Фізична хімія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Фізична хімія

Фізична хімія, наука, що пояснює хімічні явища і що встановлює їх закономірності на основі загальних принципів фізики. Головними розділами Ф. х. є: термодинаміка хімічна, кінетика хімічна, учення про каталізі, поверхневих явищах, розчинах, квантова хімія і вчення про будову і властивості молекул, іонів, радикалів. Ф. х. як свої, значною мірою самостійних, розділів включає також колоїдну хімію, електрохімію, фотохімію, крісталлохимію, радіаційну хімію, физико-хімічний аналіз і ін.

  Назва науки Ф. х., її предмет і завдання були вперше сформульовані М. Ст Ломоносовим, який в 1752–53 читав для студентів курс «Введення в дійсну фізичну хімію». Їм був встановлений один з основних законів, на якому базується Ф. х., – закон постійності маси при хімічних перетвореннях. У 1840 Р. І. Гессом був відкритий закон постійності сум тепла при хімічних перетвореннях, що також з'явився одним з фундаментальних законів Ф. х. Істотний внесок у розвиток Ф. х. в середині 19 ст був внесений П. Бертло і Х. Томсеном завдяки їх фундаментальним термохімічним дослідженням, введенню уявлень про теплотах реакцію як міру хімічної спорідненості реагуючих речовин, встановленню зв'язку між теплотамі освіти і складом речовин. Першу кафедру Ф. х. організував в 1887 в Лейпцігському університеті Ст Оствальд, він же заснував перший физико-хімічний журнал.

  Виділення Ф. х. у самостійну галузь науки сталося лише в кінці 19 ст Цьому сприяло загальне зростання всіляких хімічних виробництв і створення хімічної промисловості, що висунула безліч проблем, для успішного дозволи яких було недостатньо емпіричних правил і знання якісних співвідношень.

  Для розвитку Ф. х. у 2-ій половині 19 і початку 20 вв.(століття) характерне вживання головним чином термодинамічних методів, вивчення макроскопічних, тобто безпосередньо спостережуваних, характеристик систем і процесів, використання представлень класичної фізики і класичною хімічного будови теорії при дослідженні зв'язку властивостей і будови молекул. Остаточно встановлюється рівняння стану для ідеальних газів (Д. І. Менделєєв, Би. Клапейрон ) . Розробляються додатки термодинаміки до хімічних і фазовим равновесиям (Дж. Гіббс, Я. Вант-Гофф, Ст Нернст, А. Ле Шателье, Н. С. Курнаков, Р. Тамман ), основи макроскопічної («формальною») кінетики (До. Гульдберг, П. Вааге, Н. Н. Бекетов, Вант-Гофф), вводиться уявлення про енергію активації реакцій (С. Ареніус ) . Отримують подальший розвиток уявлення про каталіз, ведучі свій початок від М. Фарадея . Встановлюються основні закони адсорбції (Гіббс). Розвивається термодинамічна теорія розбавлених розчинів (Ф. Рауль, Вант-Гофф, Д. П. Коновалів ) . Створюється теорія електролітичної дисоціації (Ареніус). Для гальванічних елементів вводиться поняття електродних потенціалів (Нернст).

  Результати досліджень, досягнуті на цьому етапі розвитку Ф. х., упроваджуються в промисловість (синтез аміаку, розробка соляних родовищ, деякі металургійні процеси, перегонка, ректифікація і ін.).

  Найбільші відкриття природознавства в кінці 19 і початку 20 вв.(століття) – відкриття рентгенівських променів, електрона, явища радіоактивності, розвиток спектроскопії – створили передумови для нового етапу Ф. х. Встановлення законів руху електронів в атомах і молекулах (законів квантової механіки ) привело до виникнення квантової хімії, що створило принципово нові можливості теоретичного трактування хімічного зв'язку, валентності, будови хімічних з'єднань.

  Головна особливість сучасної Ф. х., почало якій відносять до 20-м-коду рр. 20 ст, – широке вживання всіляких фізичних методів експериментального дослідження, прагнення з'ясувати детальний молекулярний механізм хімічних реакцій. Ф. х. дає теоретичні основи для досліджень як в областях неорганічної, органічної і аналітичної хімії, так і в розробці хімічній технології . В 50–70-х рр. спостерігається швидкий розвиток багатьох розділів Ф. х. і зародження нових напрямів, пов'язаних з детальним вивченням поведінки молекул, іонів, радикалів при різних хімічних і фізичних процесах, у тому числі під впливом потужних енергетичних дій (g-віпромінювання, потоки часток великих енергій, лазерне випромінювання і ін.). Досліджуються енергії дисоціації, іонізації і фотоіонізації. Успішно вивчаються реакції в електричних розрядах, процеси в низькотемпературній плазмі ( плазмохимія ) , вплив поверхневих явищ на властивості твердих тіл ( физико-хімічна механіка ) , розвиваються Ф. х. полімерів, електрохімія газів і ін.

  Наукові установи. Наукову роботу по Ф. х. у СРСР проводять: інститути АН(Академія наук) СРСР – інститут фізичної хімії (ІФХ), інститут загальної і неорганічної хімії ним. Н. С. Курнакова (ІОНХ), інститут хімічної фізики (ІХФ), інститут електрохімії (ІЕЛАН), інститут хімії (м. Горький), інститут нових хімічних проблем (Чорнроголівка Московська область); інститути Далекосхідного і Уральського наукових центрів, Казанської і Кольської філій АН(Академія наук) СРСР – інститут хімії (м. Владивосток), інститут електрохімії (р. Свердловськ) інститут органічної і фізичної хімії ним. А. Е. Арбузова (м. Казань); інститути Сибірського відділення АН(Академія наук) СРСР – інститут каталізу, інститут хімічної кінетики і горіння, інститут физико-хімічних основ переробки мінеральної сировини. Дослідження в області Ф. х. здійснюються також майже у всіх хімічних інститутах АН союзних республік, а також в більш ніж 150 галузевих інститутах і їх філіях, наприклад у Физико-хімічному інституті ним. Л. Я. Карпова. Широко розгорнуті роботи по Ф. х. також в інститутах і університетах зарубіжних країн.

  Про періодичні видання, в яких публікуються роботи по Ф. х., див.(дивися) в ст. Хімічні журнали .

 

  Літ.: Глесстон С. Теоретична хімія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1950; Мелвін-Хьюз Е. А., Фізична хімія, пер.(переведення) з англ.(англійський), кн. 1–2, М., 1962; Курс фізичної хімії, 2 видавництва, т. 1–2, М., 1969–73; Солов'їв Ю. І., Нариси по історії фізичної хімії, М., 1964.