1、State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室化学统计力学与反应动力学Statistical Mechanics & Chemical Reaction Dynamics吕鑫 (Xin Lu)、赵仪、曹泽星E-mail: http:/ Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室参考书 David Chandler, Introduction to Modern Statisti
2、cal Mechanics , Oxford University Press. 苏文锻编著 , 系综原理 , 南强出版社 Paul L. Houston, Chemical Kinetics and Reaction Dynamics Santosh K. Upadhyay, Chemical Kinetics and Reaction Dynamics, Springer State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室课程安排 第 1-8周: 化学统计力学笔试(时间待定) 第
3、9-16周: 分子反应动力学期末考试 (随堂、时间待定 )(注:可能因主讲老师参加学术会议而调整主讲顺序和课程进度安排!)State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室化学统计力学课程论文 化学统计力学 研究新进展简报1) 1-10篇论文 (2010-)以内、单一主题的综述性简报2) 不低于 1000字 ,优秀论文可以直接在国内刊物投稿。3) 第 6周交 ( 10.22)4)分配 3位助教!State Key Laboratory for Physical Chemistry of
4、 Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室助教、作业与翻转课堂练习 课后作业 : 6-7次 课程助教 : 互助式 ,每次 2-3位学生!批改后的下次课返还作业后负责在课堂上做简单的讲解! 翻转 课堂 : 分子配分函数的 计算 ( 等同于助教 )成绩评定 : 平时作业(总计 14%,缺一次扣 2分, C-1、 B-1.5、 A-2)互助式助教( 16%)、课程论文 (20%)、开卷考试( 50%)State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室Xin LuPa
5、rt I: Statistical MechanicsLecture 1State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室第一章 统计力学基本知识 近代化学的三种理论工具及其功能 热力学 量子化学统计力学宏观体系 微观体系统计力学建立了体系宏观性质与其微观力学行为之间的联系!State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室 统计力学与热力学的研究对象均为 以大量粒子(原子、分
6、子或离子及其他微观结构单元)集合的宏观体系 。 二者在理论方法上存在根本性差别:热力学的研究是唯象的处理方法, 仅注重体系各宏观性质之间的联系 。如理想气体状态方程 : PV=nRT统计力学则是 从微观角度考察大量粒子集合运动的统计规律性,并确认体系的宏观物理量乃系体系的大量粒子之某一微观力学行为的统计平均值 。如气体压强与分子运动速度间的关系: P = mv2/3 (由分子碰撞器壁前后的动量变化推导而来) 、 m、 v2分别为分子的数密度、质量和速度方均值。State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表
7、面物理化学国家重点实验室统计力学的理论领域 平衡态理论 (统计热力学 ):其内容仅涉及体系平衡性质,与热力学的研究相当。 非平衡态理论 :在物理化学中,主要研究 化学反应的分子动态和微观机制 。 涨落现象 :体系的状态性质总是围绕着各自的统计平均值起伏波动的现象谓之 “ 涨落 ” ,如布朗运动。涨落的产生是随机的,体系粒子数越少,涨落的程度越显著。统计力学从个别粒子所遵循的运动规律出发,根据事件发生的 可几率 而导出体系的统计行为,进而诠释体系的各种宏观性质乃至各种物理化学过程。State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室局限性 不能断言个别事件(如单个分子运动)的确切行为,仅笼统预测个别事件发生的可能性及最可几事件出现的几率。 对非理想体系,粒子间相互作用的复杂性,体系模型的构思通常会遇到诸多处理手段(包括物理或数学)的困难。简化或粗放处理可能导致处理结果脱离实际。