Физическая химия
29 видеолекций
Проверочные тесты
Сертификат о прохождении курса
Материалы доступны сразу после записи
Присоединяйтесь к курсу в любое время! Обучение бесплатное
О курсе
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, а 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 первых абзацев 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…
Для кого курс?
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
Добро пожаловать в самое занудное путешествие вашего времени!
Химический баттл
Как проходит обучение
1
Регистрируйтесь
Пройдите регистрацию на Лекториуме и запишитесь на курс — он сразу появится в вашем личном кабинете
2
Смотрите видеолекции
Проходите уроки курса, смотрите видео и дополнительные материалы. Тренируйте навыки, выполняя тесты после видеолекций. В курсе нет строгих дедлайнов: можно начать учиться в любое время и выбрать удобный темп
3
Решите, нужен ли вам сертификат
Выполните итоговую контрольную работу и получите именной сертификат Лекториума
Что вы получите
-
Видеолекции и материалыВсе материалы курса будут храниться в вашем личном кабинете даже после завершения обучения -
ОбщениеОбсуждайте материалы и делитесь опытом с сокурсниками в чате -
СертификатПолучите именной сертификат Лекториума, успешно выполнив задания курса -
ТехподдержкаЕсли у вас возникнут технические трудности, вам помогут наши сотрудники
Программа курса
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:
В ходе первой недели курса вы сможете:
- Повторить необходимые для наших задач основы строения вещества
- Построить и проанализировать диаграммы молекулярных орбиталей простейших соединений
- Предположить геометрическое строение некоторых соединений
- Проанализировать фазовое состояние вещества
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:
В ходе недели вы сможете:
- Обсудить три начала термодинамики
- Познакомиться с концептом энтальпии
- Научиться применять закон Гесса на подопытных реакциях
- Охватить беспорядочность мира с помощью энтропии
- Проанализировать возможность протекания реакции с помощью концепции энергии Гиббса
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:
В ходе недели вы сможете:
- Вычислить равновесный состав системы, исходя из табличных термодинамических данных
- Рассчитывать равновесный состав любого набора химических реакций
- Обоснованно пренебрегать превращениями, не оказывающими эффекта на окончательный расчет
- Предположить направление изменения равновесного состава под действием внешних изменений
- Доказать присутствие ионов в растворе
Четвертая 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:
- Обновить свои знания в области окислительно-восстановительных реакций
- Рассчитать ЭДС любого гальванического элемента на основании табличных данных и уравнения Нернста
- Использовать три основных правила электролиза
- Обсуждать различные типы архитектуры электродов
- Построить электрохимический источник тока
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 энергию 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 пятой недели вы сможете:
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 пятой недели вы сможете:
- Выделить простые процессы и записать уравнения их скорости
- Вывести зависимость концентрации химических веществ от времени для сложных процессов
- Находить порядок реакции из экспериментальных данных
- Обсуждать энергетические барьеры химических реакций, а также температурную зависимость их скорости
- Узнать основные особенности катализа
Автор
- Дмитрий КрасниковКандидат химических наукПреподаватель факультета естественных наук Новосибирского государственного университета. Научный сотрудник Сколковского института науки и технологий
Больше прекрасных курсов
Реквизиты курса
Длительность курса
5 недель
Производство
Курс разработан Лекториумом по заказу Новосибирского государственного университета
Организатор
Новосибирский государственный университет
