Chemia fizyczna
Chemia fizyczna wykorzystuje fizykę do badania systemów chemicznych. Bada je na poziomie makroskopowym, atomowym, subatomowym i cząsteczkowym. Analizuje takie pojęcia jak ruch, energia, siła, czas, termodynamika, chemia kwantowa, mechanika statystyczna i dynamika.
Chemia fizyczna nie jest tożsama z fizyką chemiczną. Chemia fizyczna jest głównie nauką makroskopową lub supramolekularną. Większość pojęć chemii fizycznej odnosi się raczej do właściwości masowych niż do samej struktury molekularnej/atomowej. Należą do nich równowaga chemiczna i koloidy.
Niektóre z zależności, które chemia fizyczna stara się rozwiązać, obejmują efekty:
Historia
Termin "chemia fizyczna" został po raz pierwszy użyty przez Michaiła Łomonosowa w 1752 roku. Przedstawił on kurs wykładowy pod tytułem "Kurs prawdziwej chemii fizycznej" (ros. "Курс истинной физической химии") dla studentów Uniwersytetu Petersburskiego.
Nowoczesna chemia fizyczna została rozwinięta w latach 1860-1880 dzięki pracom nad termodynamiką chemiczną, elektrolitami w roztworach, kinetyką chemiczną i innymi zagadnieniami. W 1876 r. Josiah Willard Gibbs napisał artykuł zatytułowany "O równowadze substancji niejednorodnych". Artykuł ten wprowadził wiele z głównych części chemii fizycznej, takich jak energia Gibbsa, potencjały chemiczne, reguła faz Gibbsa. Do innych ważnych odkryć należy praca Heike Kamerlingh Onnesa nad entalpią i procesami wielkocząsteczkowymi.
Pierwszym czasopismem naukowym poświęconym chemii fizycznej było niemieckie czasopismo Zeitschrift für Physikalische Chemie. Zostało ono założone w 1887 roku przez Wilhelma Ostwalda i Jacobusa Henricusa van 't Hoffa. Ci dwaj chemicy oraz Svante August Arrhenius byli wiodącymi ludźmi w dziedzinie chemii fizycznej pod koniec XIX wieku i na początku XX wieku. Wszyscy trzej zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii.
W XX wieku dokonano ważnych odkryć. Należą do nich zastosowanie mechaniki statystycznej do układów chemicznych oraz praca Irvinga Langmuira nad koloidami i chemią powierzchni. W latach 30-tych Linus Pauling i inni zastosowali mechanikę kwantową do rozwoju chemii kwantowej. Teorie chemiczne rozwijały się wraz z nowymi odkryciami eksperymentalnymi. W XX wieku zaczęto stosować nowe formy spektroskopii, w tym: spektroskopię w podczerwieni, spektroskopię mikrofalową, spektroskopię EPR i spektroskopię NMR.
Chemia fizyczna poprawiła się również dzięki odkryciom w chemii jądrowej, zwłaszcza w dziedzinie rozdzielania izotopów. Miało to miejsce w okresie przed i w czasie II wojny światowej. Chemicy odkryli ważne fakty w astrochemii.
Fragment rękopisu M. Łomonosowa "Chemia fizyczna" (1752)
Czasopisma
Czasopisma te obejmują chemię fizyczną:
- Journal of Physical Chemistry (1887)
- Journal of Physical Chemistry A (od 1896 jako Journal of Physical Chemistry, przemianowany w 1997)
- Physical Chemistry Chemical Physics (od 1999, dawniej Faraday Transactions z historią sięgającą 1905 roku)
- Chemia i fizyka makromolekularna (1947)
- Roczny przegląd chemii fizycznej (1950)
- Fizyka molekularna (czasopismo)|Fizyka molekularna (1957)
- Journal of Physical Organic Chemistry (1988)
- Journal of Physical Chemistry B (1997)
- ChemPhysChem (2000)
- Journal of Physical Chemistry C (2007)
- Journal of Physical Chemistry Letters (od 2010, połączone pisma wcześniej publikowane w oddzielnych czasopismach)
Historycznym czasopismem, które obejmowało zarówno chemię, jak i fizykę, było Annales de chimie et de physique. Zaczęło się ono w 1789 roku i było wydawane pod podaną tu nazwą w latach 1815-1914.
Oddziały i tematy pokrewne
- Termochemia
- Kinetyka chemiczna
- Chemia kwantowa
- Elektrochemia
- Fotochemia
- Chemia powierzchni
- Chemia ciała stałego
- Spektroskopia
- Chemia biofizyczna
- Materiałoznawstwo
- Fizyczna chemia organiczna
- Micromeritics
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest chemia fizyczna?
O: Chemia fizyczna jest dziedziną nauki, która wykorzystuje fizykę do badania układów chemicznych na poziomie makroskopowym, atomowym, subatomowym i cząsteczkowym.
P: Czym różni się chemia fizyczna od fizyki chemicznej?
O: Chociaż obie dyscypliny wykorzystują fizykę do badania systemów chemicznych, chemia fizyczna skupia się bardziej na nauce makroskopowej lub ponadmolekularnej i właściwościach masowych niż na samej strukturze molekularnej/atomowej.
P: Jakie są niektóre pojęcia badane w chemii fizycznej?
O: Chemia fizyczna zajmuje się takimi pojęciami jak ruch, energia, siła, czas, termodynamika, chemia kwantowa, mechanika statystyczna i dynamika.
P: Jakiego rodzaju zależności stara się rozwiązać chemia fizyczna?
O: Chemia fizyczna próbuje rozwiązać problemy związane z takimi zjawiskami jak równowaga chemiczna i koloidy.
P: Czy chemia fizyczna skupia się na strukturze molekularnej/atomowej?
Nie, chociaż może zajmować się strukturą molekularną/atomową, jeżeli jest to niezbędne do zrozumienia pewnych zjawisk, większość jej pojęć dotyczy raczej właściwości masowych niż pojedynczych cząsteczek lub atomów.
P: Jakim rodzajem nauki jest chemia fizyczna?
O: Chemia fizyczna jest w większości nauką makroskopową lub ponadmolekularną.
