www.wikidata.uk-ua.nina.az

Фізична хімія Фізи чна хі мія галузь науки що вивчає хімічні явища та процеси на основі загальних принципів фізики з вик

Фізична хімія

Фізи́чна хі́мія — галузь науки, що вивчає хімічні явища та процеси на основі загальних принципів фізики з використанням фізичних експериментальних методів.

На відміну від хімічної фізики, яка використовує мікроскопічний підхід, фізична хімія застосовує фізичні поняття для вивчення макро- і мезоскопічних систем. Проте, оскільки фізична хімія є міждисциплінарною наукою, класифікувати конкретне дослідження як чисто фізичне, хімічне, приналежне до фізичної хімії чи до хімічної фізики, часто доволі складно.

Історія Редагувати

Термін фізична хімія першим використав Михайло Ломоносов у своєму курсі лекцій 1752 року «Курс истинной физической химии». Однак у сучасному розумінні фізична хімія почала складатися у другій половині XIX ст. із розвитком хімічної термодинаміки. Визначний внесок у становлення фізичної хімії зробив Джозая Віллард Ґіббз, запровадивши такі терміни як вільна енергія Гіббза, хімічний потенціал, сформулювавши правило фаз. Водночас із термодинамікою у другій половині XIX ст. почався розвиток хімічної кінетики, яка вивчає швидкість хімічних реакцій, та хімії електролітів. Провідними дослідниками в цих областях були Вільгельм Оствальд, Якоб Гендрік Вант-Гофф, Сванте Август Арреніус.

Розвиток спектроскопії, рентгенівських методів досліджень, методів електронного та ядерного магнітного резонансів надав хімікам нові інструменти й розширив можливості їхніх досліджень. Виникла можливіть установлення взаємозв'язку між хімічною структурою та властивостями речовин. Квантова механіка призвела до появи квантової хімії.

У XX ст. методи фізичної хімії стали застосовуватися для вивчення колоїдів та поверхневих властивостей речовин, сформувалися колоїдна хімія та хімія поверхні. Завдяки розвитку ядерної фізики виникла також і ядерна хімія, серед задач якої виділяється проблема розділення ізотопів та використання радіоізотопів у радіохімії. Серед провідних дослідників у галузі фізичної хімії в XX ст. виділяються Ірвінг Ленгмюр та Лайнус Полінг.

Основні напрямки досліджень Редагувати

Основними напрямками досліджень фізичної хімії є:

Розділи фізичної хімії Редагувати

  • Теоретична хімія — дослідження та передбачення властивостей окремих молекул чи макроскопічних кількостей речовини за допомогою математичного апарату та комп'ютерних симуляцій. Для розуміння будови матерії та хімічного зв'язку використовуються квантова механіка, а статистична термодинаміка дозволяє знайти взаємозв'язок із хімічною термодинамікою макроскопічних об'єктів.
  • Будова речовини, властивості молекул, іонів, радикалів, природу хімічного зв'язку — у цей розділ входить вчення про будову атомів і молекул і вчення про агрегатні стани речовини. Вчення про будову атома, що відноситься більшою мірою до фізики, в курсах фізичної хімії необхідне для з'ясування питань утворення молекул з атомів, природи хімічного зв'язку.
  • Хімічна термодинаміка — в цьому розділі фізичної хімії розглядаються основні співвідношення, що випливають з першого закону термодинаміки, які дозволяють розрахувати кількість теплоти, що виділяється або поглинається і визначити, як буде впливати на це зміна зовнішніх умов. На основі другого закону термодинаміки визначається можливість самовільного перебігу процесу, а також умови положення рівноваги і його зміщення під впливом зміни зовнішніх умов. У даному розділі також можна виділити кілька підрозділів:
    • Термодинаміка газів
    • Термодинаміка розчинів розглядає природу розчинів, їх внутрішню структуру і найважливіші властивості, залежність властивостей від концентрації і хімічної природи компонентів та питання розчинності.
    • Термодинаміка адсорбції
    • Статистична термодинаміка дозволяє отримувати термодинамічні параметри системи виходячи з будови компонентів системи та зовнішніх умов.
  • Хімічна кінетика — вивчає швидкість хімічних реакцій, її залежність від зовнішніх умов (температура, концентрація). Є одним з найважливіших розділів хімії, показує який саме продукт утворюється в складній системі
  • Електрохімія вивчає деякі особливості властивостей розчинів електролітів, електропровідність розчинів, процеси електролізу речовини.
  • Звукохімія (акустохімія) вивчає хімічні процеси, що протікають при дії звукових хвиль.
  • Потенціометрія — область фізичної хімії, що використовує різні електрохімічні і термодинамічні методи, також методи аналітичної хімії.
  • Спектроскопія — загальне поняття, що охоплює клас експериментальних досліджень, які вивчають як зразки речовини віддають чи адсорбують енергію у формах електромагнітного випромінювання (радіохвилі, світлові, інфрачервоні, ультрафіолетові-, рентгенівські промені тощо). Метою спектроскопії на основі отриманого спектру зробити висновки про внутрішню структуру речовини, її склад чи динаміку процесів у матерії.

