1. شیمی فیزیک: هدف، اهداف، روش تحقیق. مفاهیم اولیه شیمی فیزیک.
فیزیک علم شیمی - علم قوانین فرآیندهای شیمیایی و شیمی. پدیده ها.
مبحث شیمی فیزیک توضیح شیمی. پدیده های مبتنی بر قوانین کلی فیزیک. شیمی فیزیک دو گروه اصلی از سوالات را در نظر می گیرد:
1. مطالعه ساختمان و خواص ماده و ذرات تشکیل دهنده آن;
2. مطالعه فرآیندهای برهمکنش مواد.
هدف شیمی فیزیک بررسی ارتباط بین پدیده های شیمیایی و فیزیکی است. آگاهی از چنین اتصالاتی برای مطالعه عمیق واکنش های شیمیایی که در طبیعت رخ می دهد و در فناوری استفاده می شود، ضروری است. فرآیندها، عمق و جهت واکنش را کنترل می کنند. هدف اصلی رشته شیمی فیزیک مطالعه روابط عمومی و قوانین شیمی است. فرآیندهای مبتنی بر اصول بنیادی فیزیک شیمی فیزیک از فیزیکی استفاده می کند. نظریه ها و روش ها برای پدیده های شیمیایی
این توضیح می دهد که چرا و چگونه تبدیل مواد رخ می دهد: شیمی. واکنش ها و انتقال فاز چرا - ترمودینامیک شیمیایی. چگونه - سینتیک شیمیایی.
مفاهیم اولیه شیمی فیزیک
موضوع اصلی شیمی. ترمودینامیک یک سیستم ترمودینامیکی است. ترمودینامیکی سیستم - هر جسم یا مجموعه ای از اجسام که قادر به تبادل انرژی و ماده با خود و با اجسام دیگر باشند. سیستم ها به باز، بسته و ایزوله تقسیم می شوند. باز کن و من - سیستم ترمودینامیکی هم مواد و هم انرژی را با محیط خارجی مبادله می کند. بسته شد و من - سیستمی که در آن تبادل ماده با محیط صورت نمی گیرد، اما می تواند با آن انرژی مبادله کند. جدا شده و من -حجم سیستم ثابت می ماند و از فرصت مبادله انرژی و ماده با محیط محروم می شود.
سیستم ممکن است باشد همگن (همگن) یا ناهمگن (ناهمگن) ). فاز - این بخشی از سیستمی است که در غیاب میدان نیروی خارجی، ترکیب یکسانی در تمام نقاط آن و ترمودینامیک یکسان دارد. St. you و با یک رابط از سایر قسمت های سیستم جدا می شود. فاز همیشه یکنواخت است، یعنی. همگن، بنابراین یک سیستم تک فاز همگن نامیده می شود. سیستمی که از چند فاز تشکیل شده باشد، ناهمگن نامیده می شود.
ویژگی های سیستم به دو گروه تقسیم می شوند: گسترده و فشرده
ترمودینامیک از مفاهیم تعادل و فرآیندهای برگشت پذیر استفاده می کند. تعادل فرآیندی است که از یک سری حالت های تعادلی پیوسته می گذرد. فرآیند ترمودینامیکی برگشت پذیر فرآیندی است که می تواند به صورت معکوس بدون ایجاد تغییر در سیستم یا محیط انجام شود.
2. قانون اول ترمودینامیک. انرژی داخلی، گرما، کار.
قانون اول ترمودینامیکارتباط مستقیم با قانون بقای انرژی بر اساس این قانون نتیجه می شود که در هر سیستم ایزوله تامین انرژی ثابت می ماند. از قانون بقای انرژی، فرمول دیگری از قانون اول ترمودینامیک به دست می آید - عدم امکان ایجاد یک ماشین حرکت دائمی (perpetuum mobile) از نوع اول، که بدون صرف انرژی روی آن کار تولید می کند. فرمولاسیون بسیار مهم برای ترمودینامیک شیمیایی
اولین اصل بیان آن از طریق مفهوم انرژی درونی است: انرژی درونی تابعی از حالت است، یعنی. تغییر آن به مسیر فرآیند بستگی ندارد، بلکه تنها به وضعیت اولیه و نهایی سیستم بستگی دارد. تغییر در انرژی داخلی سیستم Uممکن است به دلیل تبادل حرارت رخ دهد سو کار دبلیوبا محیط زیست سپس از قانون بقای انرژی چنین استنباط می شود که گرمای Q دریافتی توسط سیستم از خارج صرف افزایش انرژی داخلی ΔU و کار W انجام شده توسط سیستم می شود، یعنی. Q=Δ U+W. داده شده درتراز است
بیان ریاضی قانون اول ترمودینامیک
منآغاز ترمودینامیکعبارت آن:
در هر سیستم ایزوله، عرضه انرژی ثابت می ماند.
اشکال مختلف انرژی در مقادیر کاملاً معادل به یکدیگر تبدیل می شوند.
دستگاه حرکت دائمی (همیشگی سیار) از نوع اول محال است.
انرژی درونی تابعی از حالت است، یعنی. تغییر آن به مسیر فرآیند بستگی ندارد، بلکه تنها به وضعیت اولیه و نهایی سیستم بستگی دارد.
بیان تحلیلی: س = D U + دبلیو ; برای تغییر بی نهایت کوچک در مقادیر د س = dU + د دبلیو .
قانون اول ترمودینامیک رابطه را برقرار می کند. m / y حرارت Q، کار A و تغییر در داخلی. انرژی سیستم ΔU. داخلی را تغییر دهید انرژی سیستم برابر است با مقدار گرمایی که به سیستم وارد می شود منهای مقدار کار انجام شده توسط سیستم در برابر نیروهای خارجی.
معادله (I.1) یک نمایش ریاضی از قانون اول ترمودینامیک است، معادله (I.2) برای تغییر بی نهایت کوچک در حالت است. سیستم های.
