Физическая химия

Физическая химия | Химфак МГУ

Ерёмин Е.Н, — Основы химической термодинамики

Задачи по физической химии — В.В. Еремин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин (pdf)

Задачи по физической химии — В.В. Еремин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин (djvu)

Эткинс П. — Физическая химия в 2 томах

Полторак О.М. — Термодинамика в физической химии

Герасимов Я.И. — Курс физической химии в 2 томах

Герасимов Я.И. — Курс физической химии. Том 1.

Герасимов Я.И. — Курс физической химии. Том 2.

Никольский Б.П. — Физическая химия

Пентин Ю.А., Вилков Л.В. — Физические методы исследования в химии

Левченков С.И. — Физическая и коллоидная химия

Кнорре Д.Г., Крылова Л.Ф., Музыкантов В.С. — Физическая химия

Драго Р. — Физические методы в химии в 2 томах

Семиохин И.А. — Физическая химия

Кубо Р. — Термодинамика

Равдель А.А. — Справочник термодинамических величин

Гороновский И.Т. — Краткий справочник по химии

Задачники:

Задачи по физической химии — В.В. Еремин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин (pdf)

Задачи по физической химии — В.В. Еремин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин (djvu)

Семиохин И.А. — Сборник задач по химической термодинамике. Часть 1.

Семиохин И.А. — Сборник задач по химической термодинамике. Часть 2.

Семиохин И.А. — Сборник задач по химической кинетике

Семиохин И.А. — Сборник задач по электрохимии

Кудряшов И.В,, Каретников Г.С. — Сборник примеров и задач по физической химии

Лабовиц Л., Аренс Дж. — Задачи по физической химии с решениями

Ландсберг П. — Задачи по термодинамике и статистической физике

Практикум по физической химии:

Задачи практикума, 6 семестр

Задача по ИК

Ответы на вопросы задач практикума по термодинамике

Лекции:

Коробов М.В. — Лекции по физической химии

Борщевский А.Я. — Общая и физическая химия (лекции в МГУ)

Полезное:

Краткий физико-химический словарь

Семиохин И.А. — Элементарные процессы в низкотемпературной плазме

Программы коллоквиумов и вопросы к экзаменам:

Вопросы к экзамену по физической химии (термодинамика, статиcтическая термодинамика, 2004 )

Вопросы к экзамену по физической химии (кинетика, катализ, электрохимия, 2005)

Программа коллоквиумов по курсу физической химии (термодинамика, 2004)

Программа коллоквиумов по физической химии (кинетика, 2005)

Методичка по термодинамике. Общий курс.

Методичка по статистической термодинамике

Методичка по адсорбции (дополнительные главы физической химии)

Методичка по химической кинетике и катализу

Полезные материалы по физическим методам в химии: часть 1, часть 2, часть 3 и часть 4

Вопросы к экзамену по физической химии, 2003

Вопросы экзамена по физической химии (411 группа, 2004)

Статистическая термодинамика:

Программа курса по статистической термодинамике

Лекции по статистической термодинамике

Полный цикл лекций

Толмачев А.М. — Методическая разработка к курсу лекций по физической химии для 313-413 группы

Методичка по термодинамике для 313-413 группы

Дуров В.А. — краткий конспект лекций по статистической термодинамике

Кинетика:

Программа коллоквиумов по кинетике, 2012

Учебники и задачники:

Кубасов А.А. — Химическая кинетика и катализ в 2-х частях

Эмануэль Н.М., Д.Г. Кнорре Д.Г. — Курс химической кинетики

Байрамов В.М. — Основы химической кинетики и катализа

Корниш-Боуден Э. — Основы ферментативной кинетики

Еремин Е.Н. — Основы химической кинетики

Леванов А.В., Антипенко Э.Е. — Введение в химическую кинетику

Семиохин И.А, Страхов Б.В., Осипов А.И. — Кинетика химических реакций

Воробьев А.Х. — Диффузионные задачи в химической кинетике

Практикум по кинетике:

