Ich hatte nicht viel Chemie in der Schule / im College und baue jetzt mein Wissen wieder auf. Ich studiere parallel Mathematik und baue auf Kalkül auf
Mir ist aufgefallen, dass in den einführenden Chemiebüchern (auch auf College-Ebene) keine Berechnungen verwendet werden. Fortgeschrittenere Bücher tendieren jedoch dazu, Kalkül zu verwenden.
Kann mir jemand sagen, welche Bereiche der Chemie Kalkül erfordern (oder verwenden)?
Kommentare
- lineare Kombinationen von Atomorbitalen.
- Bringen Sie mir die Liste der Bereiche, und ich ' überprüfe diejenigen, die dies tun. Grob gesagt: Quantenchemie und physikalische Chemie im Allgemeinen – ja, sehr viel; analytische Chemie – nicht so viel, anorganische – nur sporadisch, organische – fast keine. Aber denken Sie daran, in der Tat gibt es keine Bereiche, alles ist mit allem anderen verbunden.
- Ehrlich gesagt, ohne Kalkül haben Sie ' keine solide Grundlage in der Chemie , Physik oder Ingenieurwesen. Vierzig Jahre nach der Einnahme von Kalkül verwende ich es immer noch und die Konzepte, die bei der täglichen Einnahme von Kalkül angewendet werden.
- , um andere Antworten zu ergänzen, Einheiten, Fehler (z. B. Standardabweichung und Ausbreitungsverfahren) zu verstehen, von Bedeutung Zahlen, wie man Daten anpasst (kleinste Quadrate versteht) und molekulare Symmetrie versteht, all dies ist in der Physik genauso wichtig wie in der organischen Chemie.
- Kurz gesagt, in jedem Fall, in dem eine Eigenschaft reibungslos variiert wenn der andere es tut (also in jedem Bereich der Chemie). Manchmal können Sie die Verwendung von Kalkül vermeiden (z. B. in Fällen mit sehr einfachen linearen Abhängigkeiten), dies würde jedoch schwerwiegende Einschränkungen mit sich bringen.
Antwort
Analytische Chemie: Zum Beispiel die Vorhersage von $ \ ce {pH} $ für welche Einheiten komplexieren und auch Statistiken daraus ableiten.
Elektrochemie: Die Nernst-Plank-Gleichung ist eine Herausforderung . Aber nur um die Konzentration einiger Dinge zu berechnen und sich um verschiedene Arten von Reaktanten zu kümmern, müssen Sie, je nachdem, was Sie tun, gut im Kalkül sein. Nyquist-Diagramme sind nicht wirklich schwierig zu verwenden, aber die Theorie, um sie zu erhalten, ist ziemlich komplex (es ist kein Wortspiel), wenn Sie sich Nyquist-Stabilitätskriterium ansehen.
Organometallchemie: Um beispielsweise den Oxidationsgrad eines Metalls oder eines TOF (Umschlagfrequenz) zu berechnen, wird ein TON Es bezieht sich auch auf Katalyse .
Thermodynamik: Sie müssen über gute mathematische Kenntnisse verfügen, um Thermodynamik zu betreiben, auch in Massentransfer oder Wärmeübertragung , alles, was nahe an Prozesschemie Versuchen Sie , gemäß dem McCabe Thiele-Modell für die Destillation (zum Beispiel) ist dies nicht schwer, aber Sie benötigen.
Quantenchemie: Hier kommt das Schwierigste (wie ich es kenne). Sie müssen sehr gut in linearer Algebra sein, Differentialgleichungen lösen können, über einige analytische Fähigkeiten zur Berechnung von Integralen verfügen und so weiter.
Kinetik: Die Berechnung ist nicht wirklich schwierig, aber manchmal sehr seltsam. Auch einige Kenntnisse in Algebra können helfen und in der Lage sein, Differentialgleichungen zu lösen.
Wenn Sie wählerisch sind, finden Sie möglicherweise andere Teile der Chemie, in denen Kalkül verwendet wird, aber die wichtigsten sind in diesem Beitrag, insbesondere Quantenchemie und Prozesschemie.
Schließlich hängt es auch von Ihrer Ausbildung oder Ihrem Erfahrungsniveau ab, da das meiste, was Sie auf hohem Niveau lernen, einige gute Fähigkeiten in der Analysis beinhalten wird. Sie “ Ich muss kritisch sein und auch wissen, welche Theorie hinter einer Hypothese steht, um überprüfen zu können, ob das, was die Software Ihnen sagt, als wahr oder falsch angesehen werden kann.
Antwort
Für die Chemie am College im ersten Jahr wäre der einzige Kalkül, wenn es an einer bestimmten Schule einen gibt, Reaktionsgeschwindigkeitsgleichungen .
$ \ mathrm {d} [A] = -k [A] \ mathrm {d} t $; $ \ mathrm {d} [A] = -k [A ^ 2] \ mathrm {d} t $ zum Beispiel
Dann nehmen Sie im zweiten Jahr organische Chemie; kein Kalkül.
Im dritten Jahr hat die Thermodynamik einige multivariable Kalküle (partielle Ableitungen) und die Quantenmechanik partielle Differentialgleichungen.
Kommentare
- Was ist mit physikalischer Chemie?
- @Starlight Physikalische Chemie ist Thermodynamik, statistische Mechanik und Quantenchemie. Ja, in diesem ' verwenden Sie Kalkül.
Antwort
Kalkül ist das Divide-and-Conquer-Tool des Mathematikers oder Mathematikwissenschaftlers. Wenn ein Problem zu kompliziert ist, um es zu lösen, zerlegen Sie es in überschaubare Teile und kombinieren die gelösten Teile erneut.
In der Chemie gibt es zwei Hauptbereiche für die Berechnung.
Thermodynamik: hauptsächlich in den Bereichen der statistischen Mechanik (wo Sie sich mit dem Verständnis einer sehr großen Anzahl von Partikeln befassen müssen) und der Reaktionsraten (wo Sie sich mit sich ständig ändernden Konzentrationen befassen müssen)
Quantenmechanik: Viele der Grundlagen Konzepte werden als mathematische Beziehungen ausgedrückt, und die Beziehungen sind so, dass für die Berechnung Kalkül erforderlich ist.
Beachten Sie, dass Kalkül am häufigsten in Bereichen der Chemie verwendet wird, die sich mit der Physik überschneiden.