Методи фізичної хімії Редагувати

При вивченні закономірностей фізичних та хімічних процесів прагнуть їх кількісного вираження, при цьому користуються різними методами.

Метод статистичної механіки, що спирається на вчення про молекулярну природу тіл і розглядає властивості речовини, яка складається з великої сукупності частинок, виходячи із законів руху і властивостей окремих частинок та їх розподілу, яке описується відповідно до теорії ймовірностей. Цей метод дозволяє поставити у відповідність макроскопічні властивості тіл з мікроскопічними властивостями молекул. Метод статистичної механіки дозволяє обґрунтувати поняття і закони термодинаміки. Всі ці поняття формулюються як результат опису досліду без проникнення в молекулярний механізм процесів. Метод застосовується для розв'язання завдань хімічної кінетики і каталізу, рівноваги та її зміщення, кінетики адсорбційних процесів, кінетики процесів колоїдних розчинів.

Метод термодинаміки, який полягає у знаходженні зв'язків між різними термодинамічними величинами, які визначають стан термодинамічної системи, і формами перетворення енергії системи без розгляду механізму процесів. Цей метод дає змогу знайти відповідь на низку важливих питань, таких як перетворення різних форм енергій у хімічних процеса,; про напрям і характер хімічних процесів та фазових переходів, про хімічну рівновагу. Метод використовується в хімічній термодинаміці, теорії розчинів, електрохімії, хімії колоїдного стану речовини та високомолекулярних сполук.

Сумісне використання статистичних і термодинамічних методів привело до створення статистичної термодинаміки.

Метод квантової механіки, який базується на корпускулярно-хвильовому уявленні про будову матерії, у першу чергу про будову атомів і молекул, дискретності енергії станів. Метод дозволяє пояснити властивості молекул і твердих тіл на основі законів руху і властивостей складових їх частинок, в першу чергу електронів. Квантово-механічний метод застосовується при вивченні будови речовини.

Провідні наукові журнали Редагувати

До переліку провідних наукових журналів входять:

Фізична хімія в Україні Редагувати

В Україні дослідження з фізичної хімії проводяться в Інституті фізичної хімії НАН України, Інтституті колоїдної хімії та хімії води, в інших науково-дослідних і науково-технічних інститутах, на хімічних факультетах університетів.

Значення фізичної хімії у техніці та повсякденному житті Редагувати

Фізична хімія охоплює дослідження багатьох об'єктів із значним потенціалом їх використання у техніці та повсякденному житті та життєдіяльності людини.

Примітки Редагувати

  1. Сіренко Г. О., Кузишин О. В. Фізична і колоїдна хемія: Курс лекцій. [ 29 березня 2017 у Wayback Machine.] — Івано-Франківськ: Прикарп. нац. ун-т ім. В. Стефаника, 2015. — 167 с.

