物理化學學科前沿與展望

內容概要

《物理化學學科前沿與展望》由國家自然科學基金委員會化學科學部組織編寫，80余位我國物理化學研究領域的專家學者分別闡述了有關研究方向目前的研究現狀、挑戰(zhàn)性科學問題及未來發(fā)展趨勢，在此基礎上，提出我國物理化學未來應重視的發(fā)展方向與領域。全書共分十二篇，首先向讀者介紹了我國物理化學"十二五"期間的發(fā)展整體規(guī)劃，而后分別就物理化學中的實驗方法和手段、理論化學方法及其應用、結構化學、催化化學、分子反應動力學、膠體及表/界面化學、電化學與分子電子器件、光物理與光化學、化學熱力學、生物物理化學和能源、材料、環(huán)境等相關領域中的物理化學研究內容進行了介紹。
《物理化學學科前沿與展望》可供從事物理化學及相關學科的科研工作者參考，也可作為高等院?；瘜W、化工專業(yè)及相關專業(yè)的教師和研究生的參考用書。

書籍目錄

《中國化學科學叢書》序
前言
第一篇 發(fā)展展望
　“十二五”物理化學發(fā)展展望
第二篇 物理化學中的實驗方法和手段
　固體核磁共振發(fā)展中的挑戰(zhàn)性科學問題與機遇
　金屬相關蛋白質的結構研究
　催化材料合成機理的紫外及深紫外拉曼光譜研究
　針尖增強拉曼光譜技術的研究現狀以及機遇和挑戰(zhàn)
　手性分子的手性振動光譜研究
　納米尺度表/界面化學發(fā)展中的挑戰(zhàn)性科學問題與機遇
　單壁碳納米管的控制生長——現狀與挑戰(zhàn)
第三篇 理論化學方法及其應用
　理論計算化學研究進展及挑戰(zhàn)
　量子化學中的挑戰(zhàn)性科學問題與機遇
　加強密度泛函理論的研究與應用
　價鍵理論方法研究的進展與展望
　電子轉移動力學和速率理論方法的發(fā)展和應用
　構建新一代極化分子力場——開展化學、生物、界面體系的新模擬
　粗?；M方法在復雜體系中的發(fā)展動態(tài)與趨勢
　生物理論化學中的挑戰(zhàn)性科學問題及機遇——生物體內質能輸運及信息傳遞機制
　開發(fā)與模擬
　演生現象的思考
　多相復雜催化反應的理論催化模擬與預測
　介觀體系的理論模擬
　分子器件的理論研究
　馬爾可夫態(tài)模型及其在分子動力學和系統(tǒng)生物學中的應用
　介觀化學體系統(tǒng)計力學規(guī)律與方法的研究
　計算化學軟件——撬開化學與生命奧秘寶庫之門的利器
第四篇 結構化學
　對結構化學發(fā)展中的挑戰(zhàn)性科學問題與機遇的一點思考
　金屬配位功能分子中的開關效應
　多孔配位聚合物在催化中的應用——研究現狀和未來發(fā)展
　結構化學在材料科學研究中的作用及其中的三個重要方向
第五篇 催化化學
　綠色新路線合成沸石和介孔沸石催化材料
　烴類選擇氧化催化領域分子篩材料面臨的挑戰(zhàn)與機遇
　非油基資源催化轉化過程中的幾個挑戰(zhàn)性科學問題
　低碳化學的挑戰(zhàn)與機遇——羰基合成化學
　若干非沸石類酸性催化劑的研究
　太陽能光解水的挑戰(zhàn)和思考
　離子液體中的物理化學——挑戰(zhàn)性科學問題與機遇
　等離子體與催化
第六篇 分子反應動力學
　分子反應動力學研究的挑戰(zhàn)與機遇
　分子反應動力學理論及其軟件的發(fā)展
　錐形交叉和高維量子動力學
　燃燒過程中的物理化學問題
第七篇 膠體與表/界面化
　關于膠體與界面化學發(fā)展的幾點思考
　表面活性劑溶液研究的技術介紹
　分子有序組合體研究的挑戰(zhàn)與機遇
　膠體模板法合成形貌可控的無機微納結構
　功能表面材料構建中的單分子層化學及其面臨的主要挑戰(zhàn)
　有機一無機雜化超分子反膠束——新的組裝體系與新問題
　生物標記用水溶性納米粒子的研究進展
　分子的表面組裝與反應研究
　分子尺度下光催化分解水微觀機理研究
第八篇 電化學與分子電子器件
　開放結構、高表面能金屬納米晶體催化劑
　重要化學電源體系及其相關基礎研究的剖析與展望
　鋰離子電池技術的前沿與發(fā)展趨勢的思考
　燃料電池研究中的關鍵物理化學問題
　高能二次電池關鍵物理化學問題
　光電化學的機遇——納晶染料敏化太陽能電池
　固/液界面的形成、結構和性質
　分子電子器件研究中的挑戰(zhàn)性科學問題和機遇
　“分子材料與器件”研究中的挑戰(zhàn)性科學問題與機遇
第九篇 光物理與光化學
　光物理及光化學研究中的挑戰(zhàn)性問題
　發(fā)展稀土配合物基發(fā)光探針涉及的若干科學問題
　超快時間分辨復雜分子動態(tài)結構的若干新趨勢
　光催化過程的超快光譜研究
第十篇 化學熱力學
　能源材料熱化學研究的挑戰(zhàn)性科學問題與機遇
　化學熱力學在綠色化學中的地位和作用
　超額光譜——研究分子間相互作用的新思路
第十一篇 生物物理化學
　生化反應途徑的人工調控
　共軛聚合物材料在疾病相關生命體系研究中的挑戰(zhàn)與機遇
　DNA納米結構組裝在研究多弱相互作用協同中的應用
　核酸的手性識別
　納米粒子在高通量生物分子篩選中的應用探討
　活性仿生體系——馬達蛋白的分子組裝與物理化學機理研究
第十二篇 能源、材料、環(huán)境等相關領域中的物理化學
　生物質熱解油品位提升及平臺化合物高效轉化利用過程的催化問題
　能源發(fā)展中的機遇與挑戰(zhàn)
　新穎熱電材料的設計合成、結構與熱電性能關系研究
　環(huán)境催化研究中的挑戰(zhàn)性科學問題和機遇
　二次有機氣溶膠(SOA)研究進展與展望葛茂發(fā)

