать как части более крупных разделов или как самостоятельные разделы физической химии. Таковы, например, радиационная химия, физи-ко-химия высокомолекулярных веществ, магнетохимия, газовая электрохимия и другие разделы физической химии. Значение некоторых из них в настоящее время быстро растет. [c.19] Вернуться к основной статье