Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Физическая химия

Физическая химия, наука, объясняющая химические явления и устанавливающая их закономерности на основе общих принципов физики. Главными разделами физической химии являются: термодинамика химическая, кинетика химическая, учения о катализе, поверхностных явлениях, растворах, квантовая химия и учение о строении и свойствах молекул, ионов, радикалов. Физическая химия в качестве своих, в значительной мере самостоятельных, разделов включает также коллоидную химию, электрохимию, фотохимию, кристаллохимию, радиационную химию, физико-химический анализ и др.

  Название науки физической химии, её предмет и задачи были впервые сформулированы М. В. Ломоносовым, который в 1752–53 читал для студентов курс «Введение в истинную физическую химию». Им был установлен один из основных законов, на котором базируется физическая химия, – закон постоянства массы при химических превращениях. В 1840 Г. И. Гессом был открыт закон постоянства сумм тепла при химических превращениях, также явившийся одним из фундаментальных законов физической химии. Существенный вклад в развитие физической химии в середине 19 в. был внесён П. Бертло и Х. Томсеном благодаря их фундаментальным термохимическим исследованиям, введению представлений о теплотах реакции как мере химического сродства реагирующих веществ, установлению связи между теплотами образования и составом веществ. Первую кафедру физической химии организовал в 1887 в Лейпцигском университете В. Оствальд, он же основал первый физико-химический журнал.

  Выделение физической химии в самостоятельную отрасль науки произошло лишь в конце 19 в. Этому способствовал общий рост разнообразных химических производств и создание химической промышленности, выдвинувшей множество проблем, для успешного разрешения которых было недостаточно эмпирических правил и знания качественных соотношений.

  Для развития физической химии во 2-й половине 19 и начале 20 вв. характерно применение главным образом термодинамических методов, изучение макроскопических, т. е. непосредственно наблюдаемых, характеристик систем и процессов, использование представлений классической физики и классической химического строения теории при исследовании связи свойств и строения молекул. Окончательно устанавливается уравнение состояния для идеальных газов (Д. И. Менделеев, Б. Клапейрон). Разрабатываются приложения термодинамики к химическим и фазовым равновесиям (Дж. Гиббс, Я. Вант-Гофф, В. Нернст, А. Ле Шателье, Н. С. Курнаков, Г. Тамман), основы макроскопической («формальной») кинетики (К. Гульдберг, П. Вааге, Н. Н. Бекетов, Вант-Гофф), вводится представление об энергии активации реакций (С. Аррениус). Получают дальнейшее развитие представления о катализе, ведущие своё начало от М. Фарадея. Устанавливаются основные законы адсорбции (Гиббс). Развивается термодинамическая теория разбавленных растворов (Ф. Рауль, Вант-Гофф, Д. П. Коновалов). Создаётся теория электролитической диссоциации (Аррениус). Для гальванических элементов вводится понятие электродных потенциалов (Нернст).

  Результаты исследований, достигнутые на этом этапе развития физической химии, внедряются в промышленность (синтез аммиака, разработка соляных месторождений, некоторые металлургические процессы, перегонка, ректификация и др.).

  Крупнейшие открытия естествознания в конце 19 и начале 20 вв. – открытие рентгеновских лучей, электрона, явления радиоактивности, развитие спектроскопии – создали предпосылки для нового этапа физической химии. Установление законов движения электронов в атомах и молекулах (законов квантовой механики) привело к возникновению квантовой химии, что создало принципиально новые возможности теоретической трактовки химической связи, валентности, строения химических соединений.

  Главная особенность современной физической химии, начало которой относят к 20-м гг. 20 в., – широкое применение разнообразных физических методов экспериментального исследования, стремление выяснить детальный молекулярный механизм химических реакций. Физическая химия даёт теоретические основы для исследований как в областях неорганической, органической и аналитической химии, так и в разработке химической технологии. В 50–70-х гг. наблюдается быстрое развитие многих разделов физической химии и зарождение новых направлений, связанных с детальным изучением поведения молекул, ионов, радикалов при различных химических и физических процессах, в том числе под влиянием мощных энергетических воздействий (g-излучение, потоки частиц больших энергий, лазерное излучение и др.). Исследуются энергии диссоциации, ионизации и фотоионизации. Успешно изучаются реакции в электрических разрядах, процессы в низкотемпературной плазме (плазмохимия), влияние поверхностных явлений на свойства твёрдых тел (физико-химическая механика), развиваются физическая химия полимеров, электрохимия газов и др.

  Научные учреждения. Научную работу по физической химии в СССР проводят: институты АН СССР – институт физической химии (ИФХ), институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова (ИОНХ), институт химической физики (ИХФ), институт электрохимии (ИЭЛАН), институт химии (г. Горький), институт новых химических проблем (Черноголовка Московская область); институты Дальневосточного и Уральского научных центров, Казанского и Кольского филиалов АН СССР – институт химии (г. Владивосток), институт электрохимии (г. Свердловск), институт органической и физической химии им. А. Е. Арбузова (г. Казань); институты Сибирского отделения АН СССР – институт катализа, институт химической кинетики и горения, институт физико-химических основ переработки минерального сырья. Исследования в области физической химии осуществляются также почти во всех химических институтах АН союзных республик, а также в более чем 150 отраслевых институтах и их филиалах, например в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова. Широко развёрнуты работы по физической химии также в институтах и университетах зарубежных стран.

  О периодических изданиях, в которых публикуются работы по физической химии, см. в ст. Химические журналы.

 

  Лит.: Глесстон С., Теоретическая химия, пер. с англ., М., 1950; Мелвин-Хьюз Э. А., Физическая химия, пер. с англ., кн. 1–2, М., 1962; Курс физической химии, 2 изд., т. 1–2, М., 1969–73; Соловьев Ю. И., Очерки по истории физической химии, М., 1964.

 



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн