Física química

Figura 1. Gràfic cinètic (a.) i isotèrmic (b.) de sorción de vapor d'aigua per a celulosa microcristalina a 25,0 °C.

La física química és una ciència que investiga fenomens fisicoquímicos usant tècniques de la física atòmica i molecular, i de la física de l'estat sòlit; és la branca de la física que estudia els processos químics des del punt de vista de la física. Encara que es troba en l'interfaç entre física i química, la física química és distinta de la química física o fisicoquímica pel fet de que s'enfoca en els elements i teories característics de la física. A la seua volta, la química física estudia la naturalea física de la química.

Lo que fan els físics químics

En general, els físics químics investiguen l'estructura i la dinàmica d'ionés, radicals lliures, clústers, molèculas i polímeros. Les àrees d'estudi inclouen el comportament quàntic de les reaccions químiques, el procés de solvatación, el fluix d'energia inter- i intra-molecular, i entitats simples com els punts quàntics. Els físics químics experimentals usen una varietat de tècniques espectroscópicas per a entendre millor l'enllaç d'hidrogen, la transferència d'electrons, la formació i desintegració d'enllaços químics, les reaccions químiques i la formació de nanopartículas. Els físics químics teòrics creen simulacions dels processos moleculars investigats en estos experiments tant per a explicar els resultats com per a guiar investigacions futures. Les metes de l'investigació física química inclouen la comprensió de les estructures i reaccions al nivell de mecànica quàntica, l'esclariment de l'estructura i reactivitat dels ions i radicals en fase gaseosa, i el descobriment d'aproximacions exactes per a fer computacionalment accessible la física dels fenomens químics. Els físics químics estan buscant respostes per a preguntes com:

• ¿Es poden provar experimentalment les prediccions de la mecànica quàntica respecte a la vibració i rotació de molècules senzilles?
• ¿Es poden desenrollar métodos més exactes per a calcular l'estructura electrònica i les propietats de les molècules?
• ¿Podem entendre les reaccions químiques a partir de principis fonamentals?
• ¿Per qué els punts quàntics parpadean (en un patró que sugerix cinètica fractal) despuix d'absorbir fotons de llum?
• ¿Cóm tenen lloc realment les reaccions químiques?
• ¿Quin és el procés passe a pas que ocorre quan una molècula aïllada es solvata?
• ¿Poden usar-se les propietats de ions negatius per a determinar estructures moleculars, comprendre la dinàmica de les reaccions químiques, o explicar la fotodisociación?
• ¿Per qué una corrent de rajos X blans arranca suficients Electró electrons dels àtoms d'un clúster de xenón per a causar que dit clúster explote?

Campos relacionats

• Fisicoquímica
• Física de l'estat sòlit
• Espectroscopía
• Forces intermoleculars
• Ciència de superfícies
• Molècules de van der Waals