بین المللی انرژی تابعی از حالت است. این بدان معنی است که تغییر درونی است. انرژی ΔU به مسیر انتقال سیستم از حالت 1 به حالت 2 بستگی ندارد و برابر است با اختلاف مقادیر داخلی. انرژی های U2 و U1 در این حالت ها: (I.3)
بین المللی انرژی سیستم مجموع انرژی پتانسیل برهمکنش است. تمام ذرات بدن نسبت به یکدیگر و انرژی جنبشی حرکت آنها (بدون در نظر گرفتن انرژی جنبشی و پتانسیل سیستم به عنوان یک کل). بین المللی انرژی سیستم به ماهیت ماده، جرم آن و پارامترهای وضعیت سیستم بستگی دارد. سنش هست با افزایش جرم سیستم، زیرا یکی از ویژگی های گسترده سیستم است. بین المللی انرژی با حرف U نشان داده می شود و با ژول (J) بیان می شود. به طور کلی، برای یک سیستم با مقدار 1 مول. بین المللی انرژی، مانند هر ترمودینامیکی. قداست نظام تابعی از دولت است. فقط تغییرات داخلی به طور مستقیم در آزمایش ظاهر می شود. انرژی. به همین دلیل است که در محاسبات همیشه با تغییر آن U2 –U1 = U عمل می کنند.
همه تغییرات داخلی انرژی ها به دو گروه تقسیم می شوند. گروه اول فقط شامل اولین شکل انتقال حرکت از طریق برخوردهای آشفته مولکول های دو جسم در تماس است، یعنی. توسط هدایت حرارتی (و در عین حال توسط تابش). معیار حرکتی که از این طریق منتقل می شود گرما است. مفهوم گرمابا رفتار تعداد زیادی از ذرات - اتم ها، مولکول ها، یون ها مرتبط است. آنها در حرکت بی نظم (حرارتی) دائمی هستند. گرما نوعی انتقال انرژی است. راه دوم برای تبادل انرژی است کار.این تبادل انرژی در اثر عملی که سیستم انجام می دهد یا عملی که روی آن انجام می شود، ایجاد می شود. معمولاً کار با نماد نشان داده می شود دبلیو. کار، مانند گرما، تابعی از وضعیت سیستم نیست، بنابراین مقدار مربوط به کار بینهایت کوچک با نماد مشتق جزئی نشان داده می شود - دبلیو.
علمی وجود دارد که بر اساس اصول و آزمایشات فیزیک توضیح می دهد که در اجسام مختلط در طی عملیات شیمیایی چه اتفاقی می افتد.» اولین مجله علمی که برای انتشار مقالاتی در مورد شیمی فیزیک در نظر گرفته شده بود در سال 1887 توسط W. Ostwald و W. Ostwald تأسیس شد. جی. وانت هاف.
اف شیمی فیزیک اصلی ترین مورد نظری است. پایه مدرن شیمی، بر اساس شاخه های مهم فیزیک مانند مکانیک کوانتومی، آماری. فیزیک و ترمودینامیک، دینامیک غیرخطی، نظریه میدان، و غیره. این شامل دکترین ساختار ماده، از جمله. در مورد ساختار مولکول ها، ترمودینامیک شیمیایی، سینتیک شیمیایی و کاتالیز. الکتروشیمی، فتوشیمی، شیمی فیزیک پدیده های سطحی (از جمله جذب)، شیمی تابش، مطالعه خوردگی فلزات، شیمی فیزیکی با وزن مولکولی بالا نیز اغلب به عنوان بخش های جداگانه در شیمی فیزیک متمایز می شوند. ارتباط و غیره بسیار نزدیک به شیمی فیزیک هستند و گاهی مستقل از آن در نظر گرفته می شوند. بخش‌های شیمی کلوئیدی، آنالیز فیزیکی و شیمیایی و شیمی کوانتومی. اکثر شاخه‌های شیمی فیزیک از نظر روش‌شناسی، مرزهای نسبتاً روشنی از نظر موضوعات و روشهای تحقیق دارند. ویژگی ها و دستگاه مورد استفاده
نوین مرحله توسعه شیمی فیزیک با تجزیه و تحلیل عمیق قوانین عمومی شیمی مشخص می شود. تحولات در اسکله سطح، استفاده گسترده از حصیر. مدل سازی، گسترش دامنه خارجی تاثیر بر مواد شیمیایی سیستم (دماهای بالا و برودتی، فشارهای بالا، تشعشعات قوی و تأثیرات مغناطیسی)، مطالعه فرآیندهای فوق سریع، روشهای ذخیره انرژی در مواد شیمیایی. v-vah و غیره
کاربرد نظریه کوانتومی، در درجه اول مکانیک کوانتومی، در توضیح شیمی. پدیده ها به معنی. افزایش توجه به سطح تفسیر منجر به شناسایی دو جهت در شیمی شد. جهتی مبتنی بر مکانیک کوانتومی. نظریه و عمل بر روی میکروسکوپی. سطح تبیین پدیده ها که اغلب شیمیایی نامیده می شود. فیزیک، اما جهتی که با مجموعه‌هایی از تعداد زیادی ذره عمل می‌کند، جایی که اصول آماری به اجرا در می‌آیند. قوانین - شیمی فیزیک. با این تقسیم، مرز بین شیمی فیزیک و شیمی. فیزیک نه m.b. به شدت انجام شد، که به ویژه در تئوری نرخ های شیمیایی مشهود است. مناطق
دکترین ساختار ماده و ساختار مولکول هایک آزمایش گسترده را خلاصه می کند. مواد به دست آمده با استفاده از چنین فیزیکی روش هایی مانند طیف سنجی مولکولی که برهمکنش ها را مطالعه می کند. الکترومغناطیسی تابش با مواد در مختلف محدوده طول موج، طیف سنجی الکترونی عکس و اشعه ایکس، پراش الکترونی، پراش نوترون و روش های پراش اشعه ایکس، روش های مبتنی بر مغناطیسی نوری. اثرات و غیره. این روش‌ها به دست آوردن داده‌های ساختاری در مورد پیکربندی الکترونیکی مولکول‌ها، موقعیت‌های تعادلی و دامنه ارتعاشات هسته‌ها در مولکول‌ها و کندانسورها را ممکن می‌سازد. in-ve، در مورد سیستم انرژی. سطوح مولکول ها و انتقال بین آنها، تغییرات در ژئوم. تنظیمات زمانی که محیط مولکول یا قطعات منفرد آن تغییر می کند و غیره.
همراه با وظیفه همبستگی خواص مواد با ساختار مدرن آنها. شیمی فیزیک نیز به طور فعال درگیر مسئله معکوس پیش‌بینی ساختار ترکیبات با خواص داده شده است.
