شیمی‌فیزیک (به انگلیسی: Physical chemistry) شاخه‌ای از دانش شیمی است که در آن، از قواعد و قوانین فیزیکی، برای حل مسائل شیمی استفاده می‌گردد. یعنی هدف از شیمی‌فیزیک، یادگیری قواعد نظری فیزیک در توجیه موضوع و مبحث شیمی است. برای آشنایی بیشتر با دانش شیمی‌فیزیک، بایستی با زیر شاخه‌های این دانش آشنا گردیم. شیمی‌فیزیک پایه‌ای‌ترین شاخهٔ شیمی است. شاخه‌ای که می‌توان قانون گاه شیمی نامید. این دانش دارای دانشمندان بنامی چون گیبس، هلمهوتز، آرنیوس، نرنست، شرودینگر و غیره‌است. این علم با فیزیک رابطه‌ای نزدیک دارد.

رابطه شیمی فیزیک با دیگر علوم

شیمی‌فیزیک علمی گسترده بوده که پلی میان تمام علوم از زیست‌شناسی تا اعماق فیزیک نظری ایجاد می‌کند این علم ارتباط عمیقی با ریاضیات و فیزیک حالت جامد و همچنین فیزیک اتمی و ملکولی دارد چرا که حوزه‌هایی همچون شیمی کوانتومی بسیار شهودی بوده و به ریاضیات بسیار پیچیده‌ای احتیاج دارد تنها تفاوت این علم با فیزیک نپرداختن به دنیای فیزیک ذرات است هرچند که دانشمندان این علم اطلاعات کافی از علم فیزیک ذرات دارند چرا که در طیف‌سنجی عملاً با دنیای ذرات درگیر هستیم.

این علم تقریباً با تمامی علوم در ارتباط است به خصوص فیزیک نوین امروزه دانشمندان این علم با بررسی شیمی‌فیزیک ملکول‌های زیستی این علم را با زیست‌شناسی پیوند زدند و علم بیوشیمی فیزیک را پدیدآوردند همین‌طور این علم پیوند عمیقی با مهندسی شیمی مهندسی مواد و مکانیک دارد به طور کلی شیمی‌فیزیک ساختار و تغیر مواد شرکت کننده در واکنش تا محصول واکنش را از نقطه نظر میکروسکوپی یعنی ساختار اتم تا ابعاد ماکروسکوپی یعنی حالت یک فرایند را مورد بررسی قرار می‌دهد و در این راه به ابزار قدرتمند فیزیک نوین یعنی مکانیک کوانتومی نیاز دارد البته در این علم نظریه نسبیت هم تا حدودی مهم است چرا که این نظریه با مکانیک کوانتومی نسبیتی ارتباط دارد. همچنین ریاضیات پیشرفته در علم شیمی