漫谈物理化学的发展及学科特点
漫谈物理化学的发展及学科特点
2007化教一班222007316011045 王祖龙
摘要：经历漫长而艰难的发展，物理化学终以一门新的学科出现。它具有自身独特的特点，并在化学中占有极重要位置。随着人们不断的深入认识，越来越多地为人们服
务。
关键词：物理化学形成发展学科特点前景
世界的变化日新月异，尤其在当今，新兴学科层出不穷，但统而观之，它们有一个重要特点，即很多都是边缘学科（亦称交叉学科，1926年美国首次出现）——横跨两种或两种以上基础学科。边缘学科的产生，是随着人们对物质运动形式及固有次序的逐步揭示，是当基础学科发展到一定阶段时的必然结果，是人们知识的深化。
化学，在其漫长的发展历程中，形成了自己独有的特色，并且一直以来对于人类文明的发展起到了很大的推动作用。与此同时，一系列化学的分支学科也不断形成，大大的丰富了化学知识，拓展了人们的眼界。在所有化学分支学科中，当属物理化学最为重要。
而物理化学，作为最早形成的第一门边缘学科，被称为交叉学科的典范，是现代化学的核心内容和理论基础，在基础化学课程体系中起着龙头作用。它的形成与发展经历了较漫长而艰难的时期。
一、物理化学的形成与发展
“物理化学”这个术语曾在十八世纪首先被罗蒙诺索夫创用，但是它的主要研究方向和基本内容却是在十九世纪下半叶才被确定下来。至今其研究内容也都是在当时的基础上不断深入发展的。对于物理化学的形成，不得不提到一个人——杰出的俄国一德国物理化学家奥斯特瓦尔德(Ostwald，W.F.，1853一1932)，他为物理化学作出了最伟大的贡献，在1887年创办了第一份名副其实的专业性期刊:德文的《物理化学杂志》(Zeitschrift physikalische
Chemie)121，标志着物理化学的形成.。奥斯特瓦尔德因此被称为“物理化学之父”，也曾被列宁誉为“伟大的化学家和渺小的哲学家”。
在十九世纪下半叶以前的近代化学初期，化学家往往又是物理学家，他们研究的问题常常相互有关，相互渗透和相互补充。例如，1807年法国化学家盖吕萨克观测到气体向真空膨胀后温度没有变化，于是物理学家便据此作出“气体膨胀至真空没有作功”这种结论。又如道尔顿，他起初是一位物理学家，后来才研究化学。他从长期观测气象着手，研究空气组成并得出气体的“微粒说”；再经过对碳的两种氧化物以及多种氢化物的组成的化学分析实验，在1804年正式提出倍比定律，后来将物理原子论(即哲学“微粒说”)发展成为“化学原子论”，成为了近代化学诞生的标志。
到了十九世纪下半世纪，随着工业生产力的发展，以及此前大量拥现的化学和物理学成就的逐步积累，近代化学迅速向专业化分工，化学家在研究方向及方法上和物理学家终于分道扬镰。物理化学正是在这个时期开始独立形成的。在这一时期，主要是以李比希和杜马等为代表的有机化学家。有机化学取得了重大的成就，使得从类型理论向结构理论的发展逐步系统化。同时在这一时期，有少数化学家（有的本来也就是物理学家和数学家）关心物理学的理论和发现，这就使得化学和物理学相结合起来，例如拉乌尔(Raoutt，F.M，1830一1901，法国)、瓦格(Waage，P.1933一1990，娜威)、范霍夫(Van't Hoff，J.H.，1852一1911) 以及能斯特(Nernst，H.W.，1864一1941，德国)等。他们都为物理化学最终成为现代化学的一个独立分支做出了开创性的工作，是初期物理化学的共同奠基人。
从道尔顿提出原子论以来，近代化学前期到奥斯特瓦尔德创办《物理化学杂志》之间，有着许多与物理化学形成有关的十分重要的史实：
1、关于原子一分子学说
1803一1804年道尔顿提出原子学说，建立“化学原子论’的实验基础。1803年道尔顿根据长期观测大气组成发现分压定律，并借用古希腊的哲学原子说提出原子的称谓。但他与哲学原子说的不同的是他提出了世界上第一张原子量表，使得原子学说有了定量描述。但道尔顿的化学原子论在事实上还是认为原子是不可再分的。1804年道尔顿又发现倍比定律并用原子学说给予成功的解释，为原子学说找到间接的实验基础而得以确立。原子论促成化学从杂乱无章的定性的描述化学阶段发展转到定量的解释化学的近代化学阶段，这是物理化学作为边缘学科与其它化学分支的不同之处。原子论体现了物理化学的学科特点，为物理化学的形成和发展奠定了基础。1864年元素周期表(系)的发现标志着原子学说的成熟，又为物理化学的形成奠定了坚实的理论基础。
1811年阿佛加德罗根据盖吕萨克“气体反应体积定律”进行合理推论，提出分子假说，同时还提出了阿佛加德罗定律。1814年安培也提出了分子假说。在经过1827
年布朗运动的发现和1860年康尼查罗及1864年L·迈耶尔对分子学说的论证和宣传后，分子学说得到公认，成为了物理化学的基础理论，但它和道尔顿的“化学原子论”不同，不属化学范畴，而属物理学的范畴，是“化学物理”的早期萌芽或叫“准化学物理”。此间焦耳、克劳修斯和麦克斯韦还共同完成了十八世纪伯努利和罗蒙诺索夫创立了的分子运动学说。2、关于化学热力学和化学动力学
1801年贝托雷(Berthollet，C.L，1748一1822，法国化学家)发表论文“亲合力的研究”。1803年他又出版《化学静力学》两卷本，最早提出对于反应体系中各种物质反应方向和度“质量效应”(以及生成物挥发性和溶解度的效应)和“动态平衡趋势”，亦即质量作用定律在化学热力学(化学平衡)上的涵义。1824年卡诺通过对蒸汽机的经典研究，提出关于热机效率的卡诺原理及理想可逆过程的卡诺循环;1834年克拉贝龙绘出卡诺循环的P一V图并利用卡诺原理研究汽一液平衡，得出克拉贝龙方程;1836年赫斯在系统研究反应热效应的基础上发现反应过程总热量守恒定律(1840年公诸);1840一1842年焦耳，迈耶尔及格罗夫各自独立地提出能量转化与守恒原理，即热力学第一定律，1849年焦耳测得准确的热功当量，使热力学第一定律有了可靠的实验基础；1850年克劳修斯研究热力学第一定律(指能量守恒)在卡诺原理中的意义，得出卡诺原理的一种转述，即热力学第二定律(克劳修斯说法)；1853年开尔文把能量转化与物系的内能联系起来，给出了热力学第一定律的数学表达。至此热力学为物理化学发展化学热力学提供了理论基础。
1850年威廉米(Wilhelmy.L.F.，1812一1564，德国物理学家)，使用旋光仪研究蔗糖在大量水中酸催化水解的转化反应速度，发现反应物的量(浓度)、酸量以及温度对反应速度的影响，并第一次将反应速度定量地以数学上的微分方程式的形式表示出来，即将浓度随时间的变化率表示成为浓度的幂函数。这是定量地研究化学动力学的开始，也是最早从化学动力学的涵义上，即反应速度上)提出的质量作用定律。1864一1879年古德贝格和瓦格合作，先后发表二篇论文，从理论与大量实验的结合上推导出了质量作用定律，并对可逆反应及加成反应分别导得反应速度与“有效质量”(浓度)的幂函数关系作为质量作用定律的数学表示式，同时引出了反应速度常数(“亲合力系数”)平衡常数及动态平衡等概念。1877年范霍夫发表论文，明确主张用反应速度表示质量作用定律，放弃含糊不清的“亲合力”、“化学力“等非定量概念。
1873一1879年吉布斯先后发表的三篇论文，建立了化学热力学、化学平衡及多相平衡的理论基础，引人了自由能(吉布斯函数)、化学势(位)及平衡判据和规律。1884年范霍夫出版《化学动力学概论》，第一次将化学动力学与化学热力学区别开来;澄清了质量作用定律包涵反应方向及其平衡(限度)与反应快慢(速度)两个完全不同的概念。同年列沙特勒提出了平衡逆动原理，即通称的列沙特勒原理。至此化学动力学具有了进一步发展的初步基础。
3、关于电化学与溶液理论
1800年伏特制成自发的原电池为电化学的创建开辟了道路，同年尼科尔森等成功地使用伏特电池使水电解，1807年起戴维及其同事先后用电解方法制得钾、钠、钙等，为电化学打下牢固的实验基础，使化学家充分认识到电对化学的重要作用。1831年戴维的助手法拉第发现电解定律并于1834年在《关于电的实验研究》一文中发表，标志了电量与化学变化量之间的定量研究方法及电化学作为一门科学的诞生。十九世纪三十至四十年代电解在工业上得到广泛应用，如银、铜等的电镀。