منبع اطلاعاتی بسیار مهم در مورد ساختار مولکول ها، ویژگی های آنها در بخش های مختلف. حالات و ویژگی های شیمی تبدیل ها نتایج شیمی کوانتومی هستند. محاسبات شیمی کوانتومی سیستمی از مفاهیم و ایده ها را ارائه می دهد که در شیمی فیزیک هنگام در نظر گرفتن رفتار مواد شیمیایی استفاده می شود. اتصالات در هر مول سطح و هنگام برقراری ارتباط بین ویژگی های مولکول های سازنده یک ماده و خواص این ماده. با تشکر از نتایج شیمی کوانتومی. محاسبات سطوح انرژی پتانسیل شیمیایی سیستم ها در انواع مختلف حالات کوانتومی و آزمایشات با فرصت های سال های اخیر، در درجه اول توسعه شیمی لیزری، شیمی فیزیک به یک مطالعه جامع از St. در حالت های برانگیخته و بسیار هیجان زده، به تجزیه و تحلیل ویژگی های ساختاری اتصال. در چنین حالت هایی و ویژگی های تجلی این ویژگی ها در دینامیک مواد شیمیایی. تحولات
یک محدودیت ترمودینامیک مرسوم این است که فقط می تواند حالت های تعادلی و فرآیندهای برگشت پذیر را توصیف کند. فرآیندهای غیرقابل برگشت واقعی موضوع نظریه ای است که در دهه 30 به وجود آمد. قرن 20 ترمودینامیک فرآیندهای برگشت ناپذیر این حوزه از شیمی فیزیک، پدیده های ماکروسکوپی غیرتعادلی را مطالعه می کند. سیستم هایی که در آنها نرخ تولید آنتروپی به صورت محلی ثابت می ماند (این گونه سیستم ها به صورت محلی نزدیک به تعادل هستند). این به شما امکان می دهد تا سیستم های شیمیایی را در نظر بگیرید r-tions و انتقال جرم (انتشار)، گرما، الکتریسیته. هزینه ها و غیره
سینتیک شیمیاییتحولات شیمیایی را مطالعه می کند. در زمان، یعنی سرعت شیمیایی. r-tion ها، مکانیسم های این دگرگونی ها و همچنین وابستگی مواد شیمیایی. فرآیند از شرایط اجرای آن. او الگوهای خیانت را ایجاد می کندتغییرات در ترکیب سیستم تبدیل در طول زمان، ارتباط بین میزان مواد شیمیایی را آشکار می کند. r-tion و شرایط خارجی و همچنین عوامل موثر بر سرعت و جهت واکنش های شیمیایی را مطالعه می کند. مناطق
اکثر شیمی. p-tion ها فرآیندهای پیچیده چند مرحله ای هستند که از اعمال شیمیایی اولیه منفرد تشکیل شده اند. تبدیل، انتقال معرف ها و انتقال انرژی. نظری شیمی سینتیک شامل مطالعه مکانیسم های فرآیندهای ابتدایی است و ثابت های سرعت چنین فرآیندهایی را بر اساس ایده ها و دستگاه های کلاسیک محاسبه می کند. مکانیک و نظریه کوانتومی، با ساخت مدل های شیمی پیچیده سر و کار دارد. فرآیندها، ارتباطی بین ساختار مواد شیمیایی برقرار می کند. ترکیبات و واکنش های آنها توانایی شناسایی جنبشی الگوهای فرآیندهای پیچیده (سینتیک رسمی) اغلب بر اساس ریاضیات است. مدل سازی و به شما امکان می دهد فرضیه هایی را در مورد مکانیسم های فرآیندهای پیچیده آزمایش کنید و همچنین سیستمی از تفاوت ها را ایجاد کنید. معادلات توصیف کننده نتایج فرآیند در موارد مختلف. داخلی شرایط
برای شیمی سینتیک با استفاده از بسیاری از فیزیکی مشخص می شود. روش های تحقیقی که امکان انجام تحریکات موضعی مولکول های واکنش دهنده، مطالعه تبدیل های سریع (تا فمتوثانیه) و ثبت خودکار سینتیک ها را فراهم می کند. داده ها با پردازش همزمان آنها در رایانه و غیره. تجمع جنبشی به شدت انباشته می شود. اطلاعات از طریق بانک های جنبشی ثابت ها، از جمله برای شیمی r-tions در شرایط شدید.
شاخه بسیار مهمی از شیمی فیزیک، که ارتباط نزدیکی با شیمی دارد. سینتیک مطالعه کاتالیزور است، یعنی تغییر در سرعت و جهت شیمی. r-tion هنگام قرار گرفتن در معرض مواد (
تحصیل در دانشکده مهندسی بنیادی فیزیک و شیمی شکل جدیدی از آموزش مهندسی است. این آموزش برای تقویت مؤلفه فن‌آوری آموزش علوم طبیعی کلاسیک طراحی شده است، با هدف اجرای آموزش بین‌رشته‌ای نوآورانه متخصصان در زمینه فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی انجام می‌شود و به یکدیگر متصل می‌شود:
· آموزش بنیادی دانشگاهی با هدف شناخت و درک اصول پایه علمی با توضیحات آنها. · آموزش مهندسی و تربیت متخصصان برای اجرای ایده های نوآورانه علمی و مهندسی در عمل. · کار علمی مستمر دانشجویان، از سال اول، در موسسات پایه آکادمی علوم روسیه، در سایت های مهندسی و فناوری دانشکده.
هدف از فرآیند آموزشی در دانشکده تربیت متخصصانی با مهارت بالا بر اساس دانش فیزیکی و شیمیایی است که قادر به طراحی فرآیندها، روش‌ها، واکنش‌ها و فناوری‌هایی هستند که ایجاد مواد جدید، مواد و سیستم‌های مصنوعی پیچیده را با مشخص‌شده تضمین می‌کنند. خواص زمینه های فعالیت حرفه ای فارغ التحصیل دانشکده به ویژه عبارتند از:
· بهره وری انرژی و صرفه جویی در انرژی، از جمله توسعه انرژی های نویدبخش جدید، فناوری های زیستی و شیمیایی (منابع انرژی جایگزین، انرژی سازگار با محیط زیست و فناوری های صرفه جویی در منابع برای تبدیل انرژی، فناوری های رشد). · فیزیک مهندسی جامدات، به ویژه، مهندسی مواد جدید امیدوار کننده با ویژگی های عملکردی مشخص (الکتریکی، نوری، مغناطیسی، و غیره). توسعه فن آوری های جدید برای به دست آوردن چنین مواد و دستگاه های مبتنی بر آنها؛ · مسائل کاربردی فیزیک و شیمی احتراق و انفجار، سینتیک واکنش های شیمیایی پیچیده و فرآیندهای در دمای بالا. · مهندسی مصالح ساختاری برای هوانوردی و فضا. · فناوری های نوین فرآوری عمیق هیدروکربن ها به محصولات پتروشیمی با ارزش، توسعه و نوسازی فرآیندهای به دست آوردن مهم ترین محصولات پتروشیمی مبتنی بر مواد خام نفتی و غیرنفتی.
