Fysikemiska

Fysikemiska, eller fysikalisk kemi, är den gren av kemin som studerar materiens egenskaper och kemiska reaktioner med hjälp av fysikens principer. Den söker förstå hur atomära och molekylära processer leder till makroskopiska fenomen som temperatur, tryck, fasövergångar och reaktionshastigheter. Fysikemiska studier kombinerar teoretiska modeller med experiment för att koppla mikroskopisk funktion till observerbara egenskaper.

Viktiga områden inkluderar termodynamik och fasjämvikter, reaktionskinetik och mekanismer, kvantkemi, spektroskopi och fotokemi, statistisk mekanik, elektrokemi, ytkemi och katalys samt materialfysik.

Metoderna inom fysiska kemi är både experimentella och teoretiska. Experiment inkluderar kalorimetri för energiflöden, spektroskopiska tekniker som UV-Vis, IR och NMR, röntgendiffraktion, och elektroanalytiska metoder. Observationsdata används tillsammans med teoretiska modeller från kvantkemi och statistisk mekanik. Inom datorbaserad kemi används molekylär dynamik, kvantkemi beräkningar och densitetsfunktionalteori (DFT) för att förutsäga strukturer, energier och reaktionsbeteenden.

Fysiska kemi-domäner används inom många tillämpningar: energilagring och batteriteknik, materialdesign, katalys och processutveckling, läkemedelsforskning, miljövetenskap och biokemi.

Historiskt växte disciplinen fram under 1800- och 1900-talen med bidrag från Gibbs, Arrhenius, Planck och Schrödinger, och den har sedan dess varit central i utvecklingen av teoretisk kemi, teknisk forskning och industriell tillämpning.