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化学中的数学

发布时间: 2021-08-09 16:18:36

① 为什么化学专业看似不需要很高的数学要求

首先回答第一个问题。化学作为自然科学,那么必然要尽力遵循数学的体系,直白的说就是尽量公式化。作为自然科学中游的化学学科,在努力将实验事实、规律以物理模型表达,而物理模型基本是高度数学化的。具体来说,计算化学分支着眼于以量子物理模型的基础来研究分子的相互作用(主要是电磁作用),建模并预测结果。这部分研究仍处于比较初级的阶段,能研究部分不太大的分子的简单相互作用,但远不及能预测实验结果的程度(相比于高能物理、实验物理、凝聚态物理等领域)。 在可见的未来,计算化学研究会有所进步,但短时间内,不可能替代占据主流的化学实验研究(个人意见)。这主要是因为真实世界的复杂性,以及宏观体系的数量规模。很大程度上,发展瓶颈可能在于人类的计算能力;而计算成本如果过高,则作为研究方法就失去了相比于实验研究的优势。 第二个问题是,从事化学学科相关工作的人需要多少数学基础。 对于多数人来说,数学基础的意义是非常有限的。以下按学习的顺序来描述。 在化学的二级学科中,一般认为物理化学和结构化学对于数学要求比较高。其中,物理化学的确涉及微积分学的部分内容,但多数仅是浅显的概念。例如,单组分体系,(比如纯气体),焓(H)可以表达为压强p和温度T的函数。那么常常基于此写出全微分表达,然后讨论在某个条件变化时,焓的变化。完成这部分推理,只需要对全微分有最基本的概念。实际上,略低于工科的数学都超过了需要用到的范围——真实世界中没有“连续又不可导”或者“无穷级数”描述的状态!这样,作为必修课不作过高的数学要求是合理的。 结构化学是另一门要求数学基础高的必修课。作为学科来考量,结构化学建立在线性代数、群论基础上,对于学生的代数学有很高要求。但结构化学在化学中,并非一主要分支,多数时候,化学工作者用它的结论而不必了解其深入来源。由此还可以说到仪器分析的诸多手段,确实涉及物理、化学、微电子、信号等诸多知识——如同一名影像学医师不必知道X射线如何发出或者CT技术中如何使用FFT(快速傅里叶变换)来处理数据,化学工作者在多数时候,并不必深入了解仪器的这部分原理。 强调一点,论述并非否认数学的重要性,而是想阐明,从实用性及教育的普适性来讲,对于化学专业学生做不太高的数学要求,一般是合理的。以上讨论的“化学”均指理科意义上的“化学”,即不涉及工业研发。化学工程对于数学有比较特殊的要求,因我专业所限,不应妄加分析。

② 数学和化学之间有什么关系

摘要:数学是研究人类思维方式的科学。几乎在一切人类活动中, 都离不开数学工具。将数学知识渗透到化学中, 实际上就是将化学问题抽象成为数学问题, 这和数学建模是很相似的,即在化学中运用已掌握的数学工具, 通过分析化学变量之间的相互关系, 建立一定的数学关系或构造数学模型, 最终达到解题的目的。化学中渗透数学知识, 既新鲜有趣, 利于激发兴趣, 又通过运用数学知识, 拓展了大学生的本领, 还可以从中提高我们的思维品质。并且很多的化学难题都离不开数学来解答,许多化学物质分析需要数学来解释。 关键词:数学 化学 关系
数学渗透到化学之中 化学是一门很广泛的科学,按研究范围来分,包含无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学。这些科目都会用到数学。长期以来,人们一直以为只有在化学计算中要用到有关数学的知识,例如:一些算术、初等代数、求导、微分。其它数学反方面的知识在化学领域中基本用不到。其实不然,随着时代的进步,数学方法已深入到纯化学领域之中,数学不仅在语言上还在技术上应用于化学中,并在很多方面已有了令人意想不到的应用。化学的新发现和重要成果分析都离不开数学,数学的发展和深入的研究将在化学研究中占有重要的地位,数学是研究化学的一个工具,是研究化学的一个动力,所以数学广泛应用于化学领域。
2、1渗透数学归纳法知识 众所周知, 要推导核外各电子层最多容纳的电子数, 必须系统地学习电子层、电子亚层( 电子云的形状) 、原子轨道( 电子云的伸展方向) 、电子的自旋方向、能量最底原理、洪特规则、保里不相容原理, 而所有这些, 高中化学教材中已经删去。学生要想靠已知的化学知识推导核外各电子层最多容纳的电子数是不可能的, 但若借助数学中的完全归纳法进行推导, 却能实现殊途同归。例如: 用数学归纳法推导核外电子分层排布最多容纳的电子数为2n2。
2、2渗透数列、极限的知识 求解分子式是有机化学中一类常见的问题,然而所给的物质往往不能通过典

