Chemia fizyczna

Seria ZROZUMIEC CHEMIĘ to podręczniki, które pomogą poszerzyć wiadomości z zakresu chemii zdobyte w szkole średniej i pomóc przejść do poziomu uniwersyteckiego. Zawierają wskazówki dotyczące dobrych praktyk i logicznego podejścia do rozwiązywania problemów, a także szereg pomocnych uwag, jak uniknąć typowych błędów.

Od wielu lat podręcznik znany i uznawany za standard na wielu uczelniach. Poprowadzono w nim spójny i jednolity wykład chemii fizycznej, który opiera się na termodynamice oraz mechanice kwantowej. Od czasu pierwszego wydania zaszło jednak wiele zmian w zakresie zjawisk i metod fizykochemicznych i dlatego grono specjalistów - uczniów profesorów Pigonia i Ruziewicza - podjęło się dokonania niezbędnych uzupełnień i aktualizacji podręcznika, aby mógł on nadal pełnić rolę podstawowego kompendium wiedzy z tej dziedziny.

Podstawowe zmiany, których dokonano w nowym wydaniu to:

dołączenie odniesień do najnowszych osiągnięć i zjawisk w dziedzinie chemii fizycznej, m.in. w zakresie metod analitycznych i badawczych, zastosowań, powstawania i stabilności struktur biologicznych,
dostosowanie do obowiązującej nomenklatury fizykochemicznej,
reorganizacja treści podręcznika i wzbogacenie jej dodatkowymi paragrafami i materiałem ilustracyjnym.

Znany od ponad 30 lat, dobrze przyjęty w środowisku akademickim podręcznik został uaktualniony i opracowany na nowo przez zespół specjalistów ze wszystkich dziedzin fizykochemii. Obok ścisłej prezentacji formalnej podstaw przedmiotu, książka zawiera obszerny i czytelnie napisany komentarz, liczne odniesienia do eksperymentu oraz opis najnowszych osiągnięć w zakresie:

kwantowo-chemicznych metod obliczeniowych,
widm atomowych i molekularnych,
oddziaływań międzycząsteczkowych,
nieliniowych właściwości optycznych materiałów,
spektroskopii molekularnej (MW, IR, Raman, UV-VIS, XPS, UPS, ESCA, Auger),
rezonansu magnetycznego (NMR, EPR), w tym metod impulsowych i obrazowania,
struktury i właściwości materiałów,
ciekłych kryształów i ich zastosowań,
fotografii srebrowej i fotografii cyfrowej,
historii odkryć naukowych w fizykochemii.


W podręczniku zastosowano obowiązującą nomenklaturę fizykochemiczną.

Tom 2 obejmuje zaawansowane zagadnienia chemii fizycznej zebrane w rozdziałach:

podstawy mechaniki kwantowej i struktura elektronowa atomów;
wiązania chemiczne i oddziaływania międzycząsteczkowe;
elektryczne, optyczne i magnetyczne właściwości cząsteczek;
spektroskopia molekularna;
struktura i właściwości ciał stałych i ciekłych kryształów;
fotochemia;
elementy termodynamiki statystycznej.


Podręcznik przeznaczony jest dla studentów wydziałów chemii, biologii, fizyki i farmacji, a także dla wykładowców i pracowników naukowych.

W książce przedstawiono eksperymentalne i teoretyczne metody fizykochemii wykorzystywane rutynowo jako niezbędne narzędzia badawcze, kontrolne i diagnostyczne.

W pierwszej części opisano podstawowe zagadnienia kluczowe do skutecznego, bezpiecznego i twórczego wykonywania pracy eksperymentalnej z użyciem specjalistycznego sprzętu i aparatury. W szczególności omówiono:
· zasady i bezpieczeństwo pracy laboratoryjnej;
· podstawy pomiarów fizykochemicznych;
· metody opracowania wyników wraz z zasadami określania niepewności pomiarów i wyników;
· przyrządy i aparaturę pomiarową.

W drugiej części zgromadzono opisy doświadczeń ilustrujących podstawowe prawa i zjawiska z zakresu fizykochemii, wykonywanych w typowych warunkach laboratoryjnych. Uwzględniono doświadczenia o charakterze demonstracyjnym, ćwiczenia w skutecznym wykonywaniu pomiarów oraz eksperymenty służące do obliczania wielkości fizykochemicznych na podstawie pomiaru wielkości elementarnych. Wiele miejsca poświęcono eksperymentom analitycznym. Opisy eksperymentów są prezentowane wraz z realnymi wynikami i stosowną dyskusją ich niepewności.