جزء مهندسی فرآیند آموزشی شامل مطالعه موضوعاتی از مجموعه ای از رشته ها و رشته های مهندسی در نوآوری مهندسی است، به ویژه، مانند: مبانی علم مواد طراحی، مدل سازی کامپیوتری فرآیندها و تاسیسات فناورانه، محاسبه و طراحی نیروگاه های آزمایشی. مدیریت دانش، مبانی نوآوری، مدیریت نوآوری در صنعت. بر اساس آموزش های بنیادی دانشگاهی دریافت شده در دانشکده (برنامه درسی شامل موضوعات بلوک های ریاضی، فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی)، تجربه در کار علمی و در نتیجه تسلط بر رشته های مهندسی و بلوک های نوآوری، دانشجو آمادگی لازم را پیدا می کند. حل مشکل اصلی فعالیت مهندسی نوآورانه: او توانایی ترکیب دانش اساسی و کاربردی از زمینه های مرتبط (فیزیک، شیمی، زیست شناسی) و استفاده از آنها را به روشی غیرمنتظره برای اهداف عملی برای حل یک مشکل خاص به دست می آورد.
تواناترین متقاضیان که دانش و نمرات خوبی در گواهی دارند، بدون تردید دانشگاه دولتی مسکو را انتخاب می کنند. اما نمی توان به سرعت در مورد یک دانشکده تصمیم گرفت. معروف ترین دانشگاه کشور ما دارای تقسیمات ساختاری زیادی است. یکی از آنها متعلق به رشته مهندسی بنیادی فیزیکی و شیمی - FFFHI MSU است.
پیدایش دانشکده و دلایل افتتاح آن
دانشکده یک واحد ساختاری نسبتاً جوان است. وی فعالیت های آموزشی خود را از سال 1390 آغاز کرده است. با این حال، در سال 2011 از ابتدا ایجاد نشد. ظهور آن با دگرگونی دانشکده فیزیک و شیمی همراه بود که از سال 2006 وجود دارد و متخصصانی را در زمینه شیمی و فیزیک تربیت می کند.
افتتاح FFFHI خواسته معمولی کارکنان مدیریت دانشگاه دولتی مسکو نیست. ایجاد یک واحد ساختاری جدید با توسعه دانشگاه، تغییرات در جهان و پیشرفت علمی تحریک شد. دانشکده مهندسی بنیادی فیزیک و شیمی برای ارائه مدرن طراحی شده است
ماهیت واحد ساختاری جدید
این دانشگاه بیان می کند که مهندسی مدرن با چالش خاصی روبرو است. این شامل تقویت مؤلفه فن آوری آموزش کلاسیک علوم طبیعی، اجرای آموزش بین رشته ای در زمینه شیمی، فیزیک و زیست شناسی است. کارمندان دانشگاه دولتی مسکو می گویند آن دسته از دانشجویانی که در این واحد ساختاری تحصیل می کنند می توانند پس از فارغ التحصیلی ایده های علمی و مهندسی نوآورانه را در عمل پیاده کنند.
دانشکده در واقعیت چگونه است؟ FFFHI MSU واقعاً متخصصان مدرن را آماده می کند. در طول تحصیل، دانش آموزان از زمینه های مختلف دانش کسب می کنند، یاد می گیرند که آنها را ترکیب کنند و به لطف این رویکرد غیر معمول، مشکلات عملی خاصی را حل می کنند. یک جزء مهندسی در فرآیند آموزشی وجود دارد. این رشته توسط رشته هایی مانند مبانی علم مواد طراحی، مدیریت صنعتی و نوآوری و غیره ارائه می شود. علاوه بر این، آموزش های بنیادی دانشگاه ارائه می شود. این شامل آموزش موضوعات مرتبط با ریاضیات، زیست شناسی، فیزیک و شیمی است.
"ریاضیات و فیزیک کاربردی"
FFFHI MSU دارای 2 بخش در ساختار سازمانی خود است. یکی از آنها مربوط به فیزیک مهندسی حالت جامد است. این بخش 1 برنامه کارشناسی را ارائه می دهد - "ریاضیات کاربردی و فیزیک". این جهت بر آموزش پرسنل علمی و علمی-مهندسی فن آوری متمرکز است.
فارغ التحصیلان خود را در عرصه های مختلف زندگی می یابند. برخی از افراد پس از دریافت دیپلم به فعالیت های تحقیقاتی می پردازند و برخی دیگر رشته فناوری های پر دانش و دانش بر را انتخاب می کنند و خود را در فعالیت های نوآورانه، طراحی و تولید امتحان می کنند. برخی از فارغ التحصیلان تصمیم می گیرند دانش عمیق تری به دست آورند و وارد برنامه کارشناسی ارشد دپارتمان شوند که همان نام برنامه کارشناسی است.
"شیمی بنیادی و کاربردی"
گروه دوم دانشکده با فیزیک شیمی مهندسی مرتبط است. این مسئول آموزش متخصصان تمام عیار (نه کارشناسی) در برنامه "شیمی اساسی و کاربردی" است. تخصصش جالبه در طول تحصیل، دانش‌آموزان فرآیندهای شیمیایی را که در طبیعت یا در آزمایشگاه اتفاق می‌افتند مطالعه می‌کنند، الگوهای عمومی وقوع آنها را شناسایی می‌کنند و به دنبال راه‌هایی برای کنترل این فرآیندها می‌گردند.
