Fysisk kemi | bruger fysik til at studere kemiske systemer
Fysisk kemi bruger fysik til at studere kemiske systemer. Den studerer dem på makroskopisk, atomart, subatomart og partikulært niveau. Der ses på begreber som bevægelse, energi, kraft, tid, termodynamik, kvantekemi, statistisk mekanik og dynamik.
Fysisk kemi er ikke det samme som kemisk fysik. Fysisk kemi er for det meste en makroskopisk eller supra-molekylær videnskab. Størstedelen af de fysiske kemibegreber vedrører bulkegenskaber og ikke kun den molekylære/atomare struktur. Disse omfatter kemisk ligevægt og kolloider.
Nogle af de forhold, som den fysiske kemi forsøger at løse, omfatter virkningerne af:
Historie
Udtrykket "fysisk kemi" blev første gang brugt af Mikhail Lomonosov i 1752. Han forelagde et kursus med titlen "A Course in True Physical Chemistry" (russisk: "Курс истинной физической химии") for de studerende på Petersborg Universitet.
Den moderne fysiske kemi blev udviklet i 1860'erne til 1880'erne med arbejde om kemisk termodynamik, elektrolytter i opløsninger, kemisk kinetik og andre emner. I 1876 skrev Josiah Willard Gibbs en artikel med titlen "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Om ligevægt mellem heterogene stoffer). Denne artikel introducerede mange af de vigtigste dele af den fysiske kemi, såsom Gibbs energi, kemiske potentialer og Gibbs' faseregler. Andre vigtige opdagelser omfatter Heike Kamerlingh Onnes' arbejde om entalpi og makromolekylære processer.
Det første videnskabelige tidsskrift om fysisk kemi var det tyske tidsskrift Zeitschrift für Physikalische Chemie. Det blev grundlagt i 1887 af Wilhelm Ostwald og Jacobus Henricus van 't Hoff. De to kemikere og Svante August Arrhenius var de førende mænd inden for fysisk kemi i slutningen af det 19. århundrede og begyndelsen af det 20. århundrede. Alle tre modtog Nobelprisen i kemi.
Der blev gjort vigtige opdagelser i det 20. århundrede. Disse omfatter anvendelse af statistisk mekanik på kemiske systemer og Irving Langmuirs arbejde med kolloider og overfladekemi. I 1930'erne anvendte Linus Pauling og andre kvantemekanikken til at udvikle kvantekemien. Kemiske teorier er vokset i takt med nye eksperimentelle opdagelser. Nye former for spektroskopi begyndte i det 20. århundrede, herunder: infrarød spektroskopi, mikrobølgespektroskopi, EPR-spektroskopi og NMR-spektroskopi.
Den fysiske kemi blev også forbedret med opdagelserne inden for kernekemi, især inden for isotopseparation. Dette skete omkring tiden før og under Anden Verdenskrig. Kemikere opdagede vigtige kendsgerninger inden for astrokemi.
Fragment af M. Lomonosovs manuskript "Fysisk kemi" (1752)
Tidsskrifter
Disse tidsskrifter dækker fysisk kemi:
- Zeitschrift für Physikalische Chemie (1887)
- Journal of Physical Chemistry A (fra 1896 som Journal of Physical Chemistry, omdøbt i 1997)
- Physical Chemistry Chemical Physics (fra 1999, tidligere Faraday Transactions med en historie, der går tilbage til 1905)
- Makromolekylær kemi og fysik (1947)
- Årlig gennemgang af fysisk kemi (1950)
- Molekylær fysik (tidsskrift)|Molekylær fysik (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 (fra 2010, kombinerede breve, der tidligere blev offentliggjort i de separate tidsskrifter)
Et historisk tidsskrift, der dækkede både kemi og fysik, var Annales de chimie et de physique. Det startede i 1789 og blev udgivet under det navn, der er angivet her, fra 1815-1914.
Grene og beslægtede emner
- Termokemi
- Kemisk kinetik
- Kvantekemi
- Elektrokemi
- Fotokemi
- Overfladekemi
- Kemi i faststof
- Spektroskopi
- Biofysisk kemi
- Materialevidenskab
- Fysisk organisk kemi
- Mikromeritologi
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er fysisk kemi?
A: Fysisk kemi er en gren af videnskaben, der anvender fysik til at studere kemiske systemer på makroskopisk, atomart, subatomart og partikulært niveau.
Spørgsmål: Hvordan adskiller fysisk kemi sig fra kemisk fysik?
A: Selv om begge discipliner anvender fysik til at studere kemiske systemer, fokuserer fysisk kemi mere på makroskopisk eller supramolekylær videnskab og masseegenskaber end på molekylær/atomar struktur alene.
Spørgsmål: Hvilke begreber studeres i fysisk kemi?
A: Fysisk kemi undersøger begreber som bevægelse, energi, kraft, tid, termodynamik, kvantekemi, statistisk mekanik og dynamik.
Spørgsmål: Hvilke typer sammenhænge forsøger den fysiske kemi at løse?
A: Fysisk kemi forsøger at løse virkningerne af ting som f.eks. kemisk ligevægt og kolloider.
Spørgsmål: Fokuserer fysisk kemi på molekylær/atomar struktur?
A: Nej; selv om man kan se på molekylær/atomar struktur, når det er nødvendigt for at forstå visse fænomener, vedrører størstedelen af begreberne i kemi bulkegenskaber snarere end individuelle molekyler eller atomer.
Spørgsmål: Hvilken type videnskab er fysisk kemi?
A: Fysisk kemi er for det meste en makroskopisk eller supra-molekylær videnskab.