1807年列依斯发现溶液的电渗、电泳现象，1827年杜特罗夏首次定量研究溶液渗透压，发现渗透压与浓度成正比。1862年格雷阿姆提出胶体概念。1867年特劳贝制得高强度及高选择性的半透膜，1877年浦菲弗用此种膜测定渗透压的准确值，得到和理想气体状态方程相似的渗透压公式。1882年起拉乌尔等先后发现溶液凝固点降低、沸点升高(蒸气压下降)以及渗透压的“依数性”规律及其数学表示式。1886年范霍夫写出《气体和稀溶液体系的化学平衡》，以荷兰文发表在一份不太出名的期刊上，文章对酸、碱、盐溶液的异常渗透压提出了修正公式，引人了修正系数;同时将稀溶液与理想气体进行了类比，解释了渗透压公式与理想气体状态方程的相似数学表达形式。至此，阿累尼乌斯在1887年《物理化学杂志》创刊号上发表电离学说的成熟理论的条件已经完全具备。
1887年奥斯特瓦尔德在接受德国莱比锡大学的教授聘请并兼任该校化学系主任之后不久，便在范霍夫的积极合作下创办了德文《物理化学杂志》及自任主编。该刊仅在最初的两年内就先后登载了几篇具有划时代意义的论文。例如：范霍夫关于弱电解质的稀溶液理论的论文《气体和稀溶液体系中的化学平衡》；阿累尼乌斯作为成熟的电离学说的代表作《关于溶质在水中的离解》以及阿累尼乌斯关于反应速度的温度效应的“表观活化能”、“活化分子”等重要概念的理代化学动力学基础理论的论文《在酸作用下蔗糖转化的反应速度》。这样，该杂志成了物理化学领域最有影响的出版物。他们由此正式创立了包括化学热力学、化学动力学和电化学三个分支在内的物理化学学科。此后又经过十几年的发展，特别是奥斯特瓦尔德的大量工作，包括他自己的学术著述以及对前人工作的发掘和对新理论新发现的宣传支持，到十九世纪与二十世纪之交，物理化学终于为国际化学界的广泛接受，其作为第一门边缘学科的主要研究方向和基本内容也已经形成。
当然，“历史上新的正确的东西，在开始的时后常常得不到多数人的承认，只能在斗争中曲折地发展”。物理化学同样存在着这种规律，其形成和发展同样并非一帆风顺。典型的事例是：1884年阿累尼乌斯提交了题为《电解质的导电性研究》的博士论文，发表了电离学说的初步理论，却被答辩委员会评为最低的“及格”成绩，委员会主席克利夫教授竟视论文为“荒唐的小学生”的结论。论文在“瑞典科学院报告集”(法文)发表后，在国外形成了一条国际界的反对阵线，其中为首的就是享有极高荣誉的俄国门捷列夫。但是阿累尼乌斯深信自己理论的价值，力图向国外觅求广泛支持。当时正在里加大学担任教授的奥斯特瓦尔德除了回信给予阿累尼乌斯以热情支持之外，还结合自己正在进行的酸催化研究，考察阿累尼乌斯的工作，从中表明电离学说在解释电导率、酸强度、酸催化速度以及氢离子浓度等问题上具有高度的统一性和概括性。及至《物理化学杂志》创刊号刊登了阿累尼乌斯关于电离学说的更完善的论文《关于溶质在水中的离解》之后，奥斯特瓦尔德于次年(1888)提出稀释定律，这是他结合自己的研究工作进一步证实和支持电离学说。但另一方面门捷列夫等仍然拒绝承认电离学说，认为电离学说将像“燃素说”一样被证明是错误的。门捷列夫在《溶质离解简论》(1889)中继续攻击电离学说，阿累尼乌斯的答辩评委塔林教授则认为电离学说是“胡闹”和“毫无价值’等等，甚至反对阿累尼乌斯接替教授职位的空缺。但与此形成对照的是奥斯特瓦尔德让阿累尼乌斯到自己的实验室进行研究工作，其间阿累尼乌斯于1889年又在《物理化学杂志》上发表了重要的化学动力学论文《在酸作用下蔗糖转化的反应速度》。随着历史的延伸，大量的事实终于表明，诸如电解质的导电和电解、渗透压及其它依数性的“异
常”，酸碱强度及中和反应、缓冲溶液，溶液颜色和指示剂变色机理、沉淀原理和溶度积等都可以在电离学说中一一找到答案。经过重重困难，1903年阿累尼乌斯终因提出电离学说而荣获诺贝尔化学奖，评奖委员会的主席恰恰就是二十年前主持阿累尼乌斯博士论文答辩的克利夫教授。当年他对电离学说表示种种非议，如今却鼎力提名阿累尼乌斯获奖，为的竟是同一篇论文和同一个学说。克利夫此时的评语是：“这一新理论是在困难中成长起来的，化学家不认为它是一种化学理论;物理学家也不认为它是一种物理理论。但是这种理论却在化学与物理学之间架起了一座新的桥梁”。这实在是对电离学说走过的历史道路以及初期物理化学的发展规律的形象描述。
在物理化学的形成和发展历史上，还有两个事例也是值得一提。1850年威廉米开创了化学动力学的定量研究，第一个采用反应速度的浓度幂函数(一级反应)的数学表达式推导出质量作用定律。但是当时并未引起人们的注意，直到1888年才被“物理化学之父”奥斯特瓦尔德发现。作为化学史家，以及《物理化学杂志》的创办人，他十分注意总结前人的工作并加以研究推广，尤其注意介绍化学反应的物理一化学本质。从1888年起，他开始翻印和发行物理和化学方面有意义的论文单行本丛书，集成了《精密科学经典著作》多卷本，威廉米的工作始为人知。另一个事例是1873一1878年吉布斯先后发表了三篇重要的论文，载于《康涅狄格州科学院学报》，特别是第三篇论文《论多相物质的平衡》，以详尽的数学形式和长达三百多页、共约七百个数学方程式的篇幅，推导出了“自由能”和“化学势”的概念，以及广泛于多相体系的相律。现在我们十分清楚，“自由能”和“化学势”在化学反应中起着“推动力”的作用，所谓“亲合力”、“最大外功”、“反应热守恒定律”(赫斯定律)、“质量作用定律”以及“化学反应动态平衡”、“平衡判据”等等，都可随之导得；而对于多相体系，“相律”更是具有高度概括性的普遍规律。但遗憾的是文章发表在不出名的刊物上，而且当时欧洲的化学家们本来就对偏离世界科学中心的美国期刊很少问津。加之论文博大精深的内容和没有任何实验证明，使看到的化学家们难于理解，甚至望而却步。在具有功利主义传统的美国人看来，论文没有实际用处，吉布斯任教的耶鲁大学甚至掀起撤换其数学物理教授的运动。这样吉布斯的工作被埋没下来长达十几年，直到1887年罗泽布姆将相律应用于他正研究的盐水体系，实地证明了相律的正确性，并在他的论文《复相化学平衡的各种形式》中采用易被化学家理解的“相图”，对“相律”加以说明，同时还具体测定了“三相点”等细节。1892年奥斯特瓦尔德又进一步将吉布斯的三篇论文译出，以德文的《热力学的研究》出版，积极向当时的化学策源地欧洲介绍吉布斯的杰出工作。至此人们才逐渐认识到吉布斯工作的重要价值，从而推动了化学热力学及整个物理化学的发展，并成为合金化学、冶金学、地矿学等领域的有力工具。而在吉布斯工作被埋没的十多年里，比他出名得多的一些人物，如范霍夫和亥姆霍兹，虽都不同程度地独立地进行了研究，但都不过是吉布斯工作的某些特例，可见吉布斯的优先权和详尽性是无容置疑的。为此，奥斯特瓦尔德高度评价了吉布斯，认为吉布斯从内容到形式都赋予物理化学整整一百年的发展进程。
以上这些事例表明，一个新兴学科或新的理论发现的确立，必须重视科学实验的充分证明和在生产实践中的推广应用；必须重视信息、媒体的广泛传播和学术界的及时交流；需要有锲而不舍、不畏艰难、坚持真理科学的精神。
二、物理化学主要的学科特点及前景
“物理化学”不同于“化学物理”，这主要是由化学和物理这两门基础科学的不同研究内容所决定的。前者以原子(元素)这个物质层次为“起点”粒子研究原子和由原子组成的分子(化合物)的结构和性质的“质变”；后者则以原子为“终点”粒子，不研究分子的组成、结构及其性质变化，只研究由分子形成的聚集状态(大至天体，小至各个层次的“基本粒子”，包括原子，如原子物理学；唯分子结构除外)的各种物质的一般运动规律和基本结构。所以，物理化学是以研究与化学变化伴生的各种层次的物理现象为学科内容和发展方向的。
物理化学作为以物理的原理和实验技术为基础,研究所有物质体系的化学行为的原理、规律和方法等最一般规律和理论的学科，是化学的理论基础。它涵盖了从微观到宏观对物质结构与性质的关系规律、化学过程机理及其控制的研究,是化学以及在分子层次上研究物质变化的其他学科的理论基础。随着科学的迅速发展和各学科之间的相互渗透,在原来基础上又逐步形成了包括着化学热力学、化学动力学、电化学、结构化学、催化化学、液体界面化学、量子化学等等分支。
