化學統計力學（chemistry，statistical mechanics for），根據統計力學原理導出統計分布律，用於研究和解決有關化學系統的性質和行為的分支學科。統計力學認為物質的巨觀量是相應微觀量的統計平均值。
基本介紹
- 中文名：化學統計力學
- 定義：根據微觀粒子性質和運動力學規律
- 研究方向：物理化學主要研究物質的化學變化
- 運用：氣體分子運動論
定義,運用,研究方向,
定義
運用
統計力學研究工作起始於氣體分子運動論，R.克勞修斯、J.C.麥克斯韋和L.玻耳茲曼等是這個理論奠基人。他們逐步確定了微觀處理方法（表征統計力學特性）和唯象處理方法（表征熱力學特性）之間的聯繫。1902年J.W.吉布斯在《統計力學的基本原理》專著中強調了廣義系綜的重要性，並發展了多種系綜方法，原則上根據一個給定系統微觀純力學特性，可以計算出系統的全部熱力學量，而且他提出正則系綜和巨正則系綜的研究對象不局限於獨立子系統，對於粒子之間具有相互作用的相依子系統也能處理。量子力學的發展對於微觀粒子中的費密子和玻色子在統計力學中分別建立了費米-狄拉克、玻色-愛因斯坦統計分布律。當量子效應不顯著或經典極限條件下 ，兩種量子統計分布律都趨近於麥克斯韋-玻爾茲曼分布律。20世紀50年代以後 ，統計力學又有很大的進展，主要是在分子間有較強相互作用下的平衡態與非平衡態問題。
研究方向
物理化學主要研究物質的化學變化（包括相變化）及化學物質結構、性能之間關係的基本規律，在闡明這些規律時，都需要套用化學統計力學理論。統計力學可以闡明唯象熱力學基本定律和熱力學函式的微觀意義，是對系統巨觀性質更深入層次（微觀結構）本質的認識。化學統計力學可以從物質微觀性質（如粒子平動、轉動、振動、電子運動等）計算出物質的熱力學性質（如氣體壓力、熱容、熵、焓、吉布斯函式、標準平衡常數等）。巨觀規律無法說明漲落現象，而統計力學能夠成功地解釋並揭示出漲落的規律性。化學統計力學可以闡明唯象化學動力學的規律。化學反應速率的碰撞理論、過渡態理論都是以統計力學為基礎的，還可根據分子性質估算化學動力學中的某些參數。在氣態、液態、固態、溶液、混合物、界面、吸附等領域也廣泛地套用統計力學理論。化學統計力學也存在著某些局限性，如分子結構和性質簡化假設等問題，使得某些理論結果與實際情況符合得不是很好，還需要進一步研究。