③ 数学和化学的关系

任一自然科学学科的发展中都离不开数学,数学的基础作用,无不在学科的深入研究中显示出来。数学是自然科学之母。然而在化学发展的初始阶段,数学的作用并不明显。起初的化学注重的是现象和实验,随着人们的进一步研究,化学中的一些实际本质必须借助数学物理中的公式、理论去解释,从定量分析到量子化学,从数量分析到计量化学,数学在化学中的作用日益增强。
数学方法在化学各分支中的应用非常多。如向量分析、常微分方程、微分与变分法、偏微分方程、有限差分计算、数值方法、矩阵、群论、过程最优化方法、概率与统计等等,以及这些数学知识和方法、计算语言和在计算机中的应用。由于计算机的应用,大部分的化学计算问题都编成了计算机程序,化学家和化学工作者只要学会一些简单的操作就可进行大量繁重而复杂的计算,计算机将化学家们从繁重的数学计算中解放出来了。
用数学的方法来解决化学中的问题,使问题的解答更科学、更合理。不仅凭经验,而且从理论上获得了满的解释。
反过来,化学要应用到数学里边就不大可能。如同具体科学只能为哲学增加解决问题的具体方法类似,化学对数学起的帮助就是用化学实验来验证数学模型的正确性。

④ 高等数学在化学中的应用

物理是清华大学的好
无机化学教材的比较--《高等理科教育》

⑤ 高中的化学与数学

楼主加油!考虑问题的时候希望从更完全的角度出发,就好像从定义域的每个角度出发考虑函数的特点。有句话叫做“算无遗策,不动如山”,需要一种稳中求胜的心态,面对一时不能解决的难题,不妨多角度思考,切不可钻牛角尖或者放弃。

⑥ 化学中的数学问题

(80*10%+29%X)/80+X=20%

⑦ 化学中的应用数学问题

这个问题你可以多多留心观察生活。其实生活中化学无处不在,数学也无处不在。所以一个好的题目是需要细心的观察的。

⑧ 化学和数学

1、怎样证明矿泉水是混合物?要有实验步骤和实验现象,谢谢。
将矿泉水溶液分成几份,一份中加硝酸银溶液,有混浊出现的;第二份中加氢氧化钠溶液,也有白色混浊出现'第三份中加碳酸钠溶液,也会出现白色混浊.既然一个溶液中同时存在这么至少氯离子,镁离子还有钙离子三种离子,绝对是混合物

2、一道数学题。在直角坐标系中,由点P(14,1),点A(a,0),点B(0,a),(a>0)确定的三角形PAB的面积为18,求a的值。要详细的过程,谢谢。
(1)若AB连线在点P的左侧(a<15)
则可用梯形减三角形
三角形AOB面积为a^2/2
另一个三角形面积为((14-a)*1)/2
大的梯形面积为(1+a)*14/2
所求三角形面积为(1+a)*14/2-((14-a)*1)/2-a^2/2=18
a^2-15a+36=0
(a-12)(a-3)=0.
a=3或者12

(2)若AB连线在点P的右侧(a>15)
则可用大的三角形面积减去一个梯形和一个小三角形
梯形面积为(1+a)*14/2
小的三角形面积为1/2*(a-14)
大的三角形面积为a^2/2
所求三角形面积为a^2/2-1/2*(a-14)-(1+a)*14/2=18
由第(1)即可求出两个答案,第(2)是不满足的(应舍去,但不能不写)

⑨ 化学中的ρ和数学中的ρ有什么区别

现在P改为A了.
排列与元素的顺序有关,组合与顺序无关.如231与213是两个排列,2+3+1的和与2+1+3的和是一个组合.

⑩ 数学的元素与化学的元素如何区分

化学的元素指构成物质的微粒种类
数学的元素是抽象概念

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