Физикийн хими

Физикийн хими -химийн шинжлэх ухааны нэг хэсэг бөгөөд химийн бодисын бүтэц, найрлага, хувирлын ерөнхий хуулиудыг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Мөн химийн систем дэх үзэгдлийн хөдөлгөөн, энерги, хүч, цаг хугацаа, термодинамик, квант хими, статистик механик, аналитик динамик, химийн тэнцвэрт байдал зэрэг физикийн зарчим, практик, ойлголтын үүднээс судалдаг шинжлэх ухаан юм.

Физикийн хими нь химийн физикээс ялгаатай нь голчлон (гэхдээ үргэлж биш) молекулын дээд шинжлэх ухаан юм, учир нь түүний үндэслэсэн зарчмуудын дийлэнх нь зөвхөн молекул, атомын бүтцэд (жишээлбэл, химийн тэнцвэрт байдал болон коллоид).

Физик хими шийдвэрлэхийг хичээдэг зарим харилцаанд дараахь нөлөөллүүд орно:

- Материалын физик шинж чанарт нөлөөлдөг молекул хоорондын хүч (хуванцар, суналтын бат бэх, шингэний гадаргуугийн хурцадмал байдал)

- Урвалын хурд дахь урвалын кинетик.

- Ионы таних тэмдэг ба материалын цахилгаан дамжуулах чанар

- Гадаргуугийн шинжлэх ухаан, эсийн мембраны цахилгаан химийн.

- Нэг бие нь нөгөө биетэй дулааны хэмжигдэхүүн болон ажлын харилцан үйлчлэлийг термодинамик гэж нэрлэдэг

- Термохими гэж нэрлэгддэг фазын өөрчлөлт эсвэл химийн урвалын үед химийн систем ба түүний хүрээлэн буй орчны хооронд дулаан дамжуулах

- Үе шат шилжих эсвэл химийн урвал явагдах үед химийн систем болон орчны хоорондох дулаан дамжуулалт буюу термохими.

- Уусмал дахь төрөл зүйлсийн тооны коллигатив шинж чанар.

- Үе шат, бүрэлдэхүүн хэсэг, чөлөөт байдал (эсвэл хувьсах байдал)-ын харилцан хамаарлыг үе шатны дүрмээр тодорхойлох.

- Электрохимийн эсүүдийн урвал.

- Квант механик ашиглан микроскоп системийн болон статистик термодинамик ашиглан макроскоп системийн зан байдал.

- Молекул болон металл комплекс дахь электрон хөдөлгөөний энергийн тооцоо.

Үндсэн Oйлголтууд

Физик химийн гол ойлголтууд нь цэвэр физикийг химийн асуудалд хэрхэн хэрэглэж буй арга замууд юм.

Сонгодог химийн нэг гол ойлголт нь бүх химийн нэгдлүүд нь атомуудын холбоосоор бүрдсэн бүлгүүд гэж үздэг ба химийн урвал нь эдгээр холбоосууд үүсэх ба тасрах үйл явц гэж тодорхойлогддог. Химийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг атомууд болон тэдгээрийн холбоосыг тодорхойлсноор урьдчилан таамаглах нь физик химийн гол зорилтуудын нэг юм. Атом болон холбоосыг нарийвчлан тодорхойлоход атомын цөм хаана байгааг болон электроны тархалтыг мэдэх шаардлагатай.

Салбарууд

Квант химийн механик нь квант механикийг химийн асуудалд хэрэглэдэг физик химийн салбар бөгөөд холбоосын хүч, хэлбэр, цөмийн хөдөлгөөн, химийн нэгдлээр гэрэл хэрхэн шингэж ялгардагийг тодорхойлох хэрэгслүүдийг өгдөг.

Спектроскопи нь электромагнит долгионыг бодистой харилцуулахыг судалдаг физик химийн салбар юм.

Химийн термодинамик нь урвалууд автоматаар явагдах боломжтой эсэх, химийн холимогт ямар шинж чанарууд байж болохыг судалдаг. Энэ нь урвалын явц хэр хол явж болох, хөдөлгүүрийн дотоод шаталтын хөдөлгүүрт хэдэн хэмжээний энерги ажилд хувирдаг зэрэг хэмжээг хязгаарладаг.

Химийн кинетик нь урвалууд хэр хурдан явагдахыг судалдаг. Урвалын хурд нь температурыг дагаж, урвалын оролцогч болон катализаторын концентрациас хамаардаг.

Түүх

"Физик химийн шинжлэх ухаан" гэдэг нэр томъёог 1752 онд Михаил Ломоносов анх удаа хэрэглэжээ. Орчин үеийн физик химийн үндэс нь 1860-аад оноос химийн термодинамик, уусмал дахь электролит, химийн кинетик зэрэг сэдвүүдээр хөгжиж эхэлсэн. 1876 онд Жозиа Уиллард Гиббс "Холимог бодисын тэнцвэр" судалгаагаараа физик химийн үндсэн ойлголтууд болох Гиббсийн энерги, химийн потенциал, үе шатны дүрмийг танилцуулсан.

1887 онд Германд физик химийн чиглэлээр анхны шинжлэх ухааны сэтгүүл болох Zeitschrift für Physikalische Chemie үүсгэн байгуулагдсан бөгөөд үүний хамтран үүсгэн байгуулагчид болох Вилхелм Оствалд, Якобус Хенрик ван 'т Хофф, мөн Свантэ Аугуст Аррениус нар нь 19-20-р зууны шилдэг физик химичид байв.

20-р зуунд статистик механик, коллоид болон гадаргын химийн судалгаа, квант механикийг квант химийн механик болгон хөгжүүлсэн нь физик химийн томоохон дэвшил болсон. Мөн спектроскопийн янз бүрийн аргууд (жишээ нь, хэт улаан туяаны спектроскопи, микродолгионы спектроскопи, электрон парамагнетик резонанс, цөмийн соронзон резонанс) нь 20-р зууны хамгийн чухал нээлтүүдийн нэг юм.

Орчин үеийн хөгжил

Физик химийн орчин үеийн хөгжүүлэлт нь цөмийн химийн нээлтүүд, изотоп ялгах технологи, одон оронгийн химийн судалгаа, мөн химийн бүтэц дээр үндэслэсэн физик-химийн шинж чанаруудыг тооцоолох алгоритмуудыг хөгжүүлэхэд чиглэгдсэн байна. Энэ нь химийн молекулыг синтезлээгүй ч гэсэн түүний физик-химийн олон шинж чанарыг яг нарийн тооцоолох боломжийг олгодог практик ач холбогдолтой юм.