Fizica chimică este un subdisciplină a chimiei și fizicii, care investighează fenomenele fizico-chimice, folosind tehnici de fizica atomică și moleculară și fizica materiei condensate. Este o ramură a fizicii care studiază procesele chimice din punctul de vedere al fizicii. Deşi se află la interfața dintre fizică și chimie, fizica chimică este diferită de chimia fizică, care se concentrează mai mult pe elementele caracteristice și teoriile fizicii. Chimia fizică studiază natura fizică a chimiei. Cu toate acestea, distincția între cele două domenii este vagă.
Fizicienii chimişti sondează de obicei structura și dinamica ionilor, radicalilor liberi, polimerilor, clusterelor, și moleculelor. Domeniile de studiu includ comportamentul cuantic mecanic al reacțiilor chimice, procesul de solvatare, fluxul de energie inter și intra-molecular, și entitățile unice, cum ar fi nanocristalele. Fizicienii chimişti experimentali folosesc o varietate de tehnici spectroscopice pentru a înțelege mai bine legătura de hidrogen, transferul de electroni, formarea și dizolvarea legăturilor chimice, reacțiile chimice, și formarea de nanoparticule. Fizicienii chimişti teoreticieni crează simulări ale proceselor moleculare cercetate în aceste experimente penru a explica rezultatele și a ghida investigațiile viitoare. Obiectivele de cercetare în fizica chimică includ înțelegerea structurilor chimice și a reacțiilor la nivel de mecanică cuantică, elucidarea structurii și reactivitatea ionilor și a radicalilor în fază gazoasă, și descoperirea aproximărilor corecte pentru a face fizica fenomenelor chimice accesibilă informatic. Fizicienii chimişti sunt în căutarea de răspunsuri la întrebări cum ar fi:
- Putem testa experimental predicţii ale mecanice cuantice pentru vibrații și rotații ale moleculelor simple? Sau chiar pentru molecule complexe (cum ar fi proteinele)?
- Putem dezvolta metode mai precise pentru calcularea structurii electronice și proprietățile moleculelor?
- Putem înțelege reacțiile chimice din primele principii?
- De ce nanocristalele încep să devină fluorescente itermitent (într-un model care sugerează cinetica fractală) după ce absorb fotoni de lumină?
- Cum au loc cu adevărat reacțiile chimice?
- Ce este procesul pas-cu-pas care apare atunci când o moleculă izolată ajunge solvatată? Sau când un întreg ansamblu de molecule ajunge solvatat?
- Putem folosi proprietățile ionilor negativi pentru a determina structurile moleculare, a înțelege dinamica reacțiilor chimice, sau a explica fotodisocierea?
- De ce un flux de raze X de mică energie ciocneşte suficienţi electroni din atomii dintr-un cluster xenon a face ca clusterul să explodeze?
Lasă un răspuns