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：一、物理化學學科的總體發(fā)展趨勢（一）物理化學學科的戰(zhàn)略地位物理化學是化學科學中的一個重要學科，它借助物理學、數學等基礎科學的理論及其提供的實驗手段，研究化學科學中的原理和研究方法，研究化學體系行為最一般的宏觀、微觀規(guī)律和理論，是化學的理論基礎。1.物理化學是化學科學的理論基礎及重要組成學科物理化學承擔著建立化學科學基礎理論的重要任務。正是物理化學學科的形成，才使化學從經驗科學的境地擺脫出來，使整個化學科學的面貌為之一新。據統(tǒng)計，1901～2008年獲諾貝爾化學獎的100多位化學家中，其中60%以上是物理化學家或從事的是物理化學領域的研究工作。由此可以看出，近100年來化學科學中最熱門的課題及最引人注目的成就，60%以上集中在物理化學領域。另外，據統(tǒng)計，化學物質的種類正呈指數倍增加，其中大部分是近20年發(fā)現和合成的，是化學工作者按一定性能要求控制其合成過程制備出來的，在所利用的化學反應中，約80%都與催化這一典型的物理化學過程密切關聯；隨著學科間進一步的相互滲透、交叉，物理化學的實驗方法和理論、原理將會為更多的其他學科工作者熟練應用，學科間相互協力研究也會越來越普遍，而物理化學在化學中的重要性定將更為突出。2.物理化學極大地擴充了化學研究的領地隨著自然科學各基礎科學的深入發(fā)展，各學科間的相互滲透、相互融合，一些邊緣性學科不斷出現。在物理化學領域，歷史上先后形成了熱化學、溶液化學、電化學、光化學和光電化學、膠體及界面化學、催化、結構化學及量子化學等。近二三十年來又發(fā)展出界面（或表面）結構化學、分子反應動力學、激光化學、單分子化學和分子催化等。它們中的相當一部分構成了具有特殊性質與行為的化學體系，有些已經遠遠超出常規(guī)意義上的化學概念。這些分支學科的形成和發(fā)展，包含了多個學科研究人員的辛勤勞動，更得力于物理化學的推動和發(fā)展。隨著物理化學的發(fā)展，化學的研究對象從一般鍵合分子擴展到準鍵合分子及非化學計量化合物；從穩(wěn)態(tài)、基態(tài)擴展到瞬態(tài)、激發(fā)態(tài)；從對氣、液、固3種聚集態(tài)的研究擴展到各種分散態(tài)（溶液態(tài)、膠態(tài)），還有單分子膜中的各種狀態(tài)；從對化學過程的溫度、壓力等外部條件的控制，發(fā)展到對分子、原子、電子以及量子態(tài)的調控，以及對一些極端條件（超高溫、超高壓、超低溫、無重力）的化學過程的研究。上述物理化學領域各分支學科的建立和發(fā)展及化學研究向縱深的發(fā)展，無疑極大地豐富了化學科學的內容。物理化學不斷地在開辟化學的用武之地，并越來越起著先鋒的作用。3.物理化學促進相關學科的發(fā)展歷史表明，物理化學的形成與發(fā)展得益于物理、數學兩大基礎科學的基本理論和技術，同時反過來又促進它們的發(fā)展，豐富了它們的內涵。特別是對于物理學，熱力學、物質的結構學說、量子力學無不是最好的例證。此外，歷史上也不乏物理化學家和物理學家在對方領域取得成果和作出貢獻的先例，即存在一批“兩棲”科學工作者，當今科學的發(fā)展更是如此。從總體上看，科學的發(fā)展，今天表現出迅速分化的景象，又呈現出綜合的趨勢。物理化學的發(fā)展與開拓離不開其他基礎科學的發(fā)展；其他學科的發(fā)展，也需要物理化學的配合與支持。各種譜學儀器使用最多的研究領域之一是物理化學；對遠離平衡態(tài)的耗散結構理論、前線軌道理論及分子軌道對稱守恒原理、以交叉分子束進行的分子反應動力學等研究頒發(fā)的是諾貝爾化學獎；原子簇、分子簇、光物理與光化學、激光化學、表面科學、新材料的研究等既是物理學家，更是物理化學家感興趣的課題；生命科學是研究自然界最高級形態(tài)的科學，作為其前沿學科的分子生物學，更需要物理化學首先弄清較其更為基本的化學過程的“底細”；應用非對稱催化劑，可以有效地控制產物的手性，從而使藥物更具療效；光化學為合成藥物用的具有特異結構的功能大分子開辟了一條道路，能克服傳統(tǒng)方法難以解決的困難；結構分析已成為了解藥物機理的有力手段。這些領域的工作全都離不開物理化學在分子水平上進行的結構化學、量子化學、催化、膠體化學等多種研究。其他如能源科學、新材料、生命科學以及大氣環(huán)境等的研究更是離不開物理化學?？傊?，物理化學作為自然科學的一個方面，是不可缺少，也是不可忽視的重要領域。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    物理化學學科前沿與展望 PDF格式下載

---