"شیمی اساسی و کاربردی" (مانند برنامه های آموزشی قبلی دانشکده فیزیک و شیمی دانشگاه دولتی مسکو) مسیرهای مختلفی را در زندگی برای دانشجویان باز می کند. دانش آموزان با انتخابی مواجه می شوند که در آینده در چه فعالیت هایی شرکت کنند. پس از فارغ التحصیلی می توانید:
- انجام کار تحقیقاتی (دانشمند باشید)؛
- رفتن به حوزه علمی و تولید (در هر شرکت مرتبط با فرآیندهای شیمیایی متخصص شوید).
- در فعالیت های آموزشی شرکت کنید (معلم شوید).
اطلاعات از کمیته پذیرش دانشگاه دولتی مسکو
با هدف آموزش با کیفیت بالا دانشگاه متخصصانی را که فقط گواهینامه دارند "مهر" نمی کند. به همین دلیل است که تعداد مکان ها (اعم از بودجه و پولی) در دانشکده مهندسی فیزیک و شیمی محدود است. در "ریاضیات و فیزیک کاربردی" امکان دریافت آموزش رایگان تنها برای 15 نفر فراهم شده است. در "شیمی بنیادی و کاربردی" مکان های بودجه کمی بیشتر وجود دارد. تعداد آنها 25 عدد است.
مکان های پولی بسیار کمی وجود دارد. فقط 5 مورد از آنها در هر دو برنامه وجود دارد. برای یک سال تحصیلی، دانشجویان دانشکده مهندسی فیزیک و شیمی کمی بیش از 350 هزار روبل کمک می کنند. قیمت هر سال کمی تغییر می کند. این را می توانید با دفتر پذیرش دانشگاه دولتی مسکو بررسی کنید.
امتحانات ورودی و نمرات قبولی
“ریاضی و فیزیک کاربردی” گرایشی است که در آن ۴ آزمون ورودی ارائه می شود. متقاضیان زبان روسی، فیزیک و ریاضیات را در قالب آزمون دولتی واحد می گذرانند. یک آزمون اضافی که در دانشگاه دولتی مسکو انجام شد یک کار مکتوب در ریاضیات است. در "شیمی بنیادی و کاربردی" امتحانات حتی بیشتر است. زبان روسی، فیزیک، ریاضیات و شیمی باید در قالب آزمون دولتی واحد شرکت شود. علاوه بر این، دانشگاه شیمی را به صورت کتبی می گیرد.
رقابت و نمره قبولی شاخص های بسیار بالایی هستند. در سال 2017، 276 درخواست برای "ریاضیات و فیزیک کاربردی" ارسال شد. این بدان معناست که تقریباً 18 نفر برای مقام اول با هم رقابت کردند. نمره قبولی در FFFHI MSU 276 بود. 218 نفر برای ثبت نام در "شیمی بنیادی و کاربردی" ابراز تمایل کردند. این مسابقه 8.72 نفر برای مقام اول و نمره قبولی 373 بود.
آنچه در انتظار متقاضیان است
تحصیل در FFFHI دشوار، اما جالب است. این رشته ها توسط متخصصان بسیار ماهر، دانشمندان آکادمی علوم روسیه تدریس می شود. در کلاس ها، آنها نه تنها مطالب نظری را ارائه می دهند، بلکه نمونه هایی از عملکرد علمی خود را نیز بیان می کنند. دانشکده به طور فعال از فن آوری های مدرن در فعالیت های آموزشی استفاده می کند. آنها زندگی را برای دانش آموزان آسان تر می کنند - بار کلاس را کاهش می دهند و میزان کار مستقل را افزایش می دهند.
یک واقعیت بسیار جالب در مورد دانشکده این است که دانشجویان از قبل شروع به کسب تجربه کاری و حقوق در طول تحصیل خود می کنند. این اتفاق به این دلیل است که واحد ساختاری دانشجویان خود را در کادر مؤسسه پایه ثبت نام می کند. هدف از چنین اقدامی افزایش علاقه به یادگیری، کسب دانش و مهارت های جدید، تشویق نگرش مسئولانه تر به کار و حمایت مادی است.
شیمی فیزیک - شاخه ای از شیمی که به مطالعه رابطه بین پدیده های شیمیایی و فیزیکی در طبیعت اختصاص دارد. مفاد و روش های F. x. برای پزشکی و علوم زیست پزشکی، روش های فیزیک مهم هستند. برای مطالعه فرآیندهای زندگی هم به طور معمول و هم در آسیب شناسی استفاده می شود.
موضوعات اصلی مطالعه دکتری x. ساختار اتم ها (رجوع کنید به جلد A) و مولکول ها (به مولکول مراجعه کنید)، ماهیت مواد شیمیایی هستند. اتصالات، شیمی تعادل (نگاه کنید به تعادل شیمیایی) و سینتیک (رجوع کنید به سینتیک شیمیایی، سینتیک فرآیندهای بیولوژیکی)، کاتالیزور (نگاه کنید به)، نظریه گازها (نگاه کنید به)، مایعات و محلول ها (نگاه کنید به)، ساختار و شیمی. خواص کریستال ها (نگاه کنید به) و پلیمرها (به ترکیبات مولکولی بالا مراجعه کنید)، ترمودینامیک (نگاه کنید به) و اثرات حرارتی شیمی. واکنش ها (به ترموشیمی مراجعه کنید)، پدیده های سطحی (رجوع کنید به مواد شوینده، کشش سطحی، خیس شدن)، خواص محلول های الکترولیت (نگاه کنید به)، فرآیندهای الکترود (به الکترودها مراجعه کنید) و نیروهای الکتروموتور، خوردگی فلزات، فتوشیمیایی. و فرآیندهای تابشی (به واکنش های فتوشیمیایی، تابش الکترومغناطیسی مراجعه کنید). اکثر نظریه های F. x. بر اساس قوانین استاتیک، مکانیک کوانتومی (موج) و ترمودینامیک است. هنگام مطالعه مسائل مطرح شده در F. x. ترکیب های مختلفی از روش های تجربی فیزیک و شیمی که اصطلاحاً به آن ها می گویند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. Phys.-Chem. روش های تجزیه و تحلیل، که اصول اولیه آن در سال های 1900-1915 توسعه یافت.
