O que é química física?

literalmente milhões de compostos químicos existem. As maneiras pelas quais esses compostos e seus constituintes reagem e interagem entre si são governados por certos princípios físicos que explicam seu comportamento. A química física é, portanto, a base sobre a qual todos os outros campos da química repousam, e essa ciência também é relevante para praticamente todos os outros campos científicos. A química física é abrangida por quatro áreas de assunto, incluindo termodinâmica, química quântica, cinética química e termodinâmica estatística.

Termodinâmica é o estudo da conversão de energia em calor e trabalho. Nesse contexto, o trabalho é definido como a energia transferida por uma força; Por exemplo, chutar uma bola é uma forma de trabalho na qual a pessoa que chuta a bola transfere força do pé para a bola, fazendo com que a bola se mova. A termodinâmica também estuda maneiras pelas quais o processo de conversão pode ser alterado pela alteração de variáveis ​​como pressão e temperatura comem um sistema.

Química quântica é uma ciência teórica que descreve como as moléculas se ligam um ao outro aplicando princípios da teoria quântica de campo e mecânica quântica. Esses princípios descrevem como os átomos e partículas subatômicas se comportam em vários sistemas e, por sua vez, governam como as moléculas se comportam. Teoricamente, todos os sistemas químicos podem ser descritos usando química quântica, mas na prática apenas sistemas muito simples podem ser investigados com precisão.

A cinética química estuda as taxas de processos químicos. A taxa de um determinado processo químico é simplesmente a velocidade na qual ocorre uma reação química. Por exemplo, contraste a taxa de oxidação de ferro, que é um processo muito lento, com a taxa de combustão de combustível, que é um processo de fração de segundo. A cinética química também estuda como a mudança de variáveis, como pressão e temperatura, altera a taxa na qual ocorrem reações.

EstesTrês aspectos da química física estão ligados a um quarto, chamado termodinâmica estatística. Esse campo está preocupado com a distribuição de energia em sistemas químicos e também vincula os mundos microscópicos e macroscópicos. O principal objetivo da termodinâmica estatística é interpretar as propriedades macroscópicas de vários tipos de matéria em relação às interações entre suas moléculas microscópicas constituintes e partículas.

Através do estudo desses quatro conceitos, a química física moderna procura entender problemas químicos complexos no contexto de ciências biológicas, ambientais e de materiais. Embora sejam campos amplamente díspares, os princípios da química física são relevantes para todos, incluindo ciências biológicas e físicas e químicas. Isso é de fato uma ciência altamente multidisciplinar, precisamente porque os princípios químicos que estudam são relevantes para todos os sistemas biológicos e químicos.