《天大考研资料物理化学》天大物理化学课件

天大考研资料物理化学本资料适用于天津大学研究生入学考试的考生，旨在帮助考生复习物理化学课程课程简介专业课知识体系学习目标为天大研究生入学考试的专业课，旨在培涵盖了原子结构、化学热力学、动力学、培养学生独立思考、解决问题的能力，为养学生对物理化学的基础知识、理论和应电化学、光化学等重要内容未来深入研究化学领域奠定基础用的理解课程大纲第一章原子结构与化学键第二章化学热力学第三章动力学主要内容包括原子结构、电子结构、主要内容包括内能、焓、熵、自由能主要内容包括化学反应速率、反应动化学键的形成与种类等、化学平衡、相平衡等力学理论、影响反应速率的因素、酶促反应动力学等第四章电化学第五章光化学主要内容包括电极电位、电池原理、电化学过程动力学、电主要内容包括光吸收与激发、光化学反应机理、光化学在生化学分析技术等命过程中的作用等第一章原子结构与化学键本章介绍原子结构和化学键的基本概念和理论原子是构成物质的基本单元原子核由质子和中子组成，核外有电子围绕原子核运动化学键是原子之间相互作用形成的连接化学键的形成涉及电子的转移或共享，从而使原子达到稳定状态原子的基本结构原子核电子12原子核位于原子中心，由质子和中子组成，几乎集中了原电子带负电，绕原子核运动，形成电子云，电子云的形状子的全部质量质子带正电，中子不带电和大小决定了原子的化学性质原子序数质量数34原子核中质子的数量称为原子序数，决定了元素的种类原子核中质子和中子的总数称为质量数，决定了原子的质量电子结构与能级电子排布了解电子在原子中如何排布•主量子数n•角动量量子数l•磁量子数ml•自旋量子数ms能级原子中的电子占据不同能级每个能级对应特定的能量轨道图可视化电子在原子轨道中的排布描述了电子在原子中的空间分布化学键的形成化学键是指将原子结合在一起形成分子或晶体的静电力这些力来自原子中电子的相互作用它们是构成物质的原子之间吸引和排斥力的平衡结果静电相互作用1原子核与电子间的吸引力电子对2原子间共享电子稳定结构3降低能量，形成稳定的化学键化学键的种类离子键共价键金属键氢键阴阳离子通过静电引力形成原子之间通过共用电子对形金属原子之间的化学键例分子间的一种特殊的相互作的化学键例如，成的化学键例如，如，用力，形成氢键的条件是分NaCl H2O2Na Fe子中含有氢原子，且该氢原KCl子直接连接到电负性较强的原子（如氧原子、氮原子）上第二章化学热力学化学热力学是研究化学反应中能量变化规律的科学分支它可以用来预测反应是否自发进行，以及反应进行的方向和程度内能和焓内能焓内能是指体系中所有粒子运动的总能量焓是体系在恒压条件下所具有的能量包括分子平动能、转动能、振动能、电子能级能等焓的变化反映了体系在恒压条件下所做的功熵和自由能熵自由能熵是一个热力学函数，表示系统混乱程自由能是衡量一个系统在等温等压条件度的度量熵越大，系统的混乱程度越下做功能力的热力学函数，它与焓和熵高熵变化反映了一个过程的不可逆性有关自由能变化可以用来判断一个过程的自发性化学平衡可逆反应平衡常数化学反应可以双向进行，正逆反应速率相等时衡量反应程度，表示平衡时产物与反应物的相达到平衡对浓度影响因素应用温度、压力、浓度等因素会影响平衡位置，遵工业生产、药物合成、环境保护等领域都应用循勒沙特列原理了化学平衡原理相平衡相变平衡条件12物质的物理状态发生变化例在一定温度和压力下物质的,,如固态、液态和气态各相之间达到平衡各相的化,学势相等相图相律34描述物质不同相之间的关系相律描述了相平衡的自由度,,并显示相变的条件如熔点、即在一个体系中可以独立变化,沸点和升华点的变量的数量第三章动力学化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的学科它探讨了影响反应速率的因素，以及反应是如何发生的化学反应速率定义影响因素化学反应速