به رایج ترین روش های فیزیکی و شیمیایی نیمه دوم قرن بیستم. شامل تشدید پارامغناطیسی الکترونی (نگاه کنید به)، رزونانس مغناطیسی هسته ای (نگاه کنید به)، طیف سنجی جرمی (نگاه کنید به)، استفاده از اثر موسباور (رزونانس گامای هسته ای)، طیف سنجی رادیویی (نگاه کنید به طیف سنجی)، اسپکتروفتومتری (نگاه کنید به) و فلورمتری (نگاه کنید به) تجزیه و تحلیل پراش پرتو ایکس (نگاه کنید)، میکروسکوپ الکترونی (نگاه کنید)، سانتریفیوژ (نگاه کنید به)، کروماتوگرافی گازی و مایع (نگاه کنید)، الکتروفورز (نگاه کنید به)، تمرکز ایزوالکتریک (نگاه کنید به)، پلاروگرافی (نگاه کنید)، پتانسیومتری (به تیتراسیون پتانسیومتری مراجعه کنید) ، هدایت سنجی (نگاه کنید به)، اسمومتری (نگاه کنید به فشار اسمزی)، ابولیومتری (نگاه کنید به) و غیره.
اصطلاح "شیمی فیزیک" برای اولین بار در آثار آلمانی ظاهر شد. کیمیاگر کوهنرات (H. Kuhnrath, 1599)، اما برای مدت طولانی معنایی که در این اصطلاح گذاشته شد با معنای واقعی آن مطابقت نداشت. مسائل شیمی فیزیک، نزدیک به درک مدرن آنها، اولین بار توسط M. V. Lomonosov در دوره "مقدمه ای بر شیمی فیزیک واقعی"، که او در سال 1752 برای دانشجویان آکادمی علوم سن پترزبورگ خواند، فرموله شد: شیمی فیزیک، طبق گفته M. V. Lomonosov، علمی وجود دارد که بر اساس اصول و آزمایشات فیزیک توضیح می دهد که در اجسام مختلط در طی واکنش های شیمیایی چه اتفاقی می افتد. واکنش ها آموزش سیستماتیک فیزیک. در سال 1860 در دانشگاه خارکف توسط N. N. Beketov آغاز شد که اولین کسی بود که یک بخش فیزیکوشیمیایی را در بخش علوم طبیعی این دانشگاه سازماندهی کرد. پس از دانشگاه خارکف، تدریس فیزیک. در چکمه های خزدار کازان (1874)، یوریفسکی (1880) و مسکو (1886) معرفی شد. از سال 1869، مجله انجمن فیزیک و شیمی روسیه شروع به انتشار کرد. در خارج از کشور، دپارتمان شیمی فیزیک برای اولین بار در سال 1887 در لایپزیگ تأسیس شد.
تشکیل F. x. به عنوان یک رشته علمی مستقل با علم اتمی - مولکولی مرتبط است، یعنی در درجه اول با کشف در 1748-1756. M.V. Lomonosov و در 1770-1774. الف. قانون لاووازیه در مورد بقای جرم مواد در شیمی. واکنش ها آثار ریشتر (J. B. Richter، 1791 - 1802)، که قانون سهام (معادل) را کشف کرد، پروست (J. L. Proust، 1808)، که قانون ثبات ترکیب را کشف کرد، و دیگران در ایجاد در 1802-1810 کمک کردند. . نظریه اتمی جی دالتون و کشف قانون نسبت های چندگانه که قوانین تشکیل شیمیایی را تعیین می کند. اتصالات در سال 1811، A. Avogadro مفهوم "مولکول" را معرفی کرد و نظریه اتمی ساختار ماده را با قوانین گازهای ایده آل مرتبط کرد. نتیجه منطقی شکل گیری دیدگاه های اتمی در مورد ماهیت ماده، کشف قانون تناوبی شیمی توسط D.I. Mendeleev در سال 1869 بود. عناصر (به جدول تناوبی عناصر شیمیایی مراجعه کنید).
درک مدرن از ساختار اتم در آغاز توسعه یافت
قرن 20 مهمترین نقاط عطف در این مسیر، کشف تجربی الکترون و ایجاد بار آن، ایجاد نظریه کوانتومی (نگاه کنید به) توسط پلانک (M. Plank) در سال 1900، کار بور (N. Bohr, 1913) است. ، که وجود یک لایه الکترونی در اتم را فرض کرد و مدل سیاره ای خود را ایجاد کرد و مطالعات دیگری که به عنوان تأیید نظریه کوانتومی ساختار اتمی عمل کردند. مرحله نهایی در شکل گیری ایده های مدرن در مورد ساختار اتم، توسعه مکانیک کوانتومی (موج) بود، پس از آن با کمک روش های برش، می توان ماهیت و جهت شیمی را توضیح داد. اتصالات، از لحاظ نظری محاسبه فیزیکی و شیمیایی. ثابت‌های ساده‌ترین مولکول‌ها، نظریه نیروهای بین مولکولی و غیره را توسعه می‌دهند.
توسعه اولیه شیمی. ترمودینامیک که قوانین دگرگونی‌های متقابل اشکال مختلف انرژی در سیستم‌های تعادلی را مطالعه می‌کند، با تحقیقات S. Carnot در سال 1824 مرتبط است. کارهای بیشتر توسط R. Mayer، J. Joule و G. Helmholtz منجر به کشف قانون حفاظت از انرژی - به اصطلاح. قانون اول یا قانون اول ترمودینامیک. معرفی مفهوم "آنتروپی" به عنوان معیاری از انرژی آزاد توسط R. Clausius در سال 1865 منجر به توسعه قانون دوم ترمودینامیک شد. سومین قانون اساسی ترمودینامیک از قضیه حرارتی نرنست در مورد همگرایی مجانبی انرژی آزاد و محتوای حرارتی یک سیستم استخراج شد، A. Einstein معادله ظرفیت گرمایی نوسانگرهای هارمونیک ساده را گردآوری کرد.
1911 پلانک نتیجه گرفت: آنتروپی مواد خالص در صفر مطلق صفر است.
آغاز وجود مستقل ترموشیمی - علم اثرات حرارتی شیمی. واکنش ها، توسط کارهای G.I Hess، که در سال 1840 قانون ثبات مقادیر گرما را ایجاد کرد. کارهای R. E. M. Berthelot برای توسعه ترموشیمی اهمیت زیادی داشت که روشهای آنالیز کالریمتری را توسعه داد (به کالری سنجی مراجعه کنید) و اصل حداکثر کار را کشف کرد. در سال 1859، H. Kirchhoff قانونی را تدوین کرد که اثر حرارتی یک واکنش را با ظرفیت گرمایی مواد واکنش دهنده و محصولات واکنش مرتبط می کند. در سال 1909-
1912 نرنست (W. H. Nernst)، انیشتین و دبی (P. Debye) نظریه ظرفیت گرمایی کوانتومی را توسعه دادند.