Książka zamyka cykl „Chemia fizyczna” zawierającego ponadto dwa tomy omawiające teoretyczne aspekty fizykochemii ogólnej oraz tom poświęcony praktycznym problemom obliczeniowym. Pozycje stanowią spójną całość niezbędną w bibliotece wszystkich zajmujących się pracą eksperymentalną, w której elementy fizykochemii są podstawą stosowanych powszechnie metod pomiarowych. Wiedza w nich zawarta ma także zastosowanie w biochemii i farmacji, inżynierii i technologii chemicznej, analityce medycznej i inżynierii biomedycznej, technologii elektronowej i inżynierii materiałowej, rolnictwie i technologii żywności, inżynierii środowiska, technologii materiałów budowlanych i wielu innych dziedzinach.

15 przejrzystych wykładów składających się na kompletny, jednosemestralny kurs chemii kwantowej.
(...) mamy do czynienia z dziełem wybitnym (...)
Prof. dr hab. Karol Jankowski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika

Autor podjął trud wytłumaczenia, jak chemia kwantowa wyjaśnia podstawy chemii, także w kontekście innych nauk: matematyki, fizyki, biologii i filozofii. Jednocześnie ustrzegł się hermetycznego, specjalistycznego języka, dzięki czemu książka jest zrozumiała zarówno dla osób, które po raz pierwszy sięgają po podręcznik chemii kwantowej, jak i dla specjalistów. Pracę z książką ułatwia DRZEWO – unikatowy przewodnik graficzny, pozwalający wykroić z całej książki "własną książkę", niekiedy o znacznie mniejszej objętości, w zależności od celów czytelnika ("wiele książek w jednej").

Każdy rozdział ma stałą i logiczną strukturę:
Gdzie jesteśmy – zlokalizowanie przedstawianego zagadnienia na schemacie DRZEWA,
Przykład podkreślający jego wagę,
O czym to będzie – krótka informacja o istocie omawianego zagadnienia,
Dlaczego to jest ważne,
Co jest potrzebne (aby zrozumieć rozdział),
Prace klasyczne,
Wykład właściwy,
Podsumowanie,
Główne koncepcje, nowe terminy,
Z frontu badań,
Ad futurum.

Do nowego wydania podręcznika dołączono encyklopedię najważniejszych akronimów.

Podręcznik polecany jest dla studentów wydziałów chemicznych, ale również niechemicznych jak, ceramika, inżynieria materiałowa, metalurgia, nanotechnologia, biotechnologia, na kierunkach, w których chemia (termodynamika chemiczna) jest podstawą opisu zjawisk. Mozę być również pomocna dla uczniów szkół średnich o profilu chemicznym, olimpijczyków fascynujących się chemią, pragnących pogłębić wiedzę i zrozumieć procesy fizykochemiczne.
Celem niniejszego podręcznika jest pokazanie, że wszystkie zjawiska fizyczne i chemiczne należy interpretować w oparciu o termodynamikę chemiczną, co dla fizykochemika jest oczywiste, ale ostatnio w procesie kształcenia na kierunkach niechemicznych zbyt upraszczane i marginalizowane.
Omawiane w niniejszym podręczniku zagadnienia, oprócz tego, że dostarczają wiedzy, powinny służyć jako przykłady do utrwalenia pojęć i praw (zasad) termodynamicznych, rozwinięcia sposobu chemicznego myślenia, które przy różnych zjawiskach jest takie samo.
Opanowanie chemii fizycznej powinno doprowadzić do wniosku, że właściwości materii zależą od wzajemnych oddziaływań (wiązań) pomiędzy atomami, jonami czy cząsteczkami, które w zależności od układu opisują odpowiednie funkcje termodynamiczne. A zmiana tych funkcji wskazuje na potencjalne możliwości zachodzenia procesów w określonym kierunku, które to procesy dążą do osiągnięcia stanu równowagi. Z kolei stan równowagi jest punktem odniesienia, względem którego nie tylko rozważa się skutki jego zaburzenia, ale i kierunki zachodzenia procesu. Wnioski powyższe odnoszą się do każdego procesu i przemiany oraz powinny dać odpowiedź na pytanie: czy chemia fizyczna jest trudna czy prosta?