Co to jest chemia fizyczna?
Istnieją dosłownie miliony związków chemicznych. Sposoby, w jakie te związki i ich składniki reagują i wchodzą w interakcje ze sobą, rządzi pewne fizyczne zasady, które wyjaśniają ich zachowanie. Chemia fizyczna jest zatem podstawą, na której spoczywają wszystkie inne dziedziny chemii, a nauka ta jest również istotna dla praktycznie wszystkich innych dziedzin naukowych. Chemia fizyczna obejmuje cztery obszary tematyczne, w tym termodynamikę, chemię kwantową, kinetykę chemiczną i termodynamikę statystyczną.
Termodynamika to badanie konwersji energii w ciepło i pracę. W tym kontekście praca jest definiowana jako energia przenoszona przez siłę; Na przykład kopnięcie piłki jest formą pracy, w której osoba, która kopie piłkę, przenosi siłę z stopy na piłkę, powodując poruszanie się piłki. Termodynamika bada również sposoby zmiany procesu konwersji poprzez zmianę zmiennych, takich jak ciśnienie i temperatura zw systemie.
Chemia kwantowa jest nauką teoretyczną, która opisuje, w jaki sposób cząsteczki łączą się ze sobą poprzez stosowanie zasad teorii pola kwantowego i mechaniki kwantowej. Zasady te opisują, w jaki sposób atomy i cząstki subatomowe zachowują się w różnych układach, a z kolei rządzą zachowaniem cząsteczek. Teoretycznie wszystkie systemy chemiczne można opisać przy użyciu chemii kwantowej, ale w praktyce można dokładnie zbadać bardzo proste systemy.
Kinetyka chemiczna badań szybkości procesów chemicznych. Szybkość danego procesu chemicznego jest po prostu prędkością, z jaką zachodzi reakcja chemiczna. Na przykład kontrastuj szybkość utleniania żelaza, która jest bardzo powolnym procesem, z szybkością spalania paliwa, który jest procesem ułamkowym. Kinetyka chemiczna bada również, w jaki sposób zmieniające się zmienne, takie jak ciśnienie i temperatura zmieniają szybkość występowania reakcji.
teTrzy aspekty chemii fizycznej są powiązane czwartym, zwanym termodynamiką statystyczną. To pole dotyczy rozkładu energii w układach chemicznych, a także łączy świat mikroskopowy i makroskopowy. Głównym celem statystycznej termodynamiki jest interpretacja właściwości makroskopowych różnych rodzajów materii w stosunku do interakcji między ich składowymi mikroskopijnymi cząsteczkami i cząsteczkami.
Poprzez badanie tych czterech koncepcji współczesna chemia fizyczna ma na celu zrozumienie złożonych problemów chemicznych w kontekście nauk biologicznych, środowiskowych i materiałowych. Mimo że są to powszechnie odmienne pola, zasady chemii fizycznej są istotne dla wszystkich, w tym nauk biologicznych i fizycznych i chemicznych. Jest to w rzeczywistości wysoce multidyscyplinarna nauka, właśnie dlatego, że badane zasady chemiczne są istotne dla wszystkich układów biologicznych i chemicznych.