Практикум по кинетике

Методичка по задаче «Коррозия»

К экзамену:

Написанные билеты к экзамену по кинетике 1

Написанные билеты к экзамену по кинетике 2

Написанные билеты к экзамену по кинетике 3

Электрохимия:

Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. — Электрохимия

Левин А.И. — Теоретические основы электрохимии

Семиохин И.А. — Сборник задач по электрохимии

Задачи группы А, 2013

Задачи группы А, 2012

ОВР — Задачи

ОВР — Теория

Практикум по электрохимии

Оформленные задачи практикума по физической химии:

Оформленные задачи практикума по физической химии

Курсовые работы по физической химии:

Курсовые работы по физической химии

Физическая химия

Физическая химия — отрасль науки, изучающая химические явления и процессы на основе общих принципов физики с использованием физических экспериментальных методов.

В отличие от химической физики, которая использует более микроскопический подход, физическая химия применяет физические понятия для изучения макро-и Мезоскопическая физика систем.

Однако, поскольку физическая химия является междисциплинарной наукой, классифицировать конкретное исследование как чисто физическое, химическое, принадлежащее к физической химии или в химической физики, часто довольно сложно.

1. История

Срок физическая химия первым использовал Михаил Ломоносов в своем курсе лекций 1752 «Курс истинной физической химии». Однако, в современном понимании физическая химия начала складываться во второй половине 19 в. с развитием химической термодинамики.

Выдающийся вклад в становление физической химии сделал Джозая Виллард Гиббс, введя такие термины как свободная энергия Гиббса, химический потенциал, сформулировав правило фаз. Вместе с термодинамикой во второй половине 19 в. началось развитие химической кинетики, которая изучает скорость химических реакций, и химии электролитов.

Ведущими исследователями в этих областях были Вильгельм Оствальд, Якоб Хендрик Вант-Гофф, Сванте Август Аррениус.

В 20 в. методы физической химии стали применяться для изучения коллоидов и поверхностных свойств веществ, сформировались коллоидная химия и химия поверхности.

Благодаря развитию ядерной физики возникла также и ядерная химия, среди задач которой выделяется проблема разделения изотопов и использования радиоизотопов в радиохимии.

Среди ведущих исследователей в области физической химии в 20 в. выделяются Ирвинг Ленгмюр и Лайнус Полинг.

2. Основные направления исследований

Основными направлениями исследований физической химии являются:

• Теория химического строения. Изучение строения химических веществ и промежуточных частиц в химических процессах с использованием физико-химических методов.
• Теория химических реакций, кинетика и механизм реакций в газах, жидкостях, твердых телах и молекулярно организованных системах.
• Химическая термодинамика и фазовая равновесие в химических системах.
• Поверхностные явления : адсорбция, адсорбенты, ионообменники.
• Фотохимические явления и процессы.
• Химическая связь, межмолекулярное взаимодействие, теория растворов.
• Взаимосвязь химического строения веществ с их реакционной способностью.
• Элементарные акты механизмов динамики химических процессов.
• Влияние физических факторов — температуры, давления, ультрафиолетового, инфракрасного, радиационного и других видов излучения, электрического и магнитного полей и т.п. на химические процессы.
• Новые физико-химические методы исследований.
• Химия изотопов и радиохимия.

3. Разделы физической химии

• Теоретическая химия — исследования и предсказания свойств отдельных молекул или макроскопических количеств вещества с помощью математического аппарата и компьютерных симуляций.

  Для понимания строения материи и химической связи используются квантовая механика, а статистическая термодинамика позволяет найти взаимосвязь с химической термодинамикой макроскопических объектов.

• Строение вещества, свойства молекул, ионов, радикалов, природу химической связи — в этот раздел входит учение о строении атомов и молекул и учение о агрегатные состояния вещества.

  Учение о строении атома, относится в большей степени к физики, в курсах физической химии необходимо для выяснения вопросов образования молекул из атомов, природы химической связи.