Література Редагувати

  • Гомонай В. І., Гомонай О. В. Фізична хімія. — Ужгород : Патент, 2004. — 712 с.
  • Ковальчук Є. П., Решетняк О. В. Фізична хімія: Підручник. – Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2007. – 800 с. – ISBN 978-966-613-540-0
  • Фізична хімія : підруч. для студ. вищ. навч. закл. / В. Л. Чумак, С. В. Іванов. - К. : Кн. вид-во НАУ, 2007. - 646 с. : рис., табл. - ISBN 978-966-598-403-0
  • Фізична хімія : навч. посіб. Ч. 1 / Ю. А. Раєвський, Ю. Я. Ван-Чин-Сян, В. М. Дібрівний. – Львів: Видавництво НУ "Львівська політехніка", 2010. – 120 с.
  • Фізична хімія : навч. посіб. для студ. баз. напряму "Хім. технологія". Ч. 2 / Ю. А. Раєвський, Ю. Я. Ван-Чин-Сян, В. М. Дібрівний, Г. В. Мельник ; М-во освіти і науки України, Нац. ун-т "Львів. політехніка". – Л. : Вид-во Нац. ун-ту "Львів. політехніка", 2010. – 134 с. : іл. – Бібліогр.: с. 132 (13 назв). – ISBN 978-966-553-810-3
  • ВАК України. Паспорт спеціальності. N 17-09/1 від 29.01.98
  • Даниэльс Ф., Альберти Р. Физическая химия. — М. : Высшая школа, 1967. — 784 с.
  • Киреев В. А. Курс физической химии. — М. : Химия, 1975. — 776 с.
  • Эткинс Д. Физическая химия. — М. : Мир, 1980. — 293+584 с.

