Ik heb niet veel scheikunde gehad op school / universiteit, en ben nu mijn kennis weer aan het opbouwen. Ik studeer parallel wiskunde en bouw op tot calculus .
Ik heb gemerkt dat de inleidende scheikundeboeken (zelfs op universitair niveau) geen enkele calculus gebruiken. Meer gevorderde boeken gebruiken echter de neiging om calculus te gebruiken.
Kan iemand me vertellen welke gebieden van de scheikunde calculus vereisen (of gebruiken)?
Opmerkingen
- lineaire combinaties van atomaire orbitalen.
- Geef me de lijst met gebieden, en ik ' controleer de gebieden die dat wel doen. Grofweg gesproken: kwantumchemie en fysische chemie in het algemeen – ja, heel erg; analytische chemie – niet zo veel, anorganische stoffen – slechts sporadisch, organische stoffen – bijna geen. Maar onthoud dat er in feite geen gebieden zijn, alles is met al het andere verbonden.
- Eerlijk gezegd, zonder calculus heb je geen ' een solide basis in het doen van scheikunde , natuurkunde of techniek. Veertig jaar nadat ik calculus heb gemaakt, gebruik ik het nog steeds en de concepten die ik dagelijks gebruikt om calculus te maken.
- om aan andere antwoorden toe te voegen, eenheden, fouten te begrijpen (bijv. Standaarddeviatie en hoe te verspreiden), significant cijfers, hoe gegevens passen (de kleinste kwadraten begrijpen) en moleculaire symmetrie begrijpen, deze zijn allemaal net zo belangrijk in de fysische chemie als in de organische chemie.
- Kortom, in elk geval waarin een eigenschap soepel varieert wanneer een ander dat doet (dus op elk gebied van de chemie). Soms kun je het gebruik van calculus vermijden (bijvoorbeeld in gevallen met zeer eenvoudige lineaire afhankelijkheden), maar het zou serieuze beperkingen opleggen.
Answer
Analytische chemie: Om bijvoorbeeld de $ \ ce {pH} $ te voorspellen voor welke groepen complexen en ook statistieken daarvan afleiden.
Elektrochemie: De vergelijking van Nernst-Plank is een uitdaging . Maar om de concentratie van sommige dingen te berekenen, zorg te dragen voor verschillende soorten reactanten, afhankelijk van wat je doet, moet je goed zijn in calculus. Nyquist-plots zijn niet echt moeilijk te gebruiken, maar de theorie om ze te verkrijgen is behoorlijk complex (het is geen woordspeling) als je kijkt naar Nyquist stabiliteitscriterium .
Organometaalchemie: Om bijvoorbeeld de oxidatiegraad van een metaal of een TOF (omslagfrequentie) te berekenen, een TON het verwijst ook naar katalyse .
Thermodynamica: Je moet goed zijn in wiskunde om thermodynamica te kunnen doen, ook in massaoverdracht of warmteoverdracht , alles wat in de buurt komt van proces chemis probeer , volgens het McCabe Thiele-model voor distillatie (bijvoorbeeld) is dit niet moeilijk, maar je hebt het nodig.
Quantum Chemistry: Hier komt het moeilijkste (zoals ik het ken). Je moet zeer goed zijn in lineaire algebra, differentiaalvergelijkingen kunnen oplossen, enige vaardigheid in analyse hebben om integralen te berekenen, enzovoort.
Kinetiek: Calculus is niet echt moeilijk, maar soms heel raar. Heb ook enige vaardigheden in algebra die kunnen helpen en differentiaalvergelijkingen kunnen oplossen.
Als je kieskeurig bent, vind je misschien andere delen van de chemie waarin calculus wordt gebruikt, maar de belangrijkste zijn in dit bericht, met name kwantumchemie en proceschemie.
Ten slotte hangt het ook af van je opleiding of ervaringsniveau, aangezien het meeste dat je op een hoog niveau studeert, een aantal goede rekenvaardigheden omvat. Ik moet criticus zijn en ook weten wat de theorie achter een hypothese is om te kunnen verifiëren of wat de software u vertelt, als waar of onwaar kan worden beschouwd.
Antwoord
Voor eerstejaars scheikunde is de enige calculus, als die er is op een bepaalde school, reactiesnelheidsvergelijkingen .
$ \ mathrm {d} [A] = -k [A] \ mathrm {d} t $; $ \ mathrm {d} [A] = -k [A ^ 2] \ mathrm {d} t $ bijvoorbeeld
Dan volg je tweede jaar organische chemie; geen calculus.
In het derde jaar heeft de thermodynamica een aantal multivariabele calculus (partiële afgeleiden) en heeft de kwantummechanica partiële differentiaalvergelijkingen.
Opmerkingen
- Hoe zit het met fysische chemie?
- @Starlight fysische chemie is thermodynamica, statistische mechanica en kwantumchemie. Ja, dat ' is waar je calculus gebruikt.
Antwoord
Calculus is het verdeel-en-heers-instrument van de wiskundige of wiskundige wetenschapper. Wanneer een probleem te gecompliceerd is om op te lossen, deel je het op in beheersbare brokken en combineer je de opgeloste brokken opnieuw.
In de chemie zijn er twee hoofdgebieden voor calculus.
Thermodynamica: voornamelijk op het gebied van statistische mechanica (waar je een zeer groot aantal deeltjes moet begrijpen) en reactiesnelheden (waar je te maken hebt met continu veranderende concentraties)
Kwantummechanica: veel van de fundamentele concepten worden uitgedrukt als wiskundige relaties, en de relaties zijn zodanig dat ze calculus nodig hebben om te berekenen.
Merk op dat calculus het meest wordt gebruikt in de gebieden van scheikunde die overlappen met fysica.