Слайд 2История взаимодействия химии и физики полна примеров обмена идеями, объектами и
методами исследования.
На разных этапах своего развития физика снабжала химию понятиями и теоретическими концепциями, оказавшими сильное воздействие на развитие химии.
При этом чем больше усложнялись химические исследования, тем больше аппаратура и методы расчетов физики проникали в химию.
Слайд 3Необходимость измерения тепловых эффектов реакции, развитие спектрального и рентгеноструктурного анализа, изучение
изотопов и радиоактивных химических элементов, кристаллических решеток вещества, молекулярных структур потребовали создания и привели к использованию сложнейших физических приборов -спектроскопов, масс-спектрографов, дифракционных решеток, электронных микроскопов и т.д.
Слайд 4Одним из общих вопросов химии и физики является рассмотрение строения вещества
и движение тех частиц, из которых состоят вещества.
Основное положение заключается в том, что все вещества состоят из мельчайших частиц.
Слайд 5Развитие современной науки подтвердило глубокую связь между физикой и химией.
Связь
эта носит генетический характер, то есть образование атомов химических элементов, соединение их в молекулы вещества произошло на определенном этапе развития неорганического мира.
Также эта связь основывается на общности строения конкретных видов материи, в том числе и молекул веществ, состоящих в конечном итоге из одних и тех же химических элементов, атомов и элементарных частиц.
Слайд 7Из молекул состоят хорошо знакомые вещества – вода, уксусная кислота, сахар,
углекислый газ.
Большинство твердых веществ находятся в кристаллическом состоянии.
Слайд 8Кристаллические решетки
Частицы вещества в кристаллах расположены в строго определенном порядке. Если
их соединить воображаемыми линиями, получится правильная геометрическая фигура, называемая кристаллической решеткой
Слайд 9Возникновение химической формулы движения в природе вызвало дальнейшее развитие представлений об
электромагнитном взаимодействии, изучаемом физикой.
На основе периодического закона ныне осуществляется прогресс не только в химии, но и в ядерной физике, на границе которой возникли такие смешанные физико-химические теории, как химия изотопов, радиационная химия.
Слайд 10Диффузия
Доказательством того, что многие вещества состоят из молекул, служит явление диффузии.
Диффузия
(от лат. diffusio – распространение, растекание) – явление, при котором происходит взаимное проникновение одного вещества между молекулами другого.
Явление диффузии дока-
зывает, что частицы из
которых состоит вещество
находится в непрерывном
движении
Слайд 11Физика и химия изучают практически одни и те же объекты, но
только каждая из них видит в этих объектах свою сторону, свой предмет изучения.
Так, молекула является предметом изучения не только химии, но и молекулярной физики.
Если первая изучает ее с точки зрения закономерностей образования, состава, химических свойств, связей, условий ее диссоциации на составляющие атомы,
то последняя статистически изучает поведение масс молекул, обусловливающее тепловые явления, различные агрегатные состояния, переходы из газообразной в жидкую и твердую фазы и обратно, - явления, не связанные с изменением состава молекул и их внутреннего химического строения.
Слайд 12Сопровождение каждой химической реакции механическим перемещением масс молекул реагентов, выделение или
поглощение тепла за счет разрыва или образования связей в новых молекулах убедительно свидетельствуют о тесной связи химических и физических явлений.
Энергетика химических процессов тесно связана с законами термодинамики.
Химические реакции, протекающие с выделением энергии - обычно в виде тепла и света, называются экзотермическими.
Существуют также эндотермические реакции, протекающие с поглощением энергии.
Слайд 13С возникновением теории относительности, квантовой механики и учения об элементарных частицах
раскрылись еще более глубокие связи между физикой и химией.
Оказалось, что ключ к объяснению существа свойств химических соединений, самого механизма превращения веществ лежит в строении атомов, в квантово-механических процессах его элементарных частиц и особенно электронов внешней оболочки.
Именно новейшая физика блестяще решила такие вопросы химии, как природа химической связи, особенности химического строения молекул органических и неорганических соединений и т.д.
Слайд 14В области соприкосновения физики и химии возник и успешно развивается сравнительно
молодой из основных разделов химии - физическая химия, которая оформилась в конце XIX века в результате успешных попыток количественного изучения физических свойств химических веществ и смесей, теоретического объяснения молекулярных структур.
Слайд 15Экспериментальной и теоретической базой для этого послужили работы Д.И. Менделеева (открытие
периодического закона), Вант-Гоффа (термодинамика химических процессов), С. Аррениуса (теория электролитической диссоциации) и т.д.
Предметом ее изучения стали общетеоретические вопросы, касающиеся
строения и свойств молекул химических соединений,
процессов превращения веществ в связи с взаимной обусловленностью их физическими свойствами,
изучение условий протекания химических реакций и совершающихся при этом физических явлений.
Ныне это разносторонне разветвленная наука, тесно связывающая физику и химию.
Слайд 16Внутри физической химии к настоящему времени выделились и вполне сложились в
качестве самостоятельных разделов, обладающих своими особыми методами и объектами исследования,
электрохимия,
учение о растворах,
фотохимия,
кристаллохимия.
В начале XX века выделилась также в самостоятельную науку выросшая в недрах физической химии коллоидная химия.
Слайд 17Со второй половины XX века в связи с интенсивной разработкой проблем
ядерной энергии возникла и получила большое развитие новейшая отрасль физической химии - химия высоких энергий, радиационная химия (предметом ее изучения являются реакции, протекающие под действием ионизирующего излучения), химия изотопов.
Слайд 18Вообще физическая химия рассматривается сейчас как наиболее широкий общетеоретический фундамент всей
химической науки.
Многие ее учения и теории имеют большое значение для развития неорганической и особенно органической химии.
Слайд 19В первой половине XX века возникает пограничная между химией и новыми
разделами физики (квантовая механика, электронная теория атомов и молекул) наука, которую стали позднее называть химической физикой.
Она широко применила теоретические и экспериментальные методы новейшей физики к исследованию строения химических элементов и соединений и особенно механизма реакций.
Химическая физика изучает взаимосвязь и взаимопереход химической и субатомной форм движения материи.
Слайд 20Постоянно расширяющиеся связи химии и физики привели целый ряд ученых к
идее координации и субординации этих наук.