一、物理化学的基本内容

物理化学课程的基本内容包括：化学热力学、量子力学、结构化学、统计热力学、界面性质、化学动力学、胶体分散系统与粗分散系统、电解质溶液与电化学系统等。但就内容范畴及研究方法来说可以概括为五个主要方面。

1.化学热力学

化学热力学研究的对象是由大量粒子（原子、分子或离子）组成的宏观物质系统。它主要以热力学第一、第二定律为理论基础，引出或定义了系统的热力学能（U），焓（H），熵（S），亥姆霍兹函数（A），吉布斯函数（G），再加上可由实验直接测定的系统的压力（p），体积（V），温度（T）等热力学参量共八个最基本的热力学函数。它应用演绎法，经过逻辑推理，导出一系列的热力学公式及结论作为热力学基础，而将这些公式或结论应用于物质系统的pVT变化、相变化（物质的聚集状态的变化）、化学变化等物质系统的变化过程，解决这些变化过程的能量效应（功与热）和变化过程的方向与限度（化学平衡规律）等问题，亦即研究解决有关物质系统的热力学平衡的规律，构成化学热力学。

2.化学动力学

化学动力学主要研究各种因素（包括浓度、温度、催化剂、溶剂、光、电等）对化学反应速率影响的规律及反应机理。如前所述，化学热力学是研究物质变化过程的能量效应及过程的方向与限度；它不研究完成该过程所需要的时间及实现这一过程的具体步骤，即不研究有关速率的规律。而解决这后一问题的科学，则称为化学动力学。所以可以概括为：化学热力学是解决物质变化过程的可能性，而化学动力学则是解决如何把这种可能性变为现实的科学。一种化学制品的生产，必须从化学热力学原理及化学动力学原理两方面考虑，才能全面地确定生产的工艺路线和进行反应器的选型与设计。

3.界面性质与分散性质

物质在通常条件下，以气、液、固等聚集状态存在，当两种以上聚集态共存时，则在不同聚集态（相）间形成界面层，它是两相之间的厚度约为几个分子大小的薄层。由于界面层上不对称力场的存在，产生了与本体相不同的许多新的性质——界面性质。若将物质分散成细小微粒构成高度分散的物质系统或将一种物质分散在另一种物质之中形成非均相的分散系统，则会产生许多界面现象。如，日常生活中接触到的晨光、夕霞、彩虹、闪电、乌云、白雾、雨露、冰雹、蓝天、碧海、冰山、雪地、沙漠、草原、黄水、绿洲等自然现象和景观，以及生产实践和科学实验中常遇到的纺织品的染色、防止粉尘爆炸、灌水采油、浮选矿石、防毒面具防毒、固体催化剂加速反应、隐形飞机表层的纳米材料涂层、分子筛和膜分离技术等，这些现象应用技术都与界面性质及分散性质有关。总之，有关界面性质和分散性质的理论与实践被广泛地应用于石油工业、化学工业、轻工业、农业、农学、医学、生物学、催化化学、海洋学、水利学、矿冶以及环境科学等多种领域。

4.量子力学

量子力学的研究对象是由个别的电子和原子核组成的微观系统。量子力学是研究这种微观系统的运动状态，包括在指定空间的不同区域内粒子出现的概率以及它的运动的能级。实践证明，对微观粒子的运动状态的描述不能应用经典力学（经典力学即以牛顿第一、第二、第三定律为支撑的牛顿力学理论），经典力学的理论对这种系统是无能为力的，这是由微观粒子的运动特征所决定的。微观运动的三个主要特征是能量量子化、波粒二象性和测不准关系。这些事实决定电子等微观粒子的运动不服从经典力学规律，它所遵从的力学规律构成了量子力学。

5.统计热力学

统计热力学就其研究的对象来说与热力学是一样的，也是研究由大量微观粒子（原子、分子、离子等）组成的宏观系统。统计热力学认为，宏观系统的性质决定于它的微观组成、粒子的微观结构和微观运动状态，宏观系统的性质所反映的必定是大量微观粒子的集体行为，因而可以用统计学原理，利用粒子的微观量求大量粒子的统计平均值，进而推求系统的宏观性质。