Füüsikaline keemia
Füüsikaline keemia kasutab keemiliste süsteemide uurimiseks füüsikat. See uurib neid makroskoopilisel, aatomilisel, subatomaarsel ja tahkete osakeste tasandil. See uurib selliseid mõisteid nagu liikumine, energia, jõud, aeg, termodünaamika, kvantkeemia, statistiline mehaanika ja dünaamika.
Füüsikaline keemia ei ole sama mis keemiline füüsika. Füüsikaline keemia on enamasti makroskoopiline ehk ülalmolekulaarne teadus. Enamik füüsikalise keemia mõisteid on seotud pigem lahtiste omadustega kui ainult molekulaarse/atomaarse struktuuriga. Nende hulka kuuluvad keemiline tasakaal ja kolloidid.
Mõned seosed, mida füüsikaline keemia püüab lahendada, hõlmavad järgmisi mõjusid:
Ajalugu
Terminit "füüsikaline keemia" kasutas esimest korda Mihhail Lomonossov 1752. aastal. Ta esitas Peterburi ülikooli üliõpilastele loengukursuse pealkirjaga "Kursus tõelises füüsikalises keemias" (vene keeles "Курс истинной физической химии").
Kaasaegne füüsikaline keemia arenes 1860-1880ndatel aastatel, mil töötati keemilise termodünaamika, elektrolüütide lahuste, keemilise kineetika ja muude teemade kallal. 1876. aastal kirjutas Josiah Willard Gibbs artikli "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Heterogeensete ainete tasakaalustatus). Selles artiklis tutvustati paljusid füüsikalise keemia peamisi osi, nagu Gibbs'i energia, keemilised potentsiaalid, Gibbs'i faasireegel. Muude oluliste avastuste hulka kuuluvad Heike Kamerlingh Onnesi tööd entalpiate ja makromolekulaarsete protsesside kohta.
Esimene füüsikalist keemiat käsitlev teadusajakiri oli saksa ajakiri Zeitschrift für Physikalische Chemie. Selle asutasid 1887. aastal Wilhelm Ostwald ja Jacobus Henricus van 't Hoff. Need kaks keemikut ja Svante August Arrhenius olid 19. sajandi lõpu ja 20. sajandi alguse füüsikalise keemia juhtivad mehed. Kõik kolm said Nobeli keemiapreemia.
Olulised avastused tehti 20. sajandil. Nende hulka kuuluvad statistilise mehaanika rakendamine keemilistele süsteemidele ning Irving Langmuiri tööd kolloidide ja pinnakeemia alal. 1930. aastatel rakendasid Linus Pauling ja teised kvantmehaanikat kvantkeemia arendamiseks. Keemilised teooriad on kasvanud koos uute eksperimentaalsete avastustega. 20. sajandil hakati kasutama uusi spektroskoopia vorme, sealhulgas infrapunaspektroskoopiat, mikrolainespektroskoopiat, EPR-spektroskoopiat ja NMR-spektroskoopiat.
Füüsikaline keemia paranes ka tänu avastustele tuumakeemia vallas, eriti isotoopide eraldamisel. See toimus umbes ajal enne Teist maailmasõda ja selle ajal. Keemikud avastasid olulisi fakte astrokeemias.
Fragment M. Lomonossovi käsikirjast "Füüsikaline keemia" (1752)
Ajakirjad
Need ajakirjad hõlmavad füüsikalist keemiat:
- Zeitschrift für Physikalische Chemie (1887)
- Journal of Physical Chemistry A (alates 1896. aastast Journal of Physical Chemistry, ümbernimetatud 1997. aastal)
- Physical Chemistry Chemical Physics (alates 1999. aastast, varem Faraday Transactions, mille ajalugu ulatub tagasi 1905. aastasse).
- Makromolekulaarne keemia ja füüsika (1947)
- Annual Review of Physical Chemistry (1950)
- Molekulaarfüüsika (ajakiri)|Molekulaarfüüsika (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 (alates 2010. aastast, varem eraldi ajakirjades avaldatud kirjad on koondatud).
Ajalooline ajakiri, mis hõlmas nii keemiat kui ka füüsikat, oli Annales de chimie et de physique. See algas 1789. aastal ja ilmus siin esitatud nime all aastatel 1815-1914.
Harud ja nendega seotud teemad
- Termokeemia
- Keemiline kineetika
- Kvantkeemia
- Elektrokeemia
- Fotokeemia
- Pinna keemia
- Tahkete osakeste keemia
- Spektroskoopia
- Biofüüsikaline keemia
- Materjaliteadus
- Füüsikaline orgaaniline keemia
- Micromeritics
Küsimused ja vastused
K: Mis on füüsikaline keemia?
V: Füüsikaline keemia on teadusharu, mis kasutab füüsikat keemiliste süsteemide uurimiseks makroskoopilisel, aatomi, subatoomilisel ja osakeste tasandil.
K: Mille poolest erineb füüsikaline keemia keemilisest füüsikast?
V: Kuigi mõlemad teadusharud kasutavad keemiliste süsteemide uurimiseks füüsikat, keskendub füüsikaline keemia pigem makroskoopilisele või molekulaarülesele teadusele ja lahtistele omadustele kui ainult molekulaar-/atomaarsele struktuurile.
K: Milliseid mõisteid uuritakse füüsikalises keemias?
V: Füüsikaline keemia uurib selliseid mõisteid nagu liikumine, energia, jõud, aeg, termodünaamika, kvantkeemia, statistiline mehaanika ja dünaamika.
K: Milliseid seoseid püüab füüsikaline keemia lahendada?
V: Füüsikaline keemia püüab lahendada selliseid asju nagu keemiline tasakaal ja kolloidid.
K: Kas füüsikaline keemia keskendub molekulaarsele/atomaarsele struktuurile?
V: Ei; kuigi molekulaarset/atomaarset struktuuri võib vaadelda, kui see on vajalik teatavate nähtuste mõistmiseks, on enamik selle mõistetest seotud pigem lahtiste omadustega kui üksikute molekulide või aatomite omadustega.
K: Mis liiki teadus on füüsikaline keemia?
V: Füüsikaline keemia on enamasti makroskoopiline või molekuliülene teadus.
