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化学本质上是物理学的分支吗？

化学,物理学,物理化学本质上是物理学的分支吗？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

问题补充： 很多人都指出，从化学键的断裂和重组的角度来看，化学变化事实上是一种特殊的物理变化。另外化学是一门研究物质在分子和原子层次的变化的科学，物理学是研究物质运动基本规律的科学。比分子、原子大的宏观层面的物质运动属于物理学（宏观物理学和天文学）研究的范畴，比分子、原子小的粒子变化也属于物理学（量子力学、核物理学、粒子物理学）研究的范畴。事实上物理学的能量守恒定律已经涉及到化学能和其他能量形式的相互转化，核物理学所研究的核聚变、核裂变则涉及到比化学变化更深层次的核变化（化学元素层面都发生变化了）。那么，化学能不能算物理学的一个分支？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

科学技术的发展分类繁多，科目也越来越广而且越来越细。

广义上讲物理化学都是研究物质的运动变化规律。最早都是从物理研究开启：然后再一路分科下来。

这种说法本人识为是合理的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

是的，本人化学专业的，化学可以说是在研究原子及分子层面的物理，物理研究其它宏观以及比原子更微观的领域，其实化学反应都可以用物理定律解释，就是原子内部以及原子之间的各种力的相互作用，具体可以看结构化学中量子力学的运用，化学看的是表象，看本质还得运用物理

回答于 2019-09-11 08:43:50

本人是学化学的，但酷爱基础物理学。基础物理不简单，涉及深层机制与根本原理。





▲化学研究，主要玩的是技术活。

化学研究的化学现象与化学变化，属于广义的物理现象与物理变化。

物理学研究并解释一切物理现象，当然也包括解释一切化学现象。化学需要物理原支撑。

化学研究化学变化，化学变化泛指原子间的组合现象与分解，通常不涉及核反应与场效应。

化学原理，主要是电子得失氧化还原、电子偏转与共享之价键理论，电子杂化轨道理论。

化学变化被解释为外层电子在原子之间的偏转或共享。偏转的是极性键，反之是共价键。

我的直觉，关于电子偏转价键理论是简单实用的，关于电子杂化轨道理论有时不很管用。



▲初中化学的物质分类树状图。

物理是自然科学的基础，化学是科学技术的中心，应用物理≈应用化学。

化学，与物理学的最大区别，是强调材料工程技术的基础研究。化学的根本任务是发明各种先进材料，进而制造各种物质技术装备，化学科学≈材料科学。



无机化学：元素化学、无机合成化学、无机高分子化学、无机固体化学、配位或络合物化学、同位素化学、生物无机化学、金属有机化学、金属酶化学。

有机化学：普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学。

物理化学：结构化学、热化学、化学热力学、化学动力学、电化学、胶体化学、界面化学、量子化学、催化作用及其理论等。

分析化学：化学分析、仪器分析。

高分子化学：天然高分子化学、高分子合成化学、高分子物理化学、高聚物应用化学。

核物理化学：放射性元素化学、放射分析化学、辐射化学、同位素化学、核化学。

生物化学：基础生物化学、微生物化学、植物化学、免疫化学、酶(发酵)化学、食品化学。

其它化学：地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、宇宙化学、星际化学等。



▲超新星爆炸之前，从内到外从重到轻分布了不同原子序数的基础物质，超新星爆炸之后，它们的序列分布被彻底打乱，地球矿物质的无序分布就是例证。

可见，应用化学的研究范围极其广阔。即便是宇宙化学与星际化学，也是服务于地球化学的，例如太阳的热核反应与超新星的形成与爆炸，作为地球多种矿物质的来源。

化学研究涉及分子与原子层面，物理学研究涉及亚原子与场量子层面。

由于化学重在材料科技的研究与应用，对物质的深层机制与科学原理，不如物理学那么专业，因此化学原理是比较粗糙或笼统的。

例如，碳原子+氧气分子+点燃(临界热量)→二氧化碳分子+放出热能，写成化学方程式：

C+O₂+Q₁→CO₂(Q₂)+Q₃，Q+Q₁=Q₂+Q₃

化学分析，比较笼统：

①碳元素(C)属于可燃物，有得电子性或还原性；氧元素(O)属于助燃物，有失电子性或氧化性，但并不清楚可燃与助燃的物理机制；

②反应前后，多考虑化学平衡与方程式配平，以服从质量守恒与能量守恒，但通常不讨论能量转换的熵增减过程与场效应过程。

物理分析，比较细致：

①碳元素(⁶₁₂C)有4个外层电子，轨道能密偏大而不稳定，熵增加趋势较大；核电荷裸露机会适中，有8-4=4个活跃的核电荷(e⁺)。

②氧元素(⁸₁₆O)有6个外层电子，轨道能密偏大而不稳定，熵增加趋势较大；核电荷裸露机会较小，有8-6=2个活跃的电子电荷(e⁻)。

③碳元素有4个活跃的核电荷，很容易被氧化而发生熵增加过程，只需输入少量热能(Q₁)即可点燃。所释放的能量Q，一部分用于二氧化碳的结合能(Q₂)，另一部分释放出来(Q₃)。



④就能量守恒的更深层次分析，涉及n个核外电子绕核运动，扰动原子内空间而激发电磁波的场效应：Q=n·Ek=n·½m₀v²=n·hc/λ。这里还涉及高温等离子体的生成与计算，不再赘述。

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