物理化学既是边缘学科，则不同于如无机化学、有机化学等基本上不具有基础学科之间的相互渗透的分支学科，它的某些内容不能严格地界定学科归属，比如相律，归属于物理化学运动而不归属于物理运动。并且，物理化学具有相当的完整性、系统性、逻辑性和科学性，这就更彰显其重要性。总之，以化学为主体一方，把物理学的理论成果和研究方法引人化学的这一渗透过程，就形成了物理化学。它已是现代化学的核心内容和理论基础。是化学的核心方法、研究手段和理论基础,可以说，物理化学能否健康发展,影响甚至制约着整个化学学科的健康、协调发展。
20世纪后期，生命科学已经发展成为带头学科，21世纪亦被称为是生命的世纪。物理化学甚至整个化学的作用从社会层面上看,有被“淡化”、“边缘化”和“模糊化”的趋势，人们认为化学正从认识、控制和改变客观世界的中心科学的地位退后，化学面临着前所未有的挑战。但是，生物的研究需要有坚实的化学基础，没有化学的介入,，人类就永远无法了解生命的本质。21世纪的生物学必将愈来愈需要化学,而化学也将愈来愈靠近生命科学。作为化学的理论基础,物理化学对化学的发展起着核心推动的作用,并成为许多其他学科攻坚科学难关的武器库。因此，21世纪,物理化学的研究内容将不断深入,研究对象将不断扩展,研究领域将不断扩充,研究手段将不断进步。物理化学在继续分子层次的基础研究的同时,将更重视分子以上层次的复杂体系的基础研究,并密切与生命、材料、能源、环境等领域交叉，并越来越发挥其不可替代的作用。相信在21世纪，物理化学必能适应时代的发展，在迎接挑战的同时把握住机遇，更好地为人类服务。
参考文献：
1、王智民、韩基新：《第一门边缘学科物理化学的形成及学科特点》（《黑龙江大学自然科学
学报》第9卷第3期，l992年9月）
2、韩建国：《交叉学科的典范—物理化学》（《天津师大学报》一九九二年第五期）
3、傅敏,郑旭煦,古昌红,吴四维,高宇,王星敏,崔榕：《物理化学在基础化学课程体系中的龙头
作用》（《重庆工商大学学报(自然科学版)》第21卷第6期，2004年12月）
4、王立斌,袁园,李俊昆：《21世纪物理化学的发展趋势展望》（《通化师范学院学报》第28
卷第12期，2007年12月）
5、国家自然科学基金委员会化学科学部“物理化学发展的瓶颈与思路”论坛秘书组：《“物
理化学发展的瓶颈与思路”论坛总结》（《物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao)》）
6、李酽：《材料物理化学的谕康反在民航中的应用》
7、袁艳青，应礼文：《化学重要史实》（人民教育出版社，1989）
8、陈新滋：《物理化学的发展史和研究内容》（中国高教研究, 1999）
9、王凤武：《物理化学展望》（《淮南师范学院学报》2001年第2期第3卷(总第10期)）沁园春·雪
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
玻璃物理化学性能计算
玻璃物理化学性能计算 一、玻璃的粘度计算 ...1.粘度和温度的关系 ...2.玻璃组成对温度的作用 ...3.粘度参考算点及在生产中的应用 ...4.粘度的计 二、玻璃的机械性能和表面性质 ...1.玻璃表面张力的物理与工艺意义 ...2.玻璃表面张力与组成及温度的关系 ...3.玻璃的表面性质 ...4.玻璃的密度计算 三、玻璃的热学性质和化学稳定性 ...（一）玻璃的热学性能 ...（二）玻璃的化学稳定性 ...（三）玻璃的光学性质 一、玻璃粘度和温度的关系 粘度是玻璃的重要性质之一。它贯穿着玻璃生产整个阶段，从熔制、澄清、均化、成型、加工、直到退火都与粘度密切相关。在成型和退火方面年度起着控制性的作用。在高速成型机的生产中，粘度必须控制在一定的范围内，而成型机的速度决定与粘度随温度的递增速度。此外玻璃的析晶和一些机械性能也与粘度有关。 所有实用硅酸盐玻璃，其粘度随温度的变化规律都属于同一类型，只是粘度随温度变化的速度以及对应某给定温度的有所不同。在10怕.秒（或者更低）至约1011怕.秒的粘度范围内，玻璃的粘度由玻璃化学成分所决定的，而在从约1011怕.秒（1015泊，或者更高）的范围内，粘度又是时间的函数。
这些现象可由图来说明： Na 2O---CaO---SiO 2 玻璃的弹性、粘度与温度的关系 上图的三个区。在A区温度较高。玻璃表现为典型的粘度液体，他的弹性性质近于消失。在这一温度去中粘度仅决定于玻璃的组成和温度。当温度近于B 区时，粘度随温度下降而迅速增大，弹性模量也迅速增大。在这一温度区的粘度去决定于组成和温度外，还与时间有关。当温度进入C区，温度继续下降，弹性模量继续增大，粘滞留东变得非常小。在这一温度区，玻璃的粘度和其它性质又决定于组成和温度而与时间无关。图中所市的粘度和弹性随温度的变化现象，可以从玻璃的热历史说明。
漫谈物理化学的发展及学科特点
漫谈物理化学的发展及学科特点 2007化教一班222007316011045 王祖龙 摘要：经历漫长而艰难的发展，物理化学终以一门新的学科出现。它具有自身独特的特点，并在化学中占有极重要位置。随着人们不断的深入认识，越来越多地为人们服 务。 关键词：物理化学形成发展学科特点前景 世界的变化日新月异，尤其在当今，新兴学科层出不穷，但统而观之，它们有一个重要特点，即很多都是边缘学科（亦称交叉学科，1926年美国首次出现）——横跨两种或两种以上基础学科。边缘学科的产生，是随着人们对物质运动形式及固有次序的逐步揭示，是当基础学科发展到一定阶段时的必然结果，是人们知识的深化。 化学，在其漫长的发展历程中，形成了自己独有的特色，并且一直以来对于人类文明的发展起到了很大的推动作用。与此同时，一系列化学的分支学科也不断形成，大大的丰富了化学知识，拓展了人们的眼界。在所有化学分支学科中，当属物理化学最为重要。 而物理化学，作为最早形成的第一门边缘学科，被称为交叉学科的典范，是现代化学的核心内容和理论基础，在基础化学课程体系中起着龙头作用。它的形成与发展经历了较漫长而艰难的时期。 一、物理化学的形成与发展 “物理化学”这个术语曾在十八世纪首先被罗蒙诺索夫创用，但是它的主要研究方向和基本内容却是在十九世纪下半叶才被确定下来。至今其研究内容也都是在当时的基础上不断深入发展的。对于物理化学的形成，不得不提到一个人——杰出的俄国一德国物理化学家奥斯特瓦尔德(Ostwald，W.F.，1853一1932)，他为物理化学作出了最伟大的贡献，在1887年创办了第一份名副其实的专业性期刊:德文的《物理化学杂志》(Zeitschrift physikalische Chemie)121，标志着物理化学的形成.。奥斯特瓦尔德因此被称为“物理化学之父”，也曾被列宁誉为“伟大的化学家和渺小的哲学家”。 在十九世纪下半叶以前的近代化学初期，化学家往往又是物理学家，他们研究的问题常常相互有关，相互渗透和相互补充。例如，1807年法国化学家盖吕萨克观测到气体向真空膨胀后温度没有变化，于是物理学家便据此作出“气体膨胀至真空没有作功”这种结论。又如道尔顿，他起初是一位物理学家，后来才研究化学。他从长期观测气象着手，研究空气组成并得出气体的“微粒说”；再经过对碳的两种氧化物以及多种氢化物的组成的化学分析实验，在1804年正式提出倍比定律，后来将物理原子论(即哲学“微粒说”)发展成为“化学原子论”，成为了近代化学诞生的标志。 到了十九世纪下半世纪，随着工业生产力的发展，以及此前大量拥现的化学和物理学成就的逐步积累，近代化学迅速向专业化分工，化学家在研究方向及方法上和物理学家终于分道扬镰。物理化学正是在这个时期开始独立形成的。在这一时期，主要是以李比希和杜马等为代表的有机化学家。有机化学取得了重大的成就，使得从类型理论向结构理论的发展逐步系统化。同时在这一时期，有少数化学家（有的本来也就是物理学家和数学家）关心物理学的理论和发现，这就使得化学和物理学相结合起来，例如拉乌尔(Raoutt，F.M，1830一1901，法国)、瓦格(Waage，P.1933一1990，娜威)、范霍夫(Van't Hoff，J.H.，1852一1911) 以及能斯特(Nernst，H.W.，1864一1941，德国)等。他们都为物理化学最终成为现代化学的一个独立分支做出了开创性的工作，是初期物理化学的共同奠基人。 从道尔顿提出原子论以来，近代化学前期到奥斯特瓦尔德创办《物理化学杂志》之间，有着许多与物理化学形成有关的十分重要的史实： 1、关于原子一分子学说
分析化学发展史
