Qu'est-ce que la chimie physique?
Littéralement des millions de composés chimiques existent.Les façons dont ces composés et leurs constituants réagissent et interagissent les uns avec les autres sont régis par certains principes physiques qui expliquent leur comportement.La chimie physique est donc le fondement sur lequel repose tous les autres domaines de la chimie, et cette science est également pertinente pour pratiquement tous les autres domaines scientifiques.La chimie physique est englobée par quatre sujets, notamment la thermodynamique, la chimie quantique, la cinétique chimique et la thermodynamique statistique.
La thermodynamique est l'étude de la conversion de l'énergie en chaleur et travail.Dans ce contexte, le travail est défini comme l'énergie transférée par une force;Par exemple, donner un coup de pied à une balle est une forme de travail dans laquelle la personne qui donne un coup de pied à la balle transfère la force de son pied au ballon, provoquant le déplacement du ballon.La thermodynamique étudie également les façons dont le processus de conversion peut être modifié en modifiant les variables telles que la pression et la température dans un système.
La chimie quantique est une science théorique qui décrit comment les molécules se lient les unes aux autres en appliquant les principes de la théorie du champ quantique et de la mécanique quantique.Ces principes décrivent comment les atomes et les particules subatomiques se comportent dans divers systèmes, et régissent à leur tour comment les molécules se comportent.Théoriquement, tous les systèmes chimiques peuvent être décrits en utilisant la chimie quantique, mais en pratique, seuls les systèmes très simples peuvent être étudiés avec précision.
La cinétique chimique étudie les taux de processus chimiques.La vitesse d'un processus chimique donné est simplement la vitesse à laquelle une réaction chimique se produit.Par exemple, contrastez le taux d'oxydation du fer, qui est un processus très lent, avec le taux de combustion de carburant, qui est un processus fractionné-seconde.La cinétique chimique étudie également la façon dont les variables changeantes telles que la pression et la température changent la vitesse à laquelle les réactions se produisent.
Ces trois aspects de la chimie physique sont liés par un quatrième, appelé thermodynamique statistique.Ce champ concerne la distribution d'énergie dans les systèmes chimiques et relie également les mondes microscopiques et macroscopiques.L'objectif principal de la thermodynamique statistique est d'interpréter les propriétés macroscopiques de divers types de matière par rapport aux interactions entre leurs molécules et particules microscopiques constituantes.
Grâce à l'étude de ces quatre concepts, la chimie physique moderne cherche à comprendre des problèmes chimiques complexes dans le contexte des sciences biologiques, environnementales et des matériaux.Même s'il s'agit de champs largement disparates, les principes de la chimie physique sont pertinents pour tous, y compris les sciences biologiques et physiques et chimiques.Il s'agit en fait d'une science hautement multidisciplinaire, précisément parce que les principes chimiques qu'il étudie sont pertinents pour tous les systèmes biologiques et chimiques.