Посилання Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Fizi chna hi miya galuz nauki sho vivchaye himichni yavisha ta procesi na osnovi zagalnih principiv fiziki z vikoristannyam fizichnih eksperimentalnih metodiv Na vidminu vid himichnoyi fiziki yaka vikoristovuye mikroskopichnij pidhid fizichna himiya zastosovuye fizichni ponyattya dlya vivchennya makro i mezoskopichnih sistem Prote oskilki fizichna himiya ye mizhdisciplinarnoyu naukoyu klasifikuvati konkretne doslidzhennya yak chisto fizichne himichne prinalezhne do fizichnoyi himiyi chi do himichnoyi fiziki chasto dovoli skladno Zmist 1 Istoriya 2 Osnovni napryamki doslidzhen 3 Rozdili fizichnoyi himiyi 4 Metodi fizichnoyi himiyi 5 Providni naukovi zhurnali 6 Fizichna himiya v Ukrayini 7 Znachennya fizichnoyi himiyi u tehnici ta povsyakdennomu zhitti 8 Primitki 9 Literatura 10 PosilannyaIstoriya RedaguvatiTermin fizichna himiya pershim vikoristav Mihajlo Lomonosov u svoyemu kursi lekcij 1752 roku Kurs istinnoj fizicheskoj himii Odnak u suchasnomu rozuminni fizichna himiya pochala skladatisya u drugij polovini XIX st iz rozvitkom himichnoyi termodinamiki Viznachnij vnesok u stanovlennya fizichnoyi himiyi zrobiv Dzhozaya Villard Gibbz zaprovadivshi taki termini yak vilna energiya Gibbza himichnij potencial sformulyuvavshi pravilo faz Vodnochas iz termodinamikoyu u drugij polovini XIX st pochavsya rozvitok himichnoyi kinetiki yaka vivchaye shvidkist himichnih reakcij ta himiyi elektrolitiv Providnimi doslidnikami v cih oblastyah buli Vilgelm Ostvald Yakob Gendrik Vant Goff Svante Avgust Arrenius Rozvitok spektroskopiyi rentgenivskih metodiv doslidzhen metodiv elektronnogo ta yadernogo magnitnogo rezonansiv nadav himikam novi instrumenti j rozshiriv mozhlivosti yihnih doslidzhen Vinikla mozhlivit ustanovlennya vzayemozv yazku mizh himichnoyu strukturoyu ta vlastivostyami rechovin Kvantova mehanika prizvela do poyavi kvantovoyi himiyi U XX st metodi fizichnoyi himiyi stali zastosovuvatisya dlya vivchennya koloyidiv ta poverhnevih vlastivostej rechovin sformuvalisya koloyidna himiya ta himiya poverhni Zavdyaki rozvitku yadernoyi fiziki vinikla takozh i yaderna himiya sered zadach yakoyi vidilyayetsya problema rozdilennya izotopiv ta vikoristannya radioizotopiv u radiohimiyi Sered providnih doslidnikiv u galuzi fizichnoyi himiyi v XX st vidilyayutsya Irving Lengmyur ta Lajnus Poling Osnovni napryamki doslidzhen RedaguvatiOsnovnimi napryamkami doslidzhen fizichnoyi himiyi ye Teoriya himichnoyi budovi Vivchennya budovi himichnih rechovin i promizhnih chastinok u himichnih procesah iz vikoristannyam fiziko himichnih metodiv Teoriya himichnih reakcij kinetika j mehanizm reakcij u gazah ridinah tverdih tilah i molekulyarno organizovanih sistemah Himichna termodinamika j fazova rivnovaga v himichnih sistemah Poverhnevi yavisha adsorbciya adsorbenti ionoobminniki Fotohimichni yavisha ta procesi Himichnij zv yazok mizhmolekulyarna vzayemodiya teoriya rozchiniv Vzayemozv yazok himichnoyi budovi rechovin z yih reakcijnoyu zdatnistyu Elementarni akti mehanizmiv dinamiki himichnih procesiv Vpliv fizichnih faktoriv temperaturi tisku ultrafioletovogo infrachervonogo radiacijnogo ta inshih vidiv viprominyuvannya elektrichnogo ta magnitnogo poliv tosho na himichni procesi Novi fiziko himichni metodi doslidzhen Himiya izotopiv ta radiohimiya Rozdili fizichnoyi himiyi RedaguvatiTeoretichna himiya doslidzhennya ta peredbachennya vlastivostej okremih molekul chi makroskopichnih kilkostej rechovini za dopomogoyu matematichnogo aparatu ta komp yuternih simulyacij Dlya rozuminnya budovi materiyi ta himichnogo zv yazku vikoristovuyutsya kvantova mehanika a statistichna termodinamika dozvolyaye znajti vzayemozv yazok iz himichnoyu termodinamikoyu makroskopichnih ob yektiv Budova rechovini vlastivosti molekul ioniv radikaliv prirodu himichnogo zv yazku u cej rozdil vhodit vchennya pro budovu atomiv i molekul i vchennya pro agregatni stani rechovini Vchennya pro