分析化学发展史 摘要]分析化学始于一些分析检验的实践活动。商品生产和交换的发展,促进了分析检验工作。 16世纪,化学反应广泛地应用于湿法分析。18世纪中叶,重量分析法使分析化学由单纯的定性分析迈 入了定量分析的时代。到了19世纪,定性分析趋于完善,定量分析的各种方法也相继出现并不断发展。 分析化学真正成为一门独立的学科是在20世纪初,被称之为经典分析化学。20世纪以来,在经典化学 不断充实、完善的同时,仪器分析也迅猛发展,并且在分析化学中占据越来越重要的地位。[关键词]化学分析;仪器分析 在化学还没有成为一门独立学科的中世纪,甚至古代,人们已开始从事分析检验的实践活动。这一实践活动来源于生产和生活的需要。如为了冶炼各种金属,需要鉴别有关的矿石;采取天然矿物做药物治病,需要识别它们。这些鉴别是一个由表及里的过程,古人首先注意和掌握的当然是它们的外部特征。如水银又名“流珠”,“其状如水似银”,硫化汞名为“朱砂”、“丹砂”等都是抓住它们的外部特征。人们初步对不同物质进行概念上的区别,用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别,就是原始的分析化学。 在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中,人们对矿物的认识便逐步深化,于是便能进一 步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据。如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石。随着商品生产和交换的发展,很自然地就会产生控制、检验产品的质量和纯度的需求,于是产生了早期的商品检验工作。在古代主要是用简单的比重法来确定一些溶液的浓度,可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量。 到了6世纪已经有了和我们现在所用的基本相同的比重计了。商品交换的发展又促进了货币的流通,高值的货币是贵金属的制品,于是出现了货币的检验,也就是金属的检验。古代的金属检验,最重要的是试金技术。在我国古代,关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语。在古罗马帝国则利用试金石,根据黄金在其上划痕颜色和深度来判断金的成色。 16世纪初,在欧洲又有检验黄金的所谓“金针系列试验法”,这是简易的划痕试验法的进一步发展。16世纪,化学的发展进入所谓的“医药化学时期”。关于各地各类矿泉水药理性能的研究是当时医药化学的一项重要任务,这种研究促进了水溶液分析的兴起和发展。1685年,英国著名物理学家兼化学家R·波义耳(Boyle,1627-1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》,相当全面地概括总结了当时已知的关于水溶液的各种检验方法和检定反应。波义耳在定性分析中的一项重要贡献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性。波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念。这一时期分析检验法的多样性、可靠性和灵敏性,并为近代分析化学的产生做了准备。 18世纪以后,由于冶金、机械工业的巨大发展,要求提供数量更大、品种更多的矿石,促进了分析化学的发展。这一时期,分析化学的研究对象主要以矿物、岩石和金属为主,而且这种研究从定性检验逐步发展到较高级的定量分析。其中干法的吹管分析法曾起过重要作用。此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小孔中,然后以吹管将火焰吹到它上面,一些金属氧化物便熔化并会被还原为金属单质。但这种方法能够还原出的金属种类并不多。到了18世纪中
玻璃的特性
玻璃的特性 一、玻璃的力學性質 玻璃的理論抗拉強度極限為12000Mpa，實際強度只有理論強度的1/300——1/200，一般為30——60Mpa，玻璃的抗壓強度約為700——1000Mpa。玻璃中的各種缺陷造成了應力集中或薄弱環節，試件尺寸越大缺陷存在的越多。缺陷對抗拉強度的影響非常顯著，對抗壓強度的影響較小。工藝上造成的外來雜質和波筋(化學不均勻部分)對玻璃的強度有明顯影響。在—50——+70℃範圍內玻璃的強度基本不變。 脆性是玻璃的主要缺點。玻璃的脆性指標為1300——1 500(橡膠為0.4——0.6，鋼為400——460，混凝土為4200——9350)。E越大說明脆性越大。玻璃的脆性也可以根據衝擊試驗來確定。 在實際應用中玻璃製品經常受到彎曲、拉伸和衝擊應力，較尐受到壓縮應力。玻璃的力學性質主要指標是抗拉強度和脆性指標。 二、玻璃的光學性質 光學性質是玻璃最重要的物理性質。 光線照射到玻璃表面可以產生透射，反射和吸收三種情況。光線透過玻璃稱為透射，光線被玻璃阻擋，按一定角度反射出來稱為反射，光線通過玻璃後，一部分光能量損失在
玻璃內部稱為吸收。 玻璃中光的透射隨玻璃厚度增加而減尐。玻璃中光的反射對光的波長沒有選擇性，玻璃中光的吸收對光的波長有選擇性。可以在玻璃中加入尐量著色劑，使其選擇吸收某些波長的光，但玻璃的透光性降低。還可以改變玻璃的化學組成來對可見光、紫外線、紅外線、X射線、和γ射線進行選擇吸收。 三、玻璃的熱工性質 玻璃的比熱與其化學組成有關，在室溫範圍內其比經熱的範圍為0.33——1.05×103J/(kg·K)。表7—1玻璃的導熱係數 普通玻璃的導熱係數在室溫下約為0.75W/(m·k)。玻璃的導熱係數約為銅的1/400，是導熱係數較低的材料。當發生溫度變化時，玻璃產生的熱應力很高。在溫度劇烈變化時玻璃會產生碎裂，玻璃的急熱穩定性比急冷穩定性要強一些。 四、玻璃的化學性質 玻璃具有較高的化學穩定性，它可以抵抗除氫氟酸以外所有酸類的侵濁，矽酸鹽玻璃一般不耐鹼。玻璃遭受侵蝕性介質腐蝕，也能導致變質和破壞。 大氣對玻璃侵蝕作用實質上是水氣、二氧化碳、二氧化
物理化学发展史
物理化学发展史——早期溶液理论和今日中学化学 很荣幸今天能为大家介绍物理化学发展史，物理化学博大精深，很有内涵，所以我耍个机灵，取了早期溶液理论的发展这一节，同时谈一谈今日中学化学对溶液理论的研究和教学实践。首先我想谈一谈物理化学，既然叫物理化学，那他一定和物理有点关联，例如空气湿度多大时我们能够观察到雾的现象？早晨的露珠为什么呈现球形？天上云层很厚实，为什么不下雨？人工降雨的原理到底是什么？等等这些物理现象，其实都属于物质的性质，而物理化学其实是研究物质性质和化学反应原理的学科。 自1887年奥斯特沃尔德和范霍夫合办了德文《物理化学杂志》，这门学科获得了快速的发展，今天物理化学的发展程度当然已经超乎人们的想象，具体包括化学热力学、化学动力学，电化学，光化学，表面化学，胶体化学，结构化学，量子化学，催化理论等等分支。应该说，物理化学以热力学、动力学和量子力学为基础。日本化学史家山岗望提出，物理化学学发端于拉瓦锡时代，本生进一步将物理学的实验方法应用到化学研究上，把物理学原理用来解释化学现象则是从范霍夫开始的。这段时间大致与两次工业革命的兴起重叠，也就是说，物理化学建立在产业革命兴起的大背景下，期间涌现了无数大牛，更有麦克斯韦，玻尔兹曼，普朗克这三尊神。例如麦克斯韦，以电磁理论闻名于世的物理大神，为化学做出的贡献在我看来要更加惊人。请看这两个数，一个热力学K，一个是动力学K，这两个K为什么长这么像？类似的还有克劳修斯克拉博隆方程，如果我把ΔG和ΔEa都用能量E表示，你会发现形式上和麦克斯韦能量分布积分式惊人的相似。这三位确定了热运动的本质，确定了热力学第二定律的适用范围，明确地给出了熵与微观状态数的数学关系。有意思的是文科里面更喜欢谈熵，伟大的科幻小说家阿西莫夫以熵增定律为主题写了科幻史上我认为是最好的一篇——最后的问题。 好言归正传，关于溶液理论，就必须提物理化学三剑客：阿伦尼乌斯，范霍夫和奥斯特沃尔德，三人之间的性格可以说迥异，又来自三个不同国家但对稀溶液的研究将他们的命运深深的绑定，三人友谊可以说是科学史上一段佳话。 故事要从溶液的依数性说起。首先是关于溶液渗透压的发现。