物理化学

物理化学は、化学システムを研究するために物理学を使用します。マクロレベル、原子レベル、素粒子レベル、そして微粒子レベルで研究します。運動、エネルギー、時間熱力学、量子化学、統計力学、動力学などの概念に注目する。

物理化学は化学物理学とは違う。物理化学は、ほとんどが巨視的あるいは超分子的な科学である。物理化学の概念の大半は、分子/原子構造だけでなく、バルクの特性に関するものである。例えば、化学平衡やコロイドなどである。

物理化学が解決しようとする関係には、その影響も含まれる。

歴史

物理化学」という言葉は、1752年にミハイル・ロモノーソフが初めて使った言葉である。彼はペテルブルグ大学の学生に「真の物理化学の講座」(ロシア語:Курс истинной физической химии)という題で講義を行った。

近代物理化学は、1860年代から1880年代にかけて、化学熱力学、溶液中の電解質、化学反応速度論などの研究が行われ、発展してきた。1876年、ジョサイア・ウィラード・ギブスは「不均質な物質の平衡について」という論文を書いた。この論文は、ギブスエネルギー、化学ポテンシャル、ギブス相則など、物理化学の主要な部分の多くを紹介した。その他、エンタルピーや高分子過程に関するハイケ・カマーリン・オンズの研究も重要な発見である。

物理化学に関する最初の科学雑誌は、ドイツの雑誌「Zeitschrift für Physikalische Chemie」である。1887年にウィルヘルム・オストワルドとヤコブス・ヘンリカス・ファン・ト・ホフによって創刊された。19世紀末から20世紀初頭にかけて、この2人とスヴァンテ・アウグスト・アレニウスが物理化学分野の第一人者として活躍した。3人ともノーベル化学賞を受賞している。

20世紀には重要な発見があった。例えば、統計力学の化学系への応用や、ラングミュアによるコロイドと表面化学の研究などである。1930年代には、ライナス・ポーリングらが量子力学を応用し、量子化学を発展させた。化学理論は、新しい実験的発見とともに発展してきた。20世紀には、赤外分光法、マイクロ波分光法、EPR分光法、NMR分光法などの新しい分光法が始まりました。

また、核化学、特に同位体分離の発見により、物理化学も進歩した。これは、第二次世界大戦の前後で起こったことです。化学者たちは、宇宙化学の分野で重要な事実を発見しました。

M.ロモノーソフの手稿「物理化学」(1752年)の断片Zoom
M.ロモノーソフの手稿「物理化学」(1752年)の断片

雑誌

これらの雑誌は物理化学を扱っています。

  • ぶつりてきかがくしゅみ(1887年)
  • Journal of Physical Chemistry A(1896年からJournal of Physical Chemistryとして刊行、1997年に改題)
  • Physical Chemistry Chemical Physics(1999年より、旧Faraday Transactions、1905年までの歴史あり)
  • 高分子化学と物理学(1947年)
  • 物理化学の年報 (1950)
  • 分子物理学(雑誌)|分子物理学(1957)
  • ジャーナル・オブ・フィジカル・オーガニック・ケミストリー(1988年)
  • ジャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリーB (1997)
  • ChemPhysChem (2000)
  • ジャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリーC (2007年)
  • Journal of Physical Chemistry Letters(2010年以降、各誌に掲載された論文を統合したもの)

化学と物理の両方をカバーする歴史的な雑誌が、Annales de chimie et de physiqueである。1789年に創刊され、1815年から1914年までここにあげた名前で発行された。

ブランチと関連するトピック

質問と回答

Q:物理化学とは何ですか?


A:物理化学は、物理学を用いて、マクロなレベル、原子レベル、素粒子レベルの化学系を研究する科学の一分野です。

Q:物理化学は化学物理学とどう違うのですか?


A:どちらの分野も物理学を使って化学システムを研究しますが、物理化学は分子・原子の構造だけでなく、巨視的または超分子レベルの科学とバルクの性質により重点を置いています。

Q:物理化学で学ぶ概念にはどのようなものがありますか?


A:物理化学では、運動、エネルギー、力、時間、熱力学、量子化学、統計力学、動力学といった概念を学びます。

Q:物理化学はどのような関係を解決しようとするのですか?


A:物理化学は、化学平衡やコロイドといったものの影響を解決しようとするものです。

Q:物理化学は分子・原子構造に着目しているのですか?


A:いいえ。ある現象を理解するために必要であれば、分子や原子の構造を見ることもありますが、その概念の大部分は、個々の分子や原子ではなく、バルクの性質に関連しています。

Q:物理化学はどのような科学ですか?


A:物理化学は、ほとんどが巨視的または超分子的な科学です。

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