率是指单位时间内反温度、浓度、催化剂和反应物表应物浓度或生成物浓度的变化量面积等因素都会影响化学反应速率测量方法应用可以通过测量反应物或生成物的化学反应速率在许多领域都有应浓度变化来确定反应速率用，例如化学合成、环境保护和生命科学等反应动力学理论碰撞理论过渡态理论反应物分子碰撞是反应发生的先反应物分子经过一个高能中间态决条件，只有具有足够能量的有（过渡态）后转化为产物，过渡效碰撞才能导致反应态的能量决定了反应的活化能活性络合物理论反应物分子在碰撞过程中形成一个短暂的不稳定的中间体（活性络合物），活性络合物的结构决定了反应速率影响反应速率的因素温度催化剂浓度表面积温度升高，反应速率加快催化剂可以降低反应的活化能反应物浓度越高，反应速率越固体反应物的表面积越大，反，从而加速反应速率快应速率越快酶促反应动力学酶的结构酶催化机理酶动力学模型酶是生物催化剂，具有特定的三维结构，酶通过降低反应活化能，加速反应速率，米氏方程描述了酶催化反应速率与底物浓包含活性中心，可与底物结合并催化反应但并不改变反应平衡度之间的关系，可以分析酶的动力学参数第四章电化学电化学是研究电能与化学能相互转化的科学它涉及电解质溶液中离子反应、电极上的氧化还原反应以及能量转换过程电极电位定义影响因素电极电位是指在标准条件下，金属电极与溶液中的金属离子之间电极电位受温度、浓度和金属的性质影响形成的平衡电位电极电位是电化学反应的重要参数，它决定了电池的电动势和电电极电位的正负号表示金属的电极反应方向解的可能性电池原理化学能转化为电能电极反应12电池通过化学反应将化学能转化为电能，为电子设备供电电池内部有两个电极，发生氧化还原反应，产生电子流电动势电解质溶液34电池的电动势由电极反应的吉布斯自由能变化决定，反映电解质溶液提供离子导电通路，连接两个电极，促进反应电池的放电能力进行电化学过程动力学电子转移电子从电极转移到电解质溶液中的反应物或产物，是电化学反应的核心步骤物质扩散反应物和产物在电极表面和溶液之间扩散，影响反应速率表面反应反应物在电极表面发生化学反应，形成中间产物或最终产物电化学分析技术电位分析法电流分析法利用电极电位变化进行分析，例通过测量电解过程中产生的电流如值测量和离子选择性电极进行分析，例如库仑分析法和伏pH分析法安法电导分析法其他方法基于溶液电导率的变化进行分析电化学分析技术还包括电化学沉，可用于测定溶液中离子浓度积、电化学氧化还原反应等第五章光化学光化学是研究光与物质相互作用及其化学效应的学科它涵盖了光吸收、光激发、光化学反应以及光化学在生命过程中的作用等方面光吸收与激发光吸收激发态荧光磷光物质吸收特定波长的光子，电吸收光能后，分子处于不稳定激发态分子迅速回到基态，发激发态分子在较长时间内回到子跃迁到更高能级状态，称为激发态射出特定波长的光基态，发射出较低能量的光光化学反应机理光吸收激发态

11.

22.光化学反应的第一步是光子的激发态的分子具有更高的能量吸收，导致分子跃迁到更高能，可以进行化学反应或能量传级递反应路径产物生成

33.

44.激发态分子可以经历多种反应最终产物由光化学反应的具体途径，例如化学反应、能量传路径决定递或弛豫光化学在生命过程中的作用光合作用视觉维生素合成D植物通过光合作用将光能转化为化学能视网膜中的感光细胞接收光信号，传递人体皮肤在阳光照射下可以合成维生素D，合成有机物，维持地球生命系统到大脑，形成视觉，促进钙吸收，维持骨骼健康实验部分与课程总结实验课程设计课程总结实验课是物理化学学习的重要组物理化学是一门重要的基础课程成部分，为后续课程学习打下坚实的基础实验课程需要注重实验设计，并规范操作，确保实验结果的准确学习物理化学需要理论知识与实性和可靠性践相结合，才能更好地理解和应用考研复习建议复习要注重基础知识的巩固，并加强对重点章节的理解可以通过做题和模拟考试来检验学习成果，并及时查漏补缺。