budovu atoma sho vidnositsya bilshoyu miroyu do fiziki v kursah fizichnoyi himiyi neobhidne dlya z yasuvannya pitan utvorennya molekul z atomiv prirodi himichnogo zv yazku Himichna termodinamika v comu rozdili fizichnoyi himiyi rozglyadayutsya osnovni spivvidnoshennya sho viplivayut z pershogo zakonu termodinamiki yaki dozvolyayut rozrahuvati kilkist teploti sho vidilyayetsya abo poglinayetsya i viznachiti yak bude vplivati na ce zmina zovnishnih umov Na osnovi drugogo zakonu termodinamiki viznachayetsya mozhlivist samovilnogo perebigu procesu a takozh umovi polozhennya rivnovagi i jogo zmishennya pid vplivom zmini zovnishnih umov U danomu rozdili takozh mozhna vidiliti kilka pidrozdiliv Termodinamika gaziv Termodinamika rozchiniv rozglyadaye prirodu rozchiniv yih vnutrishnyu strukturu i najvazhlivishi vlastivosti zalezhnist vlastivostej vid koncentraciyi i himichnoyi prirodi komponentiv ta pitannya rozchinnosti Termodinamika adsorbciyi Statistichna termodinamika dozvolyaye otrimuvati termodinamichni parametri sistemi vihodyachi z budovi komponentiv sistemi ta zovnishnih umov Himichna kinetika vivchaye shvidkist himichnih reakcij yiyi zalezhnist vid zovnishnih umov temperatura koncentraciya Ye odnim z najvazhlivishih rozdiliv himiyi pokazuye yakij same produkt utvoryuyetsya v skladnij sistemi Elektrohimiya vivchaye deyaki osoblivosti vlastivostej rozchiniv elektrolitiv elektroprovidnist rozchiniv procesi elektrolizu rechovini Zvukohimiya akustohimiya vivchaye himichni procesi sho protikayut pri diyi zvukovih hvil Potenciometriya oblast fizichnoyi himiyi sho vikoristovuye rizni elektrohimichni i termodinamichni metodi takozh metodi analitichnoyi himiyi Spektroskopiya zagalne ponyattya sho ohoplyuye klas eksperimentalnih doslidzhen yaki vivchayut yak zrazki rechovini viddayut chi adsorbuyut energiyu u formah elektromagnitnogo viprominyuvannya radiohvili svitlovi infrachervoni ultrafioletovi rentgenivski promeni tosho Metoyu spektroskopiyi na osnovi otrimanogo spektru zrobiti visnovki pro vnutrishnyu strukturu rechovini yiyi sklad chi dinamiku procesiv u materiyi Metodi fizichnoyi himiyi RedaguvatiPri vivchenni zakonomirnostej fizichnih ta himichnih procesiv pragnut yih kilkisnogo virazhennya pri comu koristuyutsya riznimi metodami 1 Metod statistichnoyi mehaniki sho spirayetsya na vchennya pro molekulyarnu prirodu til i rozglyadaye vlastivosti rechovini yaka skladayetsya z velikoyi sukupnosti chastinok vihodyachi iz zakoniv ruhu i vlastivostej okremih chastinok ta yih rozpodilu yake opisuyetsya vidpovidno do teoriyi jmovirnostej Cej metod dozvolyaye postaviti u vidpovidnist makroskopichni vlastivosti til z mikroskopichnimi vlastivostyami molekul Metod statistichnoyi mehaniki dozvolyaye obgruntuvati ponyattya i zakoni termodinamiki Vsi ci ponyattya formulyuyutsya yak rezultat opisu doslidu bez proniknennya v molekulyarnij mehanizm procesiv Metod zastosovuyetsya dlya rozv yazannya zavdan himichnoyi kinetiki i katalizu rivnovagi ta yiyi zmishennya kinetiki adsorbcijnih procesiv kinetiki procesiv koloyidnih rozchiniv Metod termodinamiki yakij polyagaye u znahodzhenni zv yazkiv mizh riznimi termodinamichnimi velichinami yaki viznachayut stan termodinamichnoyi sistemi i formami peretvorennya energiyi sistemi bez rozglyadu mehanizmu procesiv Cej metod daye zmogu znajti vidpovid na nizku vazhlivih pitan takih yak peretvorennya riznih form energij u himichnih procesa pro napryam i harakter himichnih procesiv ta fazovih perehodiv pro himichnu rivnovagu Metod vikoristovuyetsya v himichnij termodinamici teoriyi rozchiniv elektrohimiyi himiyi koloyidnogo stanu rechovini ta visokomolekulyarnih spoluk Sumisne vikoristannya statistichnih i termodinamichnih metodiv privelo do stvorennya statistichnoyi termodinamiki Metod kvantovoyi mehaniki yakij bazuyetsya na korpuskulyarno hvilovomu uyavlenni pro budovu materiyi u pershu chergu pro budovu atomiv i molekul diskretnosti energiyi staniv Metod dozvolyaye