最早观察到渗透现象的是法国物理学家诺勒。1748年他为了改进酒的制作时曾作过一个实验:把酒精装满一个玻璃圆筒，用猪膀胱膜封住，然后把圆筒全部浸进水中。他发现膀胱膜向外膨胀，即发现水通过膜渗透进了圆筒，最后膀胱膜竟被撑破。但他并未意识到这就是渗透压造成的。最早对渗透压进行半定量研究的则是法国生理学家杜特罗夏在1830年左右进行的。他用一个钟罩形的玻璃容器，下面用羊皮纸封住，从上面插进一支长玻璃管，容器中分别放入各种不同浓度、不同物质的溶液，然后把它浸入水槽中。于是观察到玻璃管内液面上升，浓度越大，水柱越高，两者成正比。这时候他意识到:这个压力是由于外面的水通过羊皮纸向溶液方向迁移而产生的。他给这种现象命名为“渗透”，该术语来源于希腊文“wσμos”，意思是“推进”。1848年，德国化学家K.维洛尔特（Karl Vierordt）证实了他的这一结论。但由于动物膜既可让溶剂分子也可让溶质分子渗透，只是速度不同，所以测得的渗透压力只是暂时的，不稳定的，而且与溶剂、溶质的渗透相对速度有关，因此测得的渗透压也只是粗略的，而且由于这类半透膜不够坚固，经受不住浓溶液的很大的渗透压。 1867年，德国生理化学家特劳贝让亚铁氰化铜或丹宁-明胶沉积在多孔陶瓷上，制出了真正只让水分子透过的膜，范霍夫称它为半透膜。这种膜非常牢固，能够经受几百个大气压的渗透压。1884年德国植物学家普菲弗便利用这种半透膜研究植物的枯萎状况，对蔗糖溶液的渗透压进行了广泛的定研究，得到了准确的数据。 这些实验结果激起了范霍夫对渗透压进行理论探讨的热情。他从浦菲弗的数据得知，含有一克蔗糖中加水，水加的越多，渗透压越小，但一定是一个常数，与波义耳定律对气体的
常用化学试剂物理化学性质
氨三乙酸 化学式CH6N9O6，分子量191.14，结构式N（CH2COOH）3，白色棱形结晶粉末，熔点246~249℃（分解），能溶于氨水、氢氧化钠，微溶于水，饱和水溶液pH为2.3，不溶于多数有机溶剂，溶于热乙醇中可生成水溶性一、二、三碱性盐。属于金属络合剂，用于金属的分离及稀土元素的洗涤，电镀中可以代替氰化钠，但稳定性不如EDTA。 丙酮 最简单的酮。化学式CH3COCH3。分子式C3H6O。分子量58.08。无色有微香液体。易着火。比重0.788（25/25℃）。沸点56.5℃。与水、乙醇、乙醚、氯仿、DMF、油类互溶。与空气形成爆炸性混和物，爆炸极限2.89~12.8%（体积）。化学性质活泼，能发生卤化、加成、缩合等反应。广泛用作油脂、树脂、化学纤维、赛璐珞等的溶剂。为合成药物（碘化）、树脂（环氧树脂、有机玻璃）及合成橡胶等的重要原料。 冰乙酸 化学式CH3COOH。分子量60.05。醋的重要成份。一种典型的脂肪酸，无色液体。有刺激性酸味。比重1.049。沸点118℃，可溶于水，其水溶液呈酸性。纯品在冻结时呈冰状晶体（熔点16.7℃），故称“冰醋酸”，能参与较多化学反应。可用作溶剂及制造醋酸盐、醋酸酯（醋酸乙酯、醋酸乙烯）、维尼纶纤维的原料。 苯酚 简称“酚”，俗称“石炭酸”，化学式C6H5OH，分子量94.11，最简单的酚。无色晶体，有特殊气味，露在空气中因被氧化变为粉红，有毒！并有腐蚀性，密度1.071（25℃），熔点42~43℃，沸点182℃，在室温稍溶于水，在65℃以上能与任何比与水混溶，易溶于酒精、乙醚、氯仿、丙三醇、二硫化碳中，有弱酸性，与碱成盐。水溶液与氯化铁溶液显紫色。可用以制备水杨酸、苦味酸、二四滴等，也是合成染料、农药、合成树脂（酚醛树脂）等的原料，医学上用作消毒防腐剂，低浓度能止痒，可用于皮肤瘙痒和中耳炎等。高浓度则产生腐蚀作用。 1,2-丙二醇 化学式CH3CHOHCH2OH，分子量76.10，分子中有一个手征性碳原子。外消旋体为吸湿性粘稠液体；略有辣味。比重1.036（25/4℃），熔点-59℃，沸点188.2℃、83.2℃（1，333Pa），与水、丙酮、氯仿互溶，溶于乙醚、挥发油，与不挥发油不互溶，左旋体沸点187~189℃，比旋光度-15.8。丙二醇在高温时能被氧化成丙醛、乳酸、丙酮酸与醋酸。为无毒性抗冻剂。可用于酿酒、制珞中，是合成树脂的原料。医学上用作注射剂、内服药的溶剂与防腐剂，防腐能力比甘油大4倍，此外还可用于室内空气的消毒。 丙三醇 学名1,2,3-三羟基丙烷，分子式C3H8O3，分子量92.09，有甜味的粘稠液体，甜味为蔗糖的0.6倍，易吸湿，对石蕊试纸呈中性。比重1.26362（20/20℃）。熔点7.8℃，沸点290℃（分解）167.2℃（1，3332Pa）。折光率1.4758（15℃），能吸收硫化氢、氰化氢、二氧化硫等气体。其水溶液（W/W水）的冰点：10%，-1.6℃；30%，-9.5℃；50%，-23℃；80%，-20.3℃。与水、乙醇互溶，溶于乙酸乙酯，微溶于乙醚，不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类。可以制备炸药（硝化甘油）、树脂（醇酸树脂）、润滑剂、香精、液体肥皂、增塑剂、甜味剂等。在印刷、化妆品、烟草等工业中作润滑剂。医学上可用滋润皮肤，防止龟裂；作为栓剂（甘油栓）可用作通便药。切勿与强化剂如三氧化铬、氯酸钾、高锰酸钾放在一起，以免引起爆炸。 蓖麻油 化学式C57H104O9，分子量933.37。无色或淡黄色透明液体，具有特殊臭味，凝固点-10℃，比重
各种玻璃特性详细介绍
各种玻璃特性详细介绍玻璃的制造已有五千年的历史，一般认为最早的制造者是古代的埃及人。我国在东周时代已能制造玻璃，玻璃组成中都含有氧化铅和氧化钡，与其他国家的古代玻璃有明显的区别。我国历史上有把玻璃称为琉璃、颇黎、假水晶料器、硝子等名称。 玻璃具有一系列非常可贵的特性：透明、坚硬、良好的化学稳定性；可通过化学组成的调整，大幅度调节玻璃的物理和化学性能，以适应各种不同的使用要求；可以用吹、压、拉、铸、槽沉、离心浇注等多种成形方法，制成各种形状的空心和实心制品；可以通过焊接和粉末烧结等加工方制成形状复杂、尺寸严格的器件。而且，制造玻璃的原料丰富，价格低廉。因此，作为结构材料和功能材料，玻璃在建材、轻工、交通、医药、化工、电子、航天、原子能等领域获得了极其广泛的应用。 B270/K9 K9玻璃是用K9料制成的玻璃制品，用于光学镀膜等领域 K9料属于光学玻璃，由于它晶莹剔透，所以衍生了很多以K9料为加工对象的工厂，他们加工出来的产品，在市面上称为水晶玻璃制品。 K9的组成如下： SiO2＝69.13％B2O3＝10.75％BaO＝3.07％Na2O＝10.40％K2O＝6.29％As2O3＝0.36％ 它的光学常数为：折射率＝1.51630色散＝0.00806阿贝数＝64.06。 石英玻璃 石英玻璃以其优良的理化性能，被大量广泛用于半导体技术，新型电光源，彩电荧光粉生产，化工过程，超高电压收尘、远红外辐射加热设备、航空航天技术、某些武器及光学仪器的光学系统、原子能技术、浮法玻璃及元碱玻璃窖的耐火材料，特种玻璃用坩埚，仪器玻璃成型部料碗，紫外线杀菌灯，各种有色金属的生产等诸多领域。石英玻璃SiO2含量大于99.5％，热膨胀系数低，耐高温，化学稳定性好，透紫外光和红外光，熔制温度高、粘度大，成型较难。多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。 石英玻璃在整个波长有特别好的透光性，在红外区（特殊的红外玻璃除外），光谱透射范围比普通玻璃大。在可见光区透过率达93％。在紫外光谱区，特别是在短波，紫外光谱区透过率比其他玻璃好的多。石英玻璃他的光学性能在很大程度上取决于它的化学性能。哪怕是0.001％的杂质就明显地影响产品质量。过度金属杂质会改变波长方向移动，羟基的存在会吸收2.73μm光带。国产光学石英玻璃有三个牌号：JGS1紫外光学石英玻璃，应用波段185-2000nm，用合成石制造，Sicl4为原料，JGS2紫外光学石英玻璃，应用波段220-2500nm，用水晶做
各元素物理化学性质
各元素物理化学性质 序号符 号 中 文 读音 原子 量 外层 电子 常见化 合价 分类英文名英文名音标其它 1 H 氢轻 1 1s1 1、-1 主/非 /其 Hydrogen ['haidr?d??n] 最轻 2 He 氦害 4 1s2 主/非 /稀 Helium ['hi:li?m] 最难液化 3 Li 锂里7 2s1 1 主/碱Lithium ['liθi?m] 活泼 4 Be 铍皮9 2s2 2 主/碱 土 Beryllium [be'rili?m] 最轻碱土金属元素 5 B 硼朋10.8 2s2 2p1 3 主/类Boron ['b?:r?n] 硬度仅次于金刚石 的非金属元素 6 C 碳探12 2s2 2p2 2、4、-4 主/非 /其 Carbon ['kɑ:b?n] 沸点最高 7 N 氮蛋14 2s2 2p3 -3 1 2 3 4 5 主/非 /其 Nitrogen ['naitr?d??n] 空气中含量最多的 元素 8 O 氧养16 2s2 2p4 -2、-1、2 主/非 /其 Oxygen ['?ksid??n] 地壳中最多 9 F 氟福19 2s2 2p5 -1 主/非 /卤 Fluorine ['flu?ri:n] 最活泼非金属，不能 被氧化 10 Ne 氖乃20 2s2 2p6 主/非 /稀 Neon ['ni:?n] 稀有气体 11 Na 钠那23 3s1 1 主/碱Sodium ['s?udi?m] 活泼 12 Mg 镁每24 3s2 2 主/碱 土 Magnesium [mæɡ'ni:zi?m] 轻金属之一 13 Al 铝吕27 3s2 3p1 3 主/金 /其 Aluminum [,ælju'minj?m] 地壳里含量最多的 金属 14 Si 硅归28 3s2 3p2 4 主/类Silicon ['silik?n] 地壳中含量仅次于 氧 15 P 磷林31 3s2 3p3 -3、3、5 主/非 /其 Phosphorus ['f?sf?r?s] 白磷有剧毒 16 s 硫留32 3s2 3p4 -2、4、6 主/非 /其 Sulfur ['s?lf?] 质地柔软，轻。与氧 气燃烧形成有毒的 二氧化硫 17 Cl 氯绿35.5 3s2 3p5 -1、1、3、 5、7 主/非 /卤 Chlorine ['kl?:ri:n] 有毒活泼 18 Ar 氩亚40 3s2 3p6 主/非 /稀 Argon ['ɑ:ɡ?n] 稀有气体，在空气中 含量最多的稀有气 体 19 K 钾假39 4s1 1 主/碱Potassium [p?'tæsj?m] 活泼，与空气或水接触发生反应，只能储存在煤油中 20 Ca 钙盖40 4s2 2 主/碱 土 Calcium ['kælsi?m] 骨骼主要组成成分
各种玻璃的物理和化学性能
Ⅰ.GG17耐高温玻璃 GG17耐高温玻璃性能完全符合ISO3583国际标准，是一种高硼硅玻璃，具有优良的物理化学性能，它的含硅量在80％以上，玻璃的内部结构稳定性极为良好，因而具有较好的机械性能和化学性能；由于它的低热膨胀系数，能更好的耐受较高的温差，并具有良好的灯焰加工性能，是制造实验室用各种加热器皿、结构复杂的玻璃仪器、化工设备和压力水表玻璃等的良好玻璃材料。 具体的物理化学性能如下： 含硅量80％以上 应变温度520℃ 退火温度560℃ 软化温度820℃ 折射率 1.47 透光率(2mm) 92％ 弹性模量67KNmm-2 抗张强度40-120Nmm-2 玻璃应力光学常数 3.8×10-6mm2 /N 加工温度(104dpas) 1220℃ 线膨胀系数(20-300℃) 3.3×10-6K-1 密度(20℃) 2.23gcm-1 比热0.9Jg-1K-1 导热率 1.2Wm-1K-1 耐水性能(ISO 719) 1级 耐酸性能(ISO 195) 1级 耐碱性能(ISO 695) 2级 耐热急变玻棒法玻棒Φ6×30mm 300℃ 关于GG17玻璃的几点说明 a.GG17玻璃制造的仪器如需长期加热和加压，它的最高安全操作温度不应超过应变温度(520℃)。它在加热到退火温度时，不易变形，如放在适当支架上，且内部不受压力情况下，可以在短时间内加热到600℃，在此情况下，应使仪器缓慢冷却，藉以减少产生永久应力的程度。 b.GG17玻璃管(在25℃时)的安全工作压力可根据下式计算： P=140T/D P为安全工作压力单位为kg/cm2 T为玻璃管壁厚D为玻璃管内径单位为mm 上式公式不适用于具有平底的玻璃管 c.GG17玻璃化学组成：(%) SiO2 B2O3 Al2O3 Na2O K2O 80.5 12.8 2 4 0.4 Ⅱ.“九五”耐高温玻璃 九五料玻璃是一种低碱高硼硅玻璃，不含钙镁锌及铂元素，具有较好的物理和化学性能，用于制造各种玻璃仪器。 具体的物理化学性能如下： 含硅量79％
物理化学-化学前沿与进展
砷钼酸盐化学研究进展与展望 巩培军104753140807 物理化学 摘要：多金属氧酸盐以其丰富多彩的结构及其自身的优良分子特性，包括极性、氧化还原电位、表面电荷分布、形态及酸性，使其在很多领域，尤其是材料、催化、药物等方面具有潜在应用前景，因而受到人们的广泛关注。本文选择目前报道尚少的砷钼杂多化合物为研究重点。 Abstract: Polyoxometalates (POMs), a fascinating class of metal–oxygen cluster compounds with a unique structural variety and interesting physicochemical properties, have been found to be extremely versatile inorganic building blocks in view of their potential applications in catalysis, medicine, and materials. In this paper, the main work has been focused on the rare reported arsenomolybdates. Keywords: polyoxometalates; physicochemical properties; applications 1 多酸概述 多金属氧酸盐化学至今已有近二百年的历史，它是无机化学中的一个重要研究领域[1-3]。早期的多酸化学研究者认为无机含氧酸经缩合可形成缩合酸：同种类的含氧酸根离子缩合形成同多阴离子，其酸为同多酸；不同种类的含氧酸根离子缩合形成杂多酸阴离子，其酸为杂多酸[4]。现在文献中多用Polyoxometalates (多金属氧酸盐) 及Metal-oxygen clusters (金属氧簇)来代表多酸化合物。 从结构上多酸是由前过渡金属离子通过氧连接而形成的金属氧簇类化合物，它的基本的结构单元主要是八面体和四面体。多面体之间通过共角、共边或共面相互连接。根据多面体的连接方式不同，多金属氧酸盐可划分为不同的结构类型，如Keggin、Dawson、Silvertone、Anderson、Lindqvist 和Waugh 结构等，它们被称为多金属氧酸盐最常见的六种基本结构类型（图1）。（1）Keggin 结构，其阴离子通式可表示为[XM12O40]n– (X = P、Si、Ge、As、B、Al、Fe、Co、Cu 等；M = Mo、W、Nb 等)；（2）Wells—Dawson 结构，其阴离子通式可表示为[X2M18O60]n– (X = P、Si、Ge、As 等；M = Mo、W 等)；（3）Silverton 结构，其阴离子通式为[XM12O42]n– (X = Ce IV等；M = Mo VI 等)；（4）Anderson 结构，其阴离子通式为[XM6O24]n– (X = Al、Cr、Te、I 等；M = Mo 等)；（5）Lindqvist 结构，其阴离子的通式为[M6O19]n– (M = Nb V、Ta V、Mo VI、W VI等)；（6）Waugh 结构，其阴离子通式为[X2M5O23]n– (X = P V等；M = Mo VI等)。其结构又决定其特殊性质的，如强酸性、氧化性、催化活性、光致变色、电致变色、导电性、磁性等。多金属氧酸盐由于各种确定的结构和特异、优越的物理化学性质，使它们在催化[5]、材料科学[6]、化学及医药学[7]等方面具有重要的应用前景。多金属氧酸盐可根据组成不同分为同多(iso)和杂多(hetero)金属氧酸盐两大类。这种分类方法一直沿用早期化学家的观点:即由同种含氧酸盐缩合形成的称同多酸(盐)，由不同种含氧酸盐缩合形成的称为杂多酸(盐)。多酸化学经过近两个世纪的发展，已经成为无机化学的一个重要分支和研究领
