Большая Советская Энциклопедия (ФИ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ"

Физическая химия

Физи'ческая хи'мия, наука, объясняющая химические явления и устанавливающая их закономерности на основе общих принципов физики. Главными разделами Ф. х. являются: термодинамика химическая , кинетика химическая , учения о катализе , поверхностных явлениях , растворах , квантовая химия и учение о строении и свойствах молекул, ионов, радикалов. Ф. х. в качестве своих, в значительной мере самостоятельных, разделов включает также коллоидную химию , электрохимию , фотохимию , кристаллохимию , радиационную химию , физико-химический анализ и др.

  Название науки Ф. х., её предмет и задачи были впервые сформулированы М. В. Ломоносовым , который в 1752–53 читал для студентов курс «Введение в истинную физическую химию». Им был установлен один из основных законов, на котором базируется Ф. х., – закон постоянства массы при химических превращениях. В 1840 Г. И. Гессом был открыт закон постоянства сумм тепла при химических превращениях, также явившийся одним из фундаментальных законов Ф. х. Существенный вклад в развитие Ф. х. в середине 19 в. был внесён П. Бертло и Х. Томсеном благодаря их фундаментальным термохимическим исследованиям, введению представлений о теплотах реакции как мере химического сродства реагирующих веществ, установлению связи между теплотами образования и составом веществ. Первую кафедру Ф. х. организовал в 1887 в Лейпцигском университете В. Оствальд , он же основал первый физико-химический журнал.

  Выделение Ф. х. в самостоятельную отрасль науки произошло лишь в конце 19 в. Этому способствовал общий рост разнообразных химических производств и создание химической промышленности, выдвинувшей множество проблем, для успешного разрешения которых было недостаточно эмпирических правил и знания качественных соотношений.

  Для развития Ф. х. во 2-й половине 19 и начале 20 вв. характерно применение главным образом термодинамических методов, изучение макроскопических, т. е. непосредственно наблюдаемых, характеристик систем и процессов, использование представлений классической физики и классической химического строения теории при исследовании связи свойств и строения молекул. Окончательно устанавливается уравнение состояния для идеальных газов (Д. И. Менделеев , Б. Клапейрон ). Разрабатываются приложения термодинамики к химическим и фазовым равновесиям (Дж. Гиббс , Я. Вант-Гофф , В. Нернст , А. Ле Шателье , Н. С. Курнаков , Г. Тамман ), основы макроскопической («формальной») кинетики (К. Гульдберг , П. Вааге , Н. Н. Бекетов , Вант-Гофф), вводится представление об энергии активации реакций (С. Аррениус ). Получают дальнейшее развитие представления о катализе, ведущие своё начало от М. Фарадея . Устанавливаются основные законы адсорбции (Гиббс). Развивается термодинамическая теория разбавленных растворов (Ф. Рауль , Вант-Гофф, Д. П. Коновалов ). Создаётся теория электролитической диссоциации (Аррениус). Для гальванических элементов вводится понятие электродных потенциалов (Нернст).

  Результаты исследований, достигнутые на этом этапе развития Ф. х., внедряются в промышленность (синтез аммиака, разработка соляных месторождений, некоторые металлургические процессы, перегонка, ректификация и др.).

  Крупнейшие открытия естествознания в конце 19 и начале 20 вв. – открытие рентгеновских лучей, электрона, явления радиоактивности, развитие спектроскопии – создали предпосылки для нового этапа Ф. х. Установление законов движения электронов в атомах и молекулах (законов квантовой механики ) привело к возникновению квантовой химии, что создало принципиально новые возможности теоретической трактовки химической связи, валентности, строения химических соединений.

  Главная особенность современной Ф. х., начало которой относят к 20-м гг. 20 в., – широкое применение разнообразных физических методов экспериментального исследования, стремление выяснить детальный молекулярный механизм химических реакций. Ф. х. даёт теоретические основы для исследований как в областях неорганической, органической и аналитической химии, так и в разработке химической технологии . В 50–70-х гг. наблюдается быстрое развитие многих разделов Ф. х. и зарождение новых направлений, связанных с детальным изучением поведения молекул, ионов, радикалов при различных химических и физических процессах, в том числе под влиянием мощных энергетических воздействий (g-излучение, потоки частиц больших энергий, лазерное излучение и др.). Исследуются энергии диссоциации, ионизации и фотоионизации. Успешно изучаются реакции в электрических разрядах, процессы в низкотемпературной плазме (плазмохимия ), влияние поверхностных явлений на свойства твёрдых тел (физико-химическая механика ), развиваются Ф. х. полимеров, электрохимия газов и др.

  Научные учреждения. Научную работу по Ф. х. в СССР проводят: институты АН СССР – институт физической химии (ИФХ), институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова (ИОНХ), институт химической физики (ИХФ), институт электрохимии (ИЭЛАН), институт химии (г. Горький), институт новых химических проблем (Черноголовка Московская область); институты Дальневосточного и Уральского научных центров, Казанского и Кольского филиалов АН СССР – институт химии (г. Владивосток), институт электрохимии (г. Свердловск), институт органической и физической химии им. А. Е. Арбузова (г. Казань); институты Сибирского отделения АН СССР – институт катализа, институт химической кинетики и горения, институт физико-химических основ переработки минерального сырья. Исследования в области Ф. х. осуществляются также почти во всех химических институтах АН союзных республик, а также в более чем 150 отраслевых институтах и их филиалах, например в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова. Широко развёрнуты работы по Ф. х. также в институтах и университетах зарубежных стран.

  О периодических изданиях, в которых публикуются работы по Ф. х., см. в ст. Химические журналы .

  Лит.: Глесстон С., Теоретическая химия, пер. с англ., М., 1950; Мелвин-Хьюз Э. А., Физическая химия, пер. с англ., кн. 1–2, М., 1962; Курс физической химии, 2 изд., т. 1–2, М., 1969–73; Соловьев Ю. И., Очерки по истории физической химии, М., 1964.

Физические двойные звёзды

Физи'ческие двойны'е звёзды, двойные звёзды , у которых компоненты связаны силами взаимного тяготения и обращаются вокруг общего центра масс. Помимо большинства визуально-двойных звёзд, к Ф. д. з. принадлежат спектрально-двойные звёзды , затменно-двойные, а также звёзды, имеющие т. н. невидимых спутников.

Физические журналы

Физи'ческие журна'лы. Первые научные журналы стали издаваться с 1665 в Великобритании и Франции: «Philosophical Transactions of the Royal Society of London» (L., с 1665) и «Journal des savants» (Р., в 1665–1792 и с 1816). В 1670 Германская академия естествоиспытателей «Леопольдина» (Швейнфурт) начала издавать свои труды в журнале «Miscelanea curiosa medicophysica», а в Лейпциге появился журнал «Acta Eruditorum» (1682–1731). Все эти журналы носили общенаучный характер, в них наряду с работами по физике публиковались труды по др. естественным наукам. С возникновением физических научных обществ, физических отделений академий наук и университетов начали издаваться Ф. ж. В конце 19 в. происходило разделение общефизических журналов на периодические издания по различным областям физики.

  Ф. ж. в дореволюционной России. Первым периодическим рус. изданием, публикующим статьи академиков-физиков, были «Комментарии Императорской академии наук», выходившие на лат. языке («Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae»).