توسعه الکتروشیمی که به مطالعه ارتباط بین پدیده های شیمیایی و الکتریکی و مطالعه تأثیر جریان الکتریکی بر مواد مختلف در محلول ها می پردازد، با ایجاد ولتا (A. Volta) در 1792-1794 همراه است. سلول گالوانیکی در سال 1800، اولین آثار در مورد تجزیه آب توسط V. Nicolson و Carlyle ظاهر شد و در 1803-1807. آثار I. Berzelius و W. Hisinger در مورد الکترولیز (نگاه کنید به) محلول های نمک. در 1833-1834. فارادی (M. Faraday) قوانین اساسی الکترولیز را فرموله کرد که بازده الکتروشیمیایی ها را مرتبط می کند. واکنش با مقدار الکتریسیته و شیمیایی. معادل های مواد در 1853-1859. هیتورف (J. W. Hittorf) رابطه بین الکتروشیمیایی را ایجاد کرد. عمل و تحرک یونها، و در سال 1879 F. W. Kohlrausch قانون حرکت مستقل یونها را کشف کرد (نگاه کنید به) و بین رسانایی الکتریکی معادل و تحرک کاتیونها و آنیونها ارتباط برقرار کرد. در 1875 - 1878 گیبس (J. VV. Gibbs) و در سال 1882 G. Helmholtz یک مدل ریاضی ایجاد کردند که نیروی الکتروموتور یک سلول گالوانیکی را با انرژی داخلی یک ماده شیمیایی مرتبط می کند. واکنش ها در سال 1879، G. Helmholtz دکترین دو لایه الکتریکی را ایجاد کرد. در 1930-1932 Volmer (M. Vol-mer) و A. N. Frumkin یک نظریه کمی از فرآیندهای الکترود ارائه کردند.
مطالعه محلول ها با کار J. H. Hassenfratz (1798) و J. Gay-Lussac (1819) در مورد حلالیت نمک ها آغاز شد. در 1881 - 1884. D. P. Konovalov پایه‌های علمی تئوری و عمل تقطیر محلول‌ها را گذاشت و در سال 1882، F. M. Raoult قانون کاهش نقطه انجماد محلول‌ها را کشف کرد (به Cryometry مراجعه کنید). اولین اندازه‌گیری‌های کمی فشار اسمزی (نگاه کنید به) در سال 1877 توسط W. F. Ph. Pfeffer انجام شد و در سال 1887 J. Van't Hoff نظریه ترمودینامیکی محلول‌های رقیق را ایجاد کرد و معادله‌ای را استخراج کرد که فشار اسمزی را به غلظت p -ra مربوط می‌کند. حجم و دمای مطلق اس. آرنیوس در سال 1887 تئوری تفکیک الکترولیتی و یونیزاسیون نمک ها در محلول ها را فرموله کرد (به الکترولیت ها مراجعه کنید)، و نرنست در سال 1888 - نظریه اسمزی. استوالد (W. Ostwald) الگوهایی را کشف کرد که درجه تفکیک الکترولیت را با غلظت آن مرتبط می کند. در سال 1911، دانان (F. G. Don-pap) تئوری توزیع الکترولیت ها را در دو طرف یک غشای نیمه تراوا ایجاد کرد (به تعادل غشایی مراجعه کنید)، که کاربرد وسیعی در شیمی بیوفیزیکی (نگاه کنید به) و شیمی کلوئیدی یافت (نگاه کنید به). در سال 1923، Debye و E. Huckel تئوری آماری الکترولیت های قوی را توسعه دادند.
توسعه دکترین سینتیک شیمیایی. واکنش‌ها، تعادل و کاتالیز با کار L. Wilhelmy که اولین نظریه کمی شیمی را در سال 1850 ایجاد کرد، آغاز شد. واکنش‌ها، و ویلیامسون (A. W. Williamson)، که تعادل را به عنوان یک حالت برابری نرخ واکنش‌های رو به جلو و معکوس ارائه کردند. مفهوم "کاتالیز" توسط I. Berzelius در شیمی فیزیک معرفی شد
1835 اصول اساسی دکترین
در مورد شیمی تعادل در آثار برتوله (C. L. Beg-thollet) فرموله شد. آغاز تئوری پویای تعادل توسط آثار ویلیامسون و کلازیوس گذاشته شد، اصل تعادل متحرک توسط J. Ant-Goff، Gibbs و H. Le Chatelier ایجاد شد. Berthelot و L. Pean-Sint-Gilles بین سرعت واکنش و حالت تعادل ارتباط برقرار کردند. قانون اساسی شیمی. سینتیک در مورد تناسب سرعت واکنش با محصول جرمهای فعال (یعنی غلظت) مواد واکنش دهنده - قانون عمل جرم - در سالهای 1864-1867 فرموله شد. گلدبرگ (S. M. Guldberg) و Waa-ge (P. Waage). در 1893-1897 A. N. Bach و K. Engler نظریه پراکسید اکسیداسیون آهسته را ایجاد کردند (به پراکسیدها مراجعه کنید)، در 1899-1904. Abegg و H. Bodlander ایده ظرفیت را به عنوان توانایی یک اتم برای پذیرش یا رها کردن الکترون ها در سال های 1913-1914 توسعه دادند. L.V. Pisarzhevsky و S.V.Dain نظریه الکترونیکی واکنش های ردوکس را توسعه دادند. در 1903-1905 N. A. Shilov نظریه واکنش های مزدوج را ارائه کرد و در سال 1913 بودنشتاین (M. Bodenstein) واکنش های زنجیره ای را کشف کرد (نگاه کنید به) که پایه های نظری آن در سال های 1926 - 1932 توسعه یافت. N. N. Semenov و S. N. Hinsheiwood.
پدیده واپاشی رادیواکتیو اتم ها (رادیواکتیویته) در سال 1896 توسط A. Becquerel کشف شد. از آن زمان، توجه زیادی به مطالعه رادیواکتیویته شده است (نگاه کنید به) و پیشرفت قابل توجهی در این زمینه حاصل شده است، که با تقسیم مصنوعی اتم ها شروع شده و با پیشرفت در همجوشی گرما هسته ای کنترل شده خاتمه می یابد. از جمله مشکلات F. x. لازم است مطالعه تأثیر روی مولکول های تابش گاما (نگاه کنید به)، جریان ذرات پرانرژی (به تابش آلفا، تابش یاسیک، تابش نوترون، تابش روتون)، تابش لیزر (به لیزر مراجعه کنید) برجسته شود. به عنوان مطالعه واکنش‌ها در تخلیه‌های الکتریکی و پلاسمای دمای پایین (شیمی پلاسما). Phys.-Chem با موفقیت در حال توسعه است. مکانیک، که تأثیر پدیده های سطحی را بر خواص جامدات مطالعه می کند.
یکی از بخش‌های فتوشیمی، فتوشیمی است (نگاه کنید به)، واکنش‌هایی را که زمانی رخ می‌دهند که یک ماده انرژی نور را از یک منبع خارجی تابش جذب می‌کند، مطالعه می‌کند.
در F. x. چنین بخشی وجود ندارد که برای medico-biol مهم نباشد. رشته ها و در نهایت برای پزشکی عملی (به شیمی بیوفیزیک مراجعه کنید). Phys.-Chem. روش‌ها امکان مطالعه سلول‌ها و بافت‌های زنده در داخل بدن را بدون تخریب آنها فراهم می‌کنند. فیزیک و شیمی برای پزشکی اهمیت کمتری ندارند. نظریه ها و ایده ها بنابراین، دکترین خواص اسمزی محلول ها برای درک متابولیسم آب (به متابولیسم آب-نمک مراجعه کنید) در انسان در شرایط عادی و در آسیب شناسی بسیار مهم است. ایجاد نظریه تفکیک الکترولیتی به طور قابل توجهی بر ایده پدیده های بیوالکتریک (نگاه کنید به) تأثیر گذاشت و پایه و اساس نظریه یونی تحریک (نگاه کنید به) و مهار (نگاه کنید به) را ایجاد کرد. تئوری اسیدها و بازها (q.v.) توضیح پایداری محیط داخلی بدن را ممکن کرد و به عنوان مبنایی برای مطالعه تعادل اسید و باز (q.v.) عمل کرد. برای درک انرژی فرآیندهای زندگی (به عنوان مثال، عملکرد ATP)، مطالعات انجام شده با استفاده از روش های شیمیایی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. ترمودینامیک توسعه فیزیکی و شیمیایی ایده هایی در مورد فرآیندهای سطحی (کشش سطحی، خیس شدن، و غیره) برای درک واکنش های ایمنی سلولی (نگاه کنید به)، گسترش سلول ها بر روی سطوح غیر سلولی، چسبندگی، و غیره ضروری است. نظریه و روش های شیمی. سینتیک مبنایی برای مطالعه سینتیک فرآیندهای بیولوژیکی، در درجه اول آنزیمی است. نقش اصلی در درک ماهیت بیول. فرآیندها با مطالعه بیولومینسانس، نورتابی شیمیایی (به بیوشیمی درخشندگی)، استفاده از آنتی بادی های شب تاب (نگاه کنید به ایمونوفلورسانس)، فلوئورو کروم (نگاه کنید به)، و غیره برای مطالعه خواص بافت و محلی سازی درون سلولی پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره انجام می شود. فیزیک .-شیمی. روشهای تعیین شدت متابولیسم پایه (نگاه کنید به) در تشخیص بسیاری از بیماری‌ها، از جمله بیماری‌های غدد درون‌ریز، بسیار مهم هستند.
لازم به ذکر است که مطالعه فیزیکی و شیمیایی. خواص بیول سیستم ها و فرآیندهایی که در یک موجود زنده رخ می دهد، نگاه عمیق تر به ماهیت و شناسایی ویژگی های ماده زنده و این پدیده ها را ممکن می سازد.
مراکز تحقیقاتی اصلی در زمینه شیمی فیزیک در اتحاد جماهیر شوروی عبارتند از موسسات تحقیقاتی آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، شاخه ها و بخش های آن، آکادمی علوم جمهوری های اتحادیه: موسسه فیزیک و شیمی به نام. L. Ya. A. E. Arbuzova، مؤسسه کاتالیز، مؤسسه سینتیک شیمیایی و احتراق، مؤسسه شیمی فیزیک آکادمی علوم SSR اوکراین، و غیره، و همچنین بخش‌های مربوطه در چکمه‌های خزدار.
انتشارات اصلی که به طور سیستماتیک مقالاتی در مورد شیمی فیزیک منتشر می کنند عبارتند از: مجله شیمی فیزیک، سینتیک و کاتالیز، مجله شیمی ساختاری، رادیوشیمی و الکتروشیمی. در خارج از کشور، مقالاتی در مورد Ph. x. منتشر شده در "Zeitschrift fiir physi-kalische Chemie"، "Journal of Physical Chemistry"، "Journal de chimie physique et de physico-chimie bio-logique".
کتابشناسی: Babko A.K et al.
روشهای فیزیکوشیمیایی تجزیه، M., 1968; Kireev V. A. دوره شیمی فیزیک، M.، 1975; ملوین هیوز
E. A. شیمی فیزیک، ترجمه. از انگلیسی، ج 1 - 2، M., 1962; نیکولایف L. A. شیمی فیزیک، M.، 1972; توسعه
شیمی فیزیک در اتحاد جماهیر شوروی، ویرایش. Ya. I. Gerasimova, M., 1967; انفرادی
Viev Yu. I. مقالاتی در مورد تاریخ شیمی فیزیکی، M.، 1964; فیزیکی
شیمی، مسائل مدرن، ویرایش. Ya. M. Kolotyrkina، M.، 1980.
نشریات ادواری - مجله شیمی سازه، م.، از 1960; مجله شیمی فیزیک، M.، از سال 1930; سینتیک و کاتالیز، M.، از سال 1960. رادیوشیمی، M.-L.، از سال 1959; الکتروشیمی، M.، از سال 1965; Journal de chimie physique et de physico-chimie biologique, P., from 1903; مجله شیمی فیزیک، بالتیمور، از سال 1896. Zeitschrift fiir physikalische Chemie، Lpz.، از سال 1887.