• Химическая термодинамика — в этом разделе физической химии рассматриваются основные соотношения, вытекающие из первого закона термодинамики, которые позволяют рассчитать количество теплоты, что выделяется или поглощается и определить, как будет влиять на это изменение внешних условий.

  На основе второго закона термодинамики определяется возможность самопроизвольного протекания процесса, а также условия положения равновесия и его смещения под влиянием изменения внешних условий.

  В данном разделе также можно выделить несколько подразделений:

  • Термодинамика газов
  • Термодинамика растворов рассматривает природу растворов, их внутреннюю структуру и важнейшие свойства, зависимость свойств от концентрации и химической природы компонентов и вопросы растворимости.

  • Термодинамика адсорбции
  • Статистическая термодинамика позволяет получать термодинамические параметры системы исходя из строения компонентов системы и внешних условий.
• Химическая кинетика — изучает скорость химических реакций, ее зависимость от внешних условий (температура, концентрация).

  Является одним из важнейших разделов химии, показывает какой именно продукт образуется в сложной системе

• Электрохимия изучает некоторые особенности свойств растворов электролитов, электропроводность растворов, процессы электролиза вещества)
• Звукохимия (акустохимия) изучает химические процессы, протекающие при действии звуковых волн.
• Потенциометрия — область физической химии, использующий различные электрохимические и термодинамические методы, также методы аналитической химии.
• Спектроскопия — общее понятие, охватывающее класс экспериментальных исследований, изучающих как образцы вещества отдают или адсорбируют энергию в формах электромагнитного излучения ( радиоволны, световые, инфракрасные, ультрафиолетовые -, рентгеновские лучи и т.д.). Целью спектроскопии на основе полученного спектра сделать выводы о внутренней структуре вещества, его состав или динамику процессов в материи.

4. Ведущие научные журналы

В перечень ведущих научных журналов входят:

• Zeitschrift f?r Physikalische Chemie (1887)
• Journal of Physical Chemistry A (с 1896 под названием Journal of Physical Chemistry, переименован 1997 года)
• Physical Chemistry Chemical Physics (с 1999, ранее, с 1905 издавался как Faraday Transactions)
• Macromolecular Chemistry and Physics (1947)
• Annual Review of Physical Chemistry (1950)
• Molecular Physics (1957)
• Journal of Physical Organic Chemistry (1988)
• Journal of Physical Chemistry B (1997)
• ChemPhysChem (2000)
• Journal of Physical Chemistry C (2007)
• Journal of Physical Chemistry Letters (с 2010)

5. Физическая химия в Украине

В Украине исследования по физической химии проводятся в Институте физической химии НАНУ, Интститути коллоидной химии и химии воды и других научно-исследовательских и научно-технических институтах, на химических факультетах университетов.

6. Значение физической химии в технике и повседневной жизни

Физическая химия охватывает исследования многих объектов со значительным потенциалом их применение в технике и повседневной жизни и жизнедеятельности человека.

• Так например Нобелевскую премию за исследования химической кинетики реакций образования и расщепления озона, который играет важную роль в жизни человека получили Пауль Крутцен, Марио Молина и Шервуд Роуленд, известные физико-химики.
• Без применения области физической химии — электрохимии невозможно создавать новые электрохимические источники энергии для, например, мобильных телефонов или ноутбуков.
• Практически в каждом автомобиле присутствует лямбда-зонд, который проводит анализ выхлопных газов и связывает их состав с составом топливно-воздушной смеси, и создание которого без изучения физико-химических процессов было бы невозможным. С ним согласно связано экономическое и эффективное использование топлива и уменьшение вредных выхлопных газов.
• Физическая химия, а особенно ее отрасль — теоретическая химия все чаще используется для фармацевтической индустрии и создание новых медицинских препаратов.
• Физическая химия является ключевой дисциплиной для развития и понимания процессов в нанотехнологии.
• Благодаря исследованию процессов катализа и поверхностных процессов развивается технология производства аммиака и минеральных удобрений, связанных с обеспечением людей достаточным количеством продуктов.

Литература

• ВАК Украины. Паспорт специальности. N 17-09/1 от 29.01.98