Физическая химия

В системе образования геолога физическая химия является одной из основных общеобразовательных дисциплин. Опираясь на фундаментальные законы природы, методы физической химии по­зволяют досконально разобраться в обширном экспериментальном и теоретическом материале, создавать научно-обоснованный прогноз по самым разным направлениям геологической практики и науки. Вместе с бурным внедрением компьютерных методов расчетов в научные разработки, физическая химия из академической науки превратилась в рабочий инструмент геолога любой специальности. Это потребовало пересмотреть содержание традиционного курса лекций. К сожалению, даже в прекрасно написанных учебниках по физической химии отсутствуют многие фундаментальные разработки последних лет. Особенно это касается расчетных методов и алгоритмов в таких разделах физической химии, как растворы, гетерогенные равновесия, минералообразование, окислительно-восстановительные процессы. Освещение этих вопросов занимает центральное место в лекциях. Курс состоит из трех разделов — строение вещества, термодинамика и кинетика. Отметим некоторые особенности лекций — они написаны для студентов 1-го курса, когда нельзя строго определить некоторые понятия. Особенно это касается первого раздела, так как потребовалось увязать четкость и доступность изложения с необходимой строгостью физической теории строения атома и молекулы. Термодинамика природных процессов занимает центральное место в лекциях. Основные понятия термодинамики определяются достаточно строго, их физический смысл раскрывается на конкретных примерах и задачах. В лекциях подробно разбираются достаточно общие методы анализа процессов при высоких температурах и давлениях; при анализе окислительно-восстановительных процессов широко используется метод Eh-pH-диаграмм. Все эти вопросы, как правило, не включаются в традиционные курсы физической химии, так как решение конкретных задач по этим разделам физической химии требует использования ЭВМ. Так как сегодня университет достаточно хорошо оснащен вычислительной техникой, оказалось целесообразным познакомить студентов с основными алгоритмами решения задач на ЭВМ. Кроме того, с материалами II и III разделов лекций, студенты будут дополнительно знакомиться при выполнении лабораторных и расчетных работ в практикуме по физической химии. Лекции написаны на основании почти двадцатилетнего опыта преподавания физической химии в РГГРУ. Автор выражает глубокую благодарность своим коллегам по кафедре химии А. В. Панкратову, К. М. Корчемской, А. Н. Скачкову, Е. Д. Дерябиной, К. Б. Бицоеву, результаты многолетних обсуждений с которыми нашли свое отражение в содержании лекций. Особенно автор признателен профессору Н. Н. Акинфиеву, без творческой и научной поддержки которого данные лекции просто не были бы написаны. Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность М. В. Романовой за помощь в оформлении и редактировании лекций, профессорам университета, особенно В. М. Швецу, В. И. Пахомову, А. А. Верчебе, П. А. Игнатьеву, В. И. Комащенко, В. Е. Бойцову за поддержку и научные консультации по различным разделам лекций. Хотя подбор материала и примеров к общим положениям курса в существенной мере учитывает интересы именно геологической специализации, изложение носит достаточно общий характер и материал лекций будет полезен при изучении геохимии, геофизики, гидрогеологии и т. д.