poyasniti vlastivosti molekul i tverdih til na osnovi zakoniv ruhu i vlastivostej skladovih yih chastinok v pershu chergu elektroniv Kvantovo mehanichnij metod zastosovuyetsya pri vivchenni budovi rechovini Providni naukovi zhurnali RedaguvatiDo pereliku providnih naukovih zhurnaliv vhodyat Zeitschrift fur Physikalische Chemie 1887 Journal of Physical Chemistry A z 1896 pid nazvoyu Journal of Physical Chemistry perejmenovano 1997 roku Physical Chemistry Chemical Physics z 1999 ranishe z 1905 vidavavsya yak 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 z 2010 Fizichna himiya v Ukrayini RedaguvatiV Ukrayini doslidzhennya z fizichnoyi himiyi provodyatsya v Instituti fizichnoyi himiyi NAN Ukrayini Intstituti koloyidnoyi himiyi ta himiyi vodi v inshih naukovo doslidnih i naukovo tehnichnih institutah na himichnih fakultetah universitetiv Znachennya fizichnoyi himiyi u tehnici ta povsyakdennomu zhitti RedaguvatiFizichna himiya ohoplyuye doslidzhennya bagatoh ob yektiv iz znachnim potencialom yih vikoristannya u tehnici ta povsyakdennomu zhitti ta zhittyediyalnosti lyudini Tak napriklad Nobelivsku premiyu za doslidzhennya himichnoyi kinetiki reakcij utvorennya ta rozsheplennya ozonu yakij vidigraye vazhlivu rol u zhitti lyudini otrimali Paul Krutcen Mario Molina ta Shervud Roulend vidomi fiziko himiki Bez zastosuvannya galuzi fizichnoyi himiyi elektrohimiyi nemozhlivo stvoryuvati novi elektrohimichni dzherela energiyi dlya napriklad mobilnih telefoniv chi noutbukiv Praktichno u kozhnomu avtomobili prisutnij lyambda zond yakij provodit analiz vihlopnih gaziv ta pov yazuye yihnij sklad zi skladom palivno povitryanoyi sumishi i stvorennya yakogo bez vivchennya fiziko himichnih procesiv bulo bi nemozhlivim Z nim vidpovidno pov yazane ekonomichne ta efektivne vikoristannya palnogo ta zmenshennya shkidlivih vihlopnih gaziv Fizichna himiya a osoblivo yiyi galuz teoretichna himiya vse chastishe vikoristovuyetsya dlya farmacevtichnoyi industriyi i stvorennya novih medichnih preparativ Fizichna himiya ye klyuchovoyu disciplinoyu dlya rozvitku ta rozuminnya procesiv u nanotehnologiyi Zavdyaki doslidzhennyu procesiv katalizu ta poverhnevih procesiv rozvivayetsya tehnologiya virobnictva amiaku ta mineralnih dobriv pov yazanih iz zabezpechennyam lyudej dostatnoyu kilkistyu produktiv Primitki Redaguvati Sirenko G O Kuzishin O V Fizichna i koloyidna hemiya Kurs lekcij Arhivovano 29 bereznya 2017 u Wayback Machine Ivano Frankivsk Prikarp nac un t im V Stefanika 2015 167 s Literatura RedaguvatiGomonaj V I Gomonaj O V Fizichna himiya Uzhgorod Patent 2004 712 s Kovalchuk Ye P Reshetnyak O V Fizichna himiya Pidruchnik Lviv Vidavnichij centr LNU imeni Ivana Franka 2007 800 s ISBN 978 966 613 540 0 Fizichna himiya pidruch dlya stud vish navch zakl V L Chumak S V Ivanov K Kn vid vo NAU 2007 646 s ris tabl ISBN 978 966 598 403 0 Fizichna himiya navch posib Ch 1 Yu A Rayevskij Yu Ya Van Chin Syan V M Dibrivnij Lviv Vidavnictvo NU Lvivska politehnika 2010 120 s Fizichna himiya navch posib dlya stud baz napryamu Him tehnologiya Ch 2 Yu A Rayevskij Yu Ya Van Chin Syan V M Dibrivnij G V Melnik M vo osviti i nauki Ukrayini Nac un t Lviv politehnika L Vid vo Nac un tu Lviv politehnika 2010 134 s il Bibliogr s 132 13 nazv ISBN 978 966 553 810 3 VAK Ukrayini Pasport specialnosti N 17 09 1 vid 29 01 98 Daniels F Alberti R Fizicheskaya himiya M Vysshaya shkola 1967 784 s Kireev V A Kurs fizicheskoj himii M Himiya 1975 776 s Etkins D Fizicheskaya himiya M Mir 1980 293 584 s Posilannya RedaguvatiFIZIChNA HIMIYa Farmacevtichna enciklopediya Himiya fizichna Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006 Institut fizichnoyi himiyi im L V Pisarzhevskogo NAN Ukrayini Physical Chemistry neither Fish nor Fowl angl U Joachim Schummer The Autonomy of Chemistry Wurzburg Konigshausen amp Neumann 1998 pp 135 148 Kafedra fizichnoyi himiyi NTUU KPI Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Fizichna himiya amp oldid 35807286