物理化学性质
甲醇 MSDS 基本信息 中文名：甲醇；木酒精木精；木醇英文名： Methyl alcohol；Methanol 分子式：CH4O 分子量： 32.04 CAS号： 67-56-1 外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。 主要用途：主要用于制甲醛、香精、染料、医药、火药、防冻剂等。 物理化学性质 熔点： -97．8 沸点： 64．8 相对密度(水=1)：0．79 相对密度(空气=1): 1．11 饱和蒸汽压(kPa)：13．33／21．2℃ 溶解性：溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂临界温度(℃)：240 临界压力(MPa)：7．95 燃烧热(kj/mol)：727．0 甲醇由甲基和羟基组成的，具有醇所具有的化学性质。[3] 甲醇可以在纯氧中剧烈燃烧，生成水蒸气(I)和二氧化碳(IV)。另外，甲醇也和氟气会产生猛烈的反应。[4] 与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易 燃烧。燃烧反应式为： CH3OH + O2 → CO2 + H2O 具有饱和一元醇的通性，由于只有一个碳原子，因此有其特有的反应。例如：① 与氯化钙形成结晶状物质CaCl2·4CH3OH，与氧化钡形成B aO·2CH3OH的分子化合物并溶解于甲醇中；类似的化合物有MgCl2·6CH3OH、CuSO4·2CH3OH、CH3OK·CH3OH、AlCl3·4CH3OH、AlCl3·6CH3OH、AlCl3·10CH3OH等；② 与其他醇不同，由于-CH2OH基与氢结合，氧化时生成的甲酸进一步氧化为CO2；③ 甲醇与氯、溴不易发生反应，但易与其水溶液作用，最初生成二氯甲醚(CH2Cl)2O，因水的作用转变成HCHO与HCl；④ 与碱、石灰一起加热，产生氢气并生成甲酸钠；CH3OH+NaOH→HCOONa+2H2；⑤与锌粉一起蒸馏，发生分解，生成 CO和H2O。[2] 产品用途 1.基本有机原料之一。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种 有机产品。也是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）的原料，合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。还是重要的溶剂，亦
化学热力学的发展简史
化学热力学的发展简史 姓名：xx 学号：xx 1 引言 化学热力学是物理化学中最早发展起来的一个分支学科，主要应用热力学原理研究物质系统在各种物理和化学变化中所伴随的能量变化、化学现象和规律，依据系统的宏观可测性质和热力学函数关系判断系统的稳定性、变化的方向和限度。化学热力学的基本特点是其原理具有高度的普适性和可靠性.对于任何体系,化学热力学性质是判断其稳定性和变化方向及程度的依据。也就是说,相平衡、化学平衡、热平衡、分子构象的稳定性、分子间的聚集与解离平衡等许多重要问题都需要用化学热力学的原理和方法进行判断和解决。化学热力学的研究范畴决定了它与化学乃至化学学科以外的其他学科具有很强的交叉渗透性。化学热力学在化学学科的发展中发挥着不可替代的重要作用,与其他学科的发展相互促进。热力学的历史始于热力学第一定律，100多年来，化学热力学有了很大的发展和广阔的应用。 2 化学热力学的筑基 化学热力学的主要理论基础是经典热力学。19世纪上半叶，作为物理学的巨大成果，“能”的概念出现了; 人们逐渐认识到热只是能的多种可互相转换的形式之一，科学家意识到了统治科学界百年之久的“热质说”是错误的，于是热力学应运而生。19世纪中叶，人们在研究热和功转换的基础上，总结出热力学第一定律和热力学第二定律，解决了热能和机械能转换中在量上的守恒和质上的差异。1873-1878年，吉布斯进一步总结出描述物质系统平衡的热力学函数间的关系，并提出了相律。20世纪初，能斯特提出了热定理，使“绝对熵”的测定成为可能。为了运用热力学函数处理实际非理想系统，1907 年，路易斯提出了逸度和活度的概念%至此，经典热力学建立起完整的体系。 2.1 Hess定律 俄国的赫斯很早就从化学研究中领悟了一些能量守恒的思想。1836年，赫斯向彼得堡科学院报告: “经过连续的研究，我确信，不管用什么方式完成化合，由此发出的热总是恒定的，这个原理是如此之明显，以至于如果我不认为已经被
物理化学练习题(上)
物理化学练习题 一、选择题 1. 理想气体模型的基本特征是 (A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中 (B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等 (C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量 (D) 分子间无作用力, 分子本身无体积 2. 理想气体状态方程pV=nRT表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关 系，与气体种类无关。该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是 (A) 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律 (B) 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律 (C) 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律 (D) 分压定律、分体积定律和波义尔定律 3．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 (A) 单纯状态变化(B) 相变化 (C) 化学变化(D) 封闭物系的任何变化 4．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数 (A) 理想溶液(B) 稀溶液(C) 所有气体(D) 理想气体 6．下列过程中, 系统内能变化不为零的是 (A) 不可逆循环过程(B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程(D) 纯液体的真空蒸发过程 7．第一类永动机不能制造成功的原因是 (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 8．下面的说法符合热力学第一定律的是 (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 9．关于热平衡, 下列说法中正确的是 (A) 系统处于热平衡时, 系统的温度一定等于环境的温度 (B) 并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件 (C) 若系统A与B成热平衡, B与C成热平衡, 则A与C直接接触时也一定成热平衡
物理化学研究内容及其发展史
物理化学研究内容及其发展史 摘要: 物理化学是化学学科的理论理论基础。物理化学是以物理的原理 和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体 系中特殊规律的学科。随着科学的迅速发展和各门学科之间的相互渗 透，物理化学与物理学、无机化学、有机化学在内容上存在着难以准 确划分的界限，从而不断地产生新的分支学科。物理化学的研究在各 个方面的应用越来越广泛。[1]物理化学是一门发展潜力很大的学科！ 关键词: 物理化学，发展，学科形成，前景 物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为， 发现并建立化学体系中特殊规物理化学律的学科。随着科学的迅速发展和各门 学科之间的相互渗透，物理化学与物理学、无机化学、有机化学在内容上存在 着难以准确划分的界限，从而不断地产生新的分支学科，例如物理有机化学、 生物物理化学、化学物理等。物理化学还与许多非化学的学科有着密切的联系， 例如冶金学中的物理冶金实际上就是金属物理化学。 1 物理化学简介 1.1建立化学体系中特殊规律的学科 化学学科的发展经历了若干个世纪。而物理化学则是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。[1]物理化学是化学学科的理论基础，它从物质的物理现象与化学现象的联系入手，去探求化学变化的基本规律。 [2] 一般公认的物理化学的研究内容大致可以概括为三个方面：化学体系的宏观平衡性质以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。在这一情况下，时间不是一个变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学。溶液、胶体和表面化学。 1.2物理化学发展的新阶段 化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性。属于这方面的物理化学分支学科有结构化学和量子化学。化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。在这一情况下，时间是重要的变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。物理化学被认为一门实验与理论并重的科学，基于物理理论的计算已成为化学不可缺少的组成部分，标志着物理化学发展进入了新的阶段。[3]
玻璃表面张力的物理与工艺意义
1.玻璃表面张力的物理与工艺意义 玻璃表面张力指玻璃与另一相接触的相分界面上（一般指空气），在恒温、恒容下增加一个单位表面时所做的功，单位为N/m和J/m2.硅酸盐玻璃的表面张力为（200―380）*10-3N/m.玻璃的表面张力在玻璃的澄清、均化、成型、玻璃液与耐火材料相互作用等过程中起着重要的作用. 2.玻璃表面张力与组成及温度的关系 各种氧化物对玻璃的表面张力有不同的影响，如Al2O3、La2O3、CaO、MgO、能提高表面张力.K2O、PbO、B2O3、Sb2O3等如加入量较大，则能大大降低表面张力.同时，Cr2O3、V2O3、Mo2O3、WO3用量不多时也能降低表面张力. 组成氧化物对玻璃熔体与空气界面上表面张力的影响可分为三类.第"类组成氧化物对表面张力的影响关系，符合加和性法则. 第Ⅱ类和第Ⅲ类组成氧化物对熔体的表面张力的关系是组成的复合函数，不符合加和性法则.由于这些组成的吸附作用，表面层的组成与蒋体内的组成是不同的. 氰化物如Na2SiF6、Na3AlF6，硫酸盐如芒硝，氯化物如NaCl等都能显著地降低玻璃的表面张力，因此，这些化合物的加入，均有利于玻璃的澄清和均化. 表面张力随着温度的升高而降低，二者几乎成直线关系，实际上可认为，当温度提高100℃时表面张力减少1%，然而在表面活性组分及一些游离的氧化物存在的情况下，表面张力能随温度升高而稍微增加. 3.玻璃的力学性能 3.1玻璃的理论强度和实际强度 一般用抗压强度、抗折强度、抗张强度和抗冲击强度等指标表示玻璃的机械强度.玻璃以其抗压强度高、硬度高而得到广泛应用，也因其抗张强度与抗折强度不高，脆性大而使其应用受到一定的限制. 玻璃的理论强度按照Orowan假设计算为11.76GPa，表面无严重缺陷的玻璃纤维，其平均强度可达686MPa.玻璃的抗张强度一般在34.3―83.3MPa之间，而抗压强度一般在4.9――1.96GPa之间.但实际玻璃的抗折强度只有6.86MPa，比理论强度小2―3个数量级.这是由于实际玻璃中存在有微裂纹（尤其是表面微裂纹）和不均匀区（分相等）所致. 目前常采用的提高玻璃机械强度的方法主要有退火、钢化、表面处理与涂层、微晶化、与其它材料制成复合材料等.这些方法能使玻璃的强度增加几倍甚至十几倍. 3.1.1玻璃强度与化学组成的关系. 不同化学组成的玻璃结构间的键强也不同，从而影响玻璃的机械强度.石英玻璃的强度最高.各种氧化物对玻璃抗张强度的提高作用顺序是：CSO>B2O3>BaO>Al2O3>PbO>K2O>Na2O>（MgO、FC2O3） 各组成氧化物对玻璃抗压强度提高作用的顺序是：Al2O3>（MgO、SiO2、ZnO）> B2O3>Fe2O3>（B2O3、Cao、PbO） 3.1.2玻璃中的缺陷. 宏观缺陷如固态夹杂物、气态夹杂物、化学不均匀等，由于其化学组成与主体玻璃不一致而造成内应力.同时，一些微观缺陷（如点缺陷、局部析晶、晶界等）常常在宏观缺陷的地方集中，而导致玻璃产生微裂纹，严重影响玻璃的强度. 3.1.3温度. 在不同的温度下玻璃的强度不同，根据对-20℃―500℃范围内的测量结果可知，强度最低值位于200℃左右. 一般认为，随着温度的升高，热起伏现象增加，使缺陷处积聚了更多的应变能，增加了破裂的几率.当温度高于200℃时，由于玻璃粘滞性流动增加，使微裂纹的裂口钝化，缓和了
LNG的物理化学特性
LNG的物理化学特性 LLNG 的基本性质的基本性质 1.LNG的物理性质 主要成分：甲烷，临界温度：190.58K在常温下，不能通过加压将其液化，而是经过预处理，脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后，深冷到-162 O C，实现液化。 主要物理性质如表1-1所示：无色透明41.5~45.3 430~460 约-162°C 0.60~0.70 颜色高热值（MJ/m 3 ）液体密度（g/l）（沸点下）沸点/°C （常压）气体相对密度表1-1 4 4 . LNG . LNG 的基本性质的基本性质2. 典型的LNG组成（摩尔分数）/% N 2 CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 I-C 4 H 10 N-C 4 H 10 C 5 H 12 摩尔质量/（kg/mol）泡点温度/ o C 密度/（kg/m 3 ） LNG 的基本性质的基本性质3. LNG的性质特点 温度低在大气压力下，LNG沸点都在-162°C左右。液态与气态密度比大1体积液化天然气的密度大约是1体积气态天然气的600倍，即1体积LNG大致转化为600体积的气体。 可燃性一般环境条件下，天然气和空气混合的云团中，天然气含量在5%~15%（体积）范围内可以引起着火，其最低可燃下限（LEL）为4% LNG 的基本性质
4. LNG的安全特性1）燃烧特性燃烧范围：5%~15%，即体积分数低于5%和高于15%都不会燃烧； 自燃温度：可燃气体与空气混合物，在没有火源的情况下，达到某一温度后，能够自动点燃着火的最低温度称为自燃温度。甲烷性质比较稳定，在大气压力条件下，纯甲烷的平均自燃温度为650°C。以甲烷为主要成分的天然气自燃温度较高，LNG的自燃温度随着组份的变化而变化。 燃烧速度：是火焰在空气-燃气的混合物中的传递速度。天然气的燃烧速度较低，其最高燃烧速度只有0.3m/s。 LNG 的基本性质的基本性质 低温特性隔热保冷：LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数低，密度低，吸湿率和吸水率小，抗冻性强，并在低温下不开裂，耐火性好，无气味，不易霉烂，对人体无害，机械强度高，经久耐用，价格低廉，方便施工等。 蒸发特性：LNG作为沸腾液体储存在绝热储罐中，外界任何传入的热量都会引起一定量液体蒸发成气体，这就是蒸发气（BOG）。标准状况下蒸发气密度是空气60%。当LNG压力降到沸点压力以下时，将有一定量的液体蒸发成为气体，同时液体温度也随之降低到其在该压力下的沸点，这就是LNG闪蒸。由于压力/温度变化引起的LNG蒸发产生的蒸发气处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题。 8 8 一一 . LNG . LNG 的基本性质的基本性质