在物理化學(xué)的諸多分支學(xué)科中,下面舉三個(gè)為例,說(shuō)明物理化學(xué)與國(guó)計(jì)民生密切相關(guān),也和物理學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)、材料科學(xué)、地學(xué)、冶金學(xué)等有著廣泛而密切的聯(lián)系。
1.電化學(xué)
電化學(xué),涉及電流與化學(xué)反應(yīng)的相互作用,以及電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。這些效應(yīng)都是通過(guò)電池來(lái)實(shí)現(xiàn)的,故電化學(xué)實(shí)為電池的科學(xué)。電池包括電極和電解質(zhì)兩部分,其基礎(chǔ)內(nèi)容相應(yīng)分為電極學(xué)(電極的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué))和電解質(zhì)學(xué)(電解質(zhì)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué))兩方面。電化學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,如電解、電鍍、化學(xué)電源、金屬腐蝕等,這些都屬于電化學(xué)工業(yè)(電化工)。
2.催化
催化是催化作用的簡(jiǎn)稱(chēng),是化學(xué)家以催化劑為魔杖,指揮化學(xué)反應(yīng)沿著指定的途徑進(jìn)行,生產(chǎn)出所需的產(chǎn)品,還根據(jù)需要加速或放慢化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的速度。它已在化學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科中廣泛地應(yīng)用。下面通過(guò)一些應(yīng)用實(shí)例介紹催化學(xué)科的內(nèi)容。無(wú)機(jī)化學(xué)家制備出鐵催化劑將N2和H2合成NH3,生產(chǎn)價(jià)廉、物美的氮肥,使糧食豐收,惠及億萬(wàn)人民。有機(jī)化學(xué)家在石油煉制過(guò)程中用催化劑將重油裂解生產(chǎn)出航空汽油,提高油品的價(jià)值。食品專(zhuān)家尋找出寶貴的酒粬作催化劑,釀造出高品位的好酒。藥物學(xué)家篩選出合適的酶作催化劑以葡萄糖為原料合成出價(jià)格低廉、具有特定立體結(jié)構(gòu)、適合人們服用的維生素C。可見(jiàn)催化作用已使化學(xué)家“化”出豐富多彩的產(chǎn)品。還有許多問(wèn)題,例如減緩高分子材料的老化、減慢人體衰老過(guò)程、延長(zhǎng)人體壽命等,有待催化去催它實(shí)現(xiàn)。
3.晶體化學(xué)
晶體化學(xué)又稱(chēng)結(jié)晶化學(xué)。它是晶體學(xué)和化學(xué)結(jié)合形成的交叉學(xué)科,是研究晶態(tài)物質(zhì)的化學(xué),它研究晶體的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用的科學(xué)。晶體結(jié)構(gòu)具有空間點(diǎn)陣式的周期性結(jié)構(gòu),在晶體中原子的排列相對(duì)穩(wěn)定。近一個(gè)世紀(jì)以來(lái),科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已為深入地、精確地研究晶體的結(jié)構(gòu)提供了符合實(shí)際的理論、有效的方法和先進(jìn)的儀器設(shè)備,快速而精確地測(cè)定晶體結(jié)構(gòu),為在原子水平上探討晶體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用提供全面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。它涉及無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、礦物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科及相關(guān)的固體化學(xué)和材料化學(xué),成為現(xiàn)代化學(xué)的重要基礎(chǔ),也是材料科學(xué)和生命科學(xué)深入發(fā)展的重要支柱。