课程概况
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПРЕПАРАТА
Физическая химия позволяет нам описывать все окружающее нас многообразие превращений веществ с помощью простых и элегантных подходов. Физическая химия не очередная лупа, с помощью которой можно подглядывать за кулисы природы, — это мощный и универсальный рычаг, с помощью которого мы можем изменять мир, окружающий нас. По итогам курса вы сможете не только предсказывать возможность протекания практически любой химической реакции, ограничиваясь лишь фантазией, но и получите ключевые инструменты для управления ее скоростью!
Надеюсь, что после прочтения первого абзаца все ринутся в материалы курса, потому что дальше начинается горькая правда. Физическая химия — сплошной обман: это и не химия, и, тем более, не физика. Физическая химия — жалкая попытка математики прорваться в ряд естественных наук! В курсе вы не найдете ничего, кроме боли арифметики и многоэтажных формул…
ДОЗИРОВКА
Курс состоит их пяти недельных терапий, которые предлагается принимать внутрь головы последовательно.
СОСТАВ
Начав с особенностей строения вещества (неделя 1), мы познакомимся с обширными возможностями химической термодинамики, включающей в себя не только тепловые превращения (неделя 2), но и химическое равновесие (неделя 3) наряду с электрохимией (неделя 4), подготовившись тем самым к разговору о химической кинетике (неделя 5).
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Для оценки эффекта по итогам каждой недели и всего курса в целом будет проводиться базовый тест на мелкую моторику пальцев и когнитивные способности. Пациенты, показавшие свыше 70% правильных вопросов, вносятся в специальные списки и получают сертификат о прохождении курса. Пациенты, набравшие >90%, вносятся в список наиболее упорных и получают сертификаты с отличием.
ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ
Те же из вас, кто постигнет этот дзен, получат совершенно новые, другие глаза, которые покажут истинную природу Вселенной с ее холодной и фатальной предсказуемостью и последовательностью. Этот особый взгляд на мир.
ПЕРЕДОЗИРОВКА
Контрольные группы не показали каких-либо изменений в поведении при передозировке, сохранив прежний уровень сумасшествия.
ПАЦИЕНТЫ, КОТОРЫМ КУРС ПОКАЗАН В ОБЯЗАТЕЛЬНОМ ПОРЯДКЕ
Если вы:
Уже прошли органику и неорганику и не можете остановиться
Школьник, планирующий в скором времени поступать в университет на химическое отделение
Соискатель, штурмующий вершины олимпиадных конкурсов
Студент, чья судьба зависит от физической химии
Просто человек, дочитывающий длинные списки до конца,
— то добро пожаловать в самое занудное путешествие вашего времени!
课程大纲
Строение вещества
На этой неделе нам важно провести правильную сервировку стола, чтобы быть готовыми к основному блюду физической химии – химической термодинамике! Именно поэтому наш путь начнется со строения вещества, которое, как прочный фундамент, обеспечит устойчивость наших дальнейших построений. В ходе недели мы будем постепенно увеличивать уровень рассмотрения вещества: стартовав с атомов, мы перейдем к молекулам, затем к межмолекулярным связям, финишируя в итоге на рассмотрении отдельных фаз. В ходе первой недели курса Вы сможете: (1) повторить необходимые для наших задач основы строения вещества; (2) построить и проанализировать диаграммы молекулярных орбиталей простейших соединений; (3) предположить геометрическое строение некоторых соединений; (4) проанализировать фазовое состояние вещества.
химическая термодинамика
В данном модуле важно разобраться в базовых аспектах химической термодинамики! Основная цель недели - получить инструмент предсказания возможности протекания химического процесса. Для этого мы будем постадийно собирать свободную энергию Гиббса, рассмотрев такие конструкции, как энтальпия, энтропия и закон Гесса. Мы начинаем активно разбирать практические задачи, включающие в себя значительный объем расчетов. Основываясь на своем опыте взаимодействия с курсами с большим объемом математики, я призываю Вас не просто наблюдать, но «вести» решение с помощью листка и ручки. В ходе недели Вы сможете: (1) обсудить три начала термодинамики; (2) познакомиться с концептом энтальпии; (3) научиться применять закон Гесса на подопытных реакциях; (4) охватить беспорядочность мира с помощью энтропии; (5) проанализировать возможность протекания реакции с помощью концепции энергии Гиббса.
Химическое равновесие
В ходе третьей недели мы сосредоточимся на овладении инструментарием, полученным ранее. Расчет равновесного состава сложной системы, системы, состоящей из множества реакций, возможен с точки зрения математики всегда, поэтому мы в большей степени будем уделять внимание тому, какие данные используются, и как прийти к решению, затратив оптимальный объем времени. Также в ходе этой недели мы уделим особое внимание равновесию в растворе и способам его контроля. В ходе недели Вы сможете: (1) вычислить равновесный состав системы, исходя из табличных термодинамических данных; (2) рассчитывать равновесный состав любого набора химических реакций; (3) обоснованно пренебрегать превращениями, не оказывающими эффекта на окончательный расчет; (4) предположить направление изменения равновесного состава под действием внешних изменений; (5) доказать присутствие ионов в растворе
Электрохимия
IV неделя посвящена электрохимии, которая позволяет нам конвертировать энергию Гиббса в электричество и наоборот. Введение числа Фарадея, а также рассмотрение электронов аналогично химическим веществам позволит нам описывать окислительно-восстановительные процессы как источники потребители электричества. В рамках недели мы познакомимся с электродным потенциалом, гальваническим элементом, электролизом и электрохимическими источниками тока. Я надеюсь, что Вы заметите общность архитектур термодинамики и электрохимии – это позволит значительно упростить рассматриваемый материал.
В ходе недели Вы сможете: (1) обновить свои знания в области окислительно-восстановительных реакций; (2) рассчитать ЭДС любого гальванического элемента на основании табличных данных и уравнения Нернста; (3) использовать три основных правила электролиза; (4) обсуждать различные типы архитектуры электродов; (5) построить электрохимический источник тока.
Химическая кинетика
Обсудив все аспекты установления химического равновесия, мы приходим к вопросу его реального достижения. Впервые в курсе мы вводим понятие времени, а также потенциальных барьеров, препятствующих мгновенному превращению окружающего нас органического мира в углекислый газ и воду. Познакомившись с концептами скорости химической реакции и закона действующих масс, мы сможем расширить доступные нам границы формальной кинетики до сложных процессов, а также описать такие практически важные параметры как порядок реакции и энергия активации. Закрывать же блок мы будем обсуждением катализа, который позволяет перехитрить кинетику и ускорить процессы.Эта неделя будет самой насыщенной и, возможно, сложной. Хоть и использование дифференциально-интегрального исчисления в рамках данного курса будет сведено к необходимому минимуму, я призываю Вас обновить эти знания при необходимости. По итогам V недели Вы сможете: (1) выделить простые процессы и записать уравнения их скорости; (2)вывести зависимость концентрации химических веществ от времени для сложных процессов; (3) находить порядок реакции из экспериментальных данных; (4) обсуждать энергетические барьеры химических реакций, а также температурную зависимость их скорости; (5) узнать основные особенности катализа.
