Chimica fisica

La chimica fisica usa la fisica per studiare i sistemi chimici. Li studia a livello macroscopico, atomico, subatomico e particellare. Esamina concetti come movimento, energia, forza, tempo, termodinamica, chimica quantistica, meccanica statistica e dinamica.

La chimica fisica non è la stessa cosa della fisica chimica. La chimica fisica è per lo più una scienza macroscopica o sovra-molecolare. La maggior parte dei concetti di chimica fisica si riferiscono alle proprietà di massa piuttosto che alla sola struttura molecolare/atomica. Questi includono l'equilibrio chimico e i colloidi.

Alcune delle relazioni che la chimica fisica cerca di risolvere includono gli effetti di:

Storia

Il termine "chimica fisica" fu usato per la prima volta da Mikhail Lomonosov nel 1752. Egli presentò un corso con il titolo "Un corso di vera chimica fisica" (russo: "Курс истинной физической химии") agli studenti dell'Università di Pietroburgo.

La chimica fisica moderna fu sviluppata negli anni 1860-1880 con lavori sulla termodinamica chimica, elettroliti in soluzione, cinetica chimica e altri argomenti. Nel 1876, Josiah Willard Gibbs scrisse un articolo chiamato "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances". Questo articolo introdusse molte delle parti principali della chimica fisica, come l'energia di Gibbs, i potenziali chimici, la regola di fase di Gibbs. Altre importanti scoperte includono il lavoro di Heike Kamerlingh Onnes sull'entalpia e i processi macromolecolari.

La prima rivista scientifica sulla chimica fisica fu la rivista tedesca Zeitschrift für Physikalische Chemie. Fu fondata nel 1887 da Wilhelm Ostwald e Jacobus Henricus van 't Hoff. I due chimici e Svante August Arrhenius furono gli uomini di punta della chimica fisica alla fine del XIX secolo e all'inizio del XX secolo. Tutti e tre hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica.

Nel 20° secolo sono state fatte importanti scoperte. Queste includono l'applicazione della meccanica statistica ai sistemi chimici e il lavoro di Irving Langmuir sui colloidi e la chimica di superficie. Negli anni '30, Linus Pauling e altri applicarono la meccanica quantistica per sviluppare la chimica quantistica. Le teorie chimiche sono cresciute con le nuove scoperte sperimentali. Nuove forme di spettroscopia sono iniziate nel 20° secolo, tra cui: spettroscopia infrarossa, spettroscopia a microonde, spettroscopia EPR e spettroscopia NMR.

La chimica fisica migliorò anche con le scoperte nella chimica nucleare, specialmente nella separazione degli isotopi. Questo accadde nel periodo prima e durante la seconda guerra mondiale. I chimici scoprirono fatti importanti in astrochimica.

Frammento del manoscritto di M. Lomonosov "Chimica fisica" (1752)Zoom
Frammento del manoscritto di M. Lomonosov "Chimica fisica" (1752)

Riviste

Queste riviste coprono la chimica fisica:

  • Giornale di chimica fisica (1887)
  • Journal of Physical Chemistry A (dal 1896 come Journal of Physical Chemistry, rinominato nel 1997)
  • Physical Chemistry Chemical Physics (dal 1999, ex Faraday Transactions con una storia che risale al 1905)
  • Chimica e fisica macromolecolare (1947)
  • Rassegna annuale di chimica fisica (1950)
  • Fisica molecolare (rivista)|Fisica molecolare (1957)
  • Giornale di chimica organica fisica (1988)
  • Giornale di chimica fisica B (1997)
  • ChemPhysChem (2000)
  • Giornale di chimica fisica C (2007)
  • Journal of Physical Chemistry Letters (dal 2010, lettere combinate precedentemente pubblicate nelle riviste separate)

Una rivista storica che copriva sia la chimica che la fisica era Annales de chimie et de physique. Iniziò nel 1789 e fu pubblicata con il nome qui riportato dal 1815 al 1914.

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Domande e risposte

D: Che cos'è la chimica fisica?


R: La chimica fisica è una branca della scienza che utilizza la fisica per studiare i sistemi chimici a livello macroscopico, atomico, subatomico e particellare.

D: In che modo la chimica fisica differisce dalla fisica chimica?


R: Sebbene entrambe le discipline utilizzino la fisica per studiare i sistemi chimici, la chimica fisica si concentra maggiormente sulla scienza macroscopica o sovra-molecolare e sulle proprietà di massa, piuttosto che sulla sola struttura molecolare/atomica.

D: Quali sono alcuni concetti studiati nella chimica fisica?


R: La chimica fisica esamina concetti come il movimento, l'energia, la forza, il tempo, la termodinamica, la chimica quantistica, la meccanica statistica e la dinamica.

D: Quali tipi di relazioni cerca di risolvere la chimica fisica?


R: La chimica fisica cerca di risolvere gli effetti di cose come l'equilibrio chimico e i colloidi.

D: La chimica fisica si concentra sulla struttura molecolare/atomica?


R: No; anche se può esaminare la struttura molecolare/atomica quando è necessario per la comprensione di alcuni fenomeni, la maggior parte dei suoi concetti si riferisce a proprietà di massa piuttosto che a singole molecole o atomi.

D: Che tipo di scienza è la chimica fisica?


R: La Chimica fisica è principalmente una scienza macroscopica o sovra-molecolare.

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