本科化學特訓班 1-物理化學—流體的性質-1-概述

各位同學好,今天是我們本科化學特訓班第一次課程, 然後我先自我介紹一下,我的名字叫施宇昂, 現在是在清華大學念博士生, 然後之前也是清華大學畢業的, 然後高中的時候學過一點化學競賽, 然後就一直對化學感興趣, 所以就一直從事化學這方面的工作, 現在唸博士也是從事納米化學這個分支下面進行研究, 然後我們這個本科化學特訓班主要的目的就是給大家講解一點, 就是大學化學裏面一些比較基礎的知識和內容, 然後一共有五個模塊, 然後第一個就是我們今天馬上就要講的是物理化學這個模塊, 第一個模塊是物理化學這個模塊, 然後後面這個物理化學講完了以後, 我會給大家稍微介紹一點結構化學, 一般主要的內容就是原子的結構, 就是一般像電子是怎麼在覈外排布的, 然後還有一點就是原子和原子之間是怎麼結合的, 它們是怎麼成建的, 然後最後就是介紹一下各種分子的立體結構, 就是八面體型或者是正四面體型, 這個高中時候大家可能稍微有點了解, 然後結構上完了以後, 王孟時老師會給你們講有機, 他這個有機課講完了以後, 然後我會穿插就是我們兩個人輪流上, 然後穿插後面是元素化學, 元素化學主要就是一些無機元素, 就有機部分主要是還有碳原子的化學, 然後元素化學的話就是把幾乎整個元素追求表給大家帶一下, 然後講解一些比較有趣的這些元素的性質, 然後包括元素週期的週期率, 就是它們之間是到底怎麼相似性, 然後有哪些不同的地方, 有哪些特別的性質, 然後元素化學講完了以後, 然後王孟時老師最後給大家講解一下生物化學, 生物化學一般來說對於化學專業的同學, 不一定會學這門課程, 因爲它比較就是一個新興的科學, 然後它發展的是比較實的, 就是上個世紀50年代以後, 就是從那個沃森克里克發現那個DNA的結構, 然後纔開始逐步的有系統的, 然後基於那個化學這個層面, 這個分子層面上開始研究的, 所以這個比較新的那個學科, 然後有些化學專業的同學可能之前沒有學過, 所以大家可以期待一下這個生物化學的內容, 然後化學還有其他的, 就是元素化學和結構化學可能就是平常大學課程裏面, 無機化學裏面講的那些內容, 然後物理化學裏面我會稍微提到一點就是分析化學, 這樣的話就是基本的四大化學, 就是無機,有機,分析,還有物化, 這四個部分都會在我們這個本科化學的測試班裏面都會有所提及, 然後所以上完這個課, 大家應該會對這個化學有一點基礎的瞭解, 當然後面大家如果在大學裏面還是想繼續學化學的話, 比如說想從事化學這方面的研究的話, 還需要學一點更深更難的, 我們這個相當於是認爲大家都是高中的水平, 然後給大家介紹一點新的知識, 就比較的基礎, 然後爲什麼我就是一開始就讓大家就給大家介紹物理化學, 因爲在這四大化學裏面, 無機有機這些都是主要以背誦爲主, 就是記憶爲主, 它主要是一些知識點排布, 然後大家學的時候就只要把它記住一些特別的性質啊, 一般就能得到很好的分數, 然後分析化學也是, 它就是一些就很有套路的形式, 就是你背了那些公式, 你考試就能得到高分, 但物化不一樣, 物化是一個有思路的, 因爲物理化學是一個很特殊的分支, 它是從物理裏面的熱學開始推過來的, 然後熱力學, 這樣的話就決定了這個物化, 它其實相當嚴謹的, 就是無機有機這些, 有的時候會有一些人爲的主觀的認識在裏面, 因爲化學和物理最大的一個特性就是, 物理它是一個非常理想性的東西, 它算的就是物理的結果都是一個非常精確的結果, 它的公式都非常的嚴謹, 但是我們傳統的這些無機有機這些東西, 都是一個非常複雜的宏觀的一個物體, 一起相互作用,物質相互作用, 然後裏面有很多分子呀,原子呀, 然後各種各樣的結構混在一起, 這樣的話它就決定了, 我們現在就無法用非常準確的方法來對它們進行一個總結, 這個我們後面上課的時候大家會很有所感知, 就是我們幾乎所有的化學的規律都是有例外的, 就經常我們說這個是什麼什麼規律, 但是可能會有例外, 這是一般來說無機有機都會有, 因爲這個世界上物質實在是太多了, 每個物質都有它的特性, 然後我們沒辦法用人爲這種很簡單的方法來給它們規律, 找出它們的規律, 然後給它們進行劃分, 但是物理化學就不一樣, 物理化學是非常嚴謹的, 它基於的就是日理學的三大定理, 這個我們後面第二節課會給大家講, 就是三大定律, 包括還有一個第零定律是四個定律, 它從這些四個定律裏面, 然後推導一些公式, 然後加上一些其他的物理參數的定義, 然後就能夠嚴格的推出那些物理化學裏面的公式, 它是一個非常嚴謹的學科, 然後而且它因爲基於物理, 就是相當於更基礎一點, 然後給大家就是先介紹了這樣一個物理化學的內容了以後, 就是稍微就是爲以後學其他的部分都可以打下一個比較好的基礎, 就是它算是整個化學體系的一個基礎, 然後我們今天講的內容是流體的性質, 這個在書上面寫的標題是氣體液體和溶液的性質, 然後我就是爲了省略, 簡稱叫做流體, 實際上這個世界上很多的就沒有一個絕對的說法, 就是說什麼是流體, 氣體液體和溶液這些當然是流體, 但是實際上流體這個範圍是要遠擴展於氣體液體, 然後溶液這個性質, 我在這地方只是爲了一個簡單的介紹, 大家就是看這個書, 我拿的這個教材是張祖德的無極化學, 我拿的第一版, 現在第二版應該已經出了, 我覺得內容應該都差不多, 就是主要的內容應該都差不多, 大家學的時候我也不會完全的都按照書上的內容講, 可能會加一點特別的東西, 然後大家學的時候其實每一本都有它的特點, 都有它的特色, 然後所以其實這個教材不是那麼重要, 大家就跟着學就行了, 然後這本教材有一個非常大的特點, 就是它裏面會混雜一些英文, 然後我希望大家看到這些英文的時候不要覺得它煩, 最好就能記住裏面一些英文的表達, 比如說流體這個英文是怎麼說的, 然後物理化學這些英文怎麼說的, 因爲化學這個東西它作爲一個自然科學, 研究的最深的最廣的就是西方的那些國家, 然後他們寫出來的著作一般都是以英文, 現在基本上世界上有影響力比較大的那些期刊、 諾文都是用英文來寫的, 因爲英文這個語言是接受度最廣的, 然後大家前幾天, 前一段時間知道這個知網的這個事情, 就是翟天麟這個事情, 然後他們當時寫的還是, 就是知網它裏面收錄的就是大部分都是中文的, 然後所以我們其實真正的搞科研的搞化學研究的, 以後上知網的機會其實蠻小的, 都是讀外國的那個英文文獻, 比如說在化學領域最頂尖的就是nature, 這個大家應該都有所耳聞, 然後還有一個是science, 那個隨便這兩大期刊隨便發一篇文章, 一般學校都會慶祝的, 就其實我們清華大學如果你能夠發一篇nature, 發一篇science, 然後學校都會在網站上面給大家說一下, 這個又發了一篇nature, 發一篇science, 這個就是一個非常榮耀的事情, 然後再往下, 比如說JAX, 就是美國化學協會會刊, 這個也是一個非常老牌的雜誌, 因爲美國化學會嘛, 然後這個發表在這裏面的論文也是一個很有影響力的, 然後還有一個安格網是德國應用化學, 然後再往下也有其他的, 比如說nature有很多子刊, science也有子刊, 中國也有相應的期刊, 也有用英文的, 就是中國的出版社, 然後出版的英文文獻, 發表英文論文的期刊現在也有了, 但是影響力還不夠, 所以現在的化學, 包括物理這一方面, 自然科學方面, 那個話語權還掌握在其他外國的手裏, 我們希望越來越多的人, 比如中國人能夠多瞭解一些, 多來搞一些這些科研, 增加我們的學科影響力。