物理化学

物理化学（英语：Physical chemistry），简称物化，是一门从物理学角度分析物质体系化学行为的原理、规律和方法的学科，可谓近代化学的原理根基。物理化学家关注于分子如何形成结构、动态变化、分子光谱原理、平衡态等根本问题，涉及的物理学有静力学、动力学、量子力学、统计力学等。大体而言，物理化学为化学诸分支中，最讲求数值精确和理论解释的学科。化学物理学和物理化学都是物理学和化学的交叉学科，但二者还是有细微区别的。化学物理学主要是研究化学过程的特征现象和物理理论，而物理化学主要研究化学的物理本质，主要借助原子与分子物理学和凝聚态物理学中的理论方法和实验技术，研究物理化学现象的学科。
以下都在物理化学要研究的范围之中：

影响物体物理性质（包括塑性变形、强度及液体中的表面张力）的分子间作用力。
有关反应速率的化学动力学。
材料的导电性。
细胞膜的表面化学及电化学。
物体之间热及功交换，称为热力学。
化学系统和环境之间，在相变或化学反应中产生的热交换，称为热化学。
溶液中依数性的研究。
配合相律判断相数、成份数及自由度。
电化电池的反应。

== 关键概念 ==
物理化学的关键概念是纯物理学应用于化学问题的方式。
经典化学的关键概念之一是，所有化合物都可以描述为一群彼此键结的原子，而化学反应可以描述为化学键的生成及断裂。 根据原子的描述及其键结方式预测化合物的性质是物理化学的主要目标之一。 为了精确地描述原子和键，有必要知道原子核的位置以及电子在原子核周围的分佈。

== 学科 ==
物理化学是以纯物理来处理化学的问题。物理化学的主要研究内容有三个方面：

化学体系的宏观平衡性质：以热力学的三个基本定律为理论基础来研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。属于这方面的分支学科有化学热力学、溶液、胶体和表面化学。
化学体系的微观结构和性质：以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性。属于这方面的分支学科有结构化学和量子化学。
化学体系的动态性质：研究体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。属于这方面的分支学科有化学动力学、催化、光化学和电化学。
量子化学是物理化学的一个分支，主要是将量子力学应用在化学问题上，有一些工具可以确认键结的强度及化学键的形状、原子移动的方式、及化合物的吸收光谱或发射光谱。光谱学是物理化学中的一个子学科，关注物质和电磁辐射之间的交互作用。
化学中另一个重要的问题是哪些反应会自然发生，特定化合物混合后会有什么特质？化学热力学就是研究此方面的概念，可以回答一个反应可以以多快的速率进行、内燃机中有多少能量可以转换为功、并且可以找到像热膨胀系数等物理量和某一压力下气体或液体熵变化率之间的关系。化学热力学常用来判断一个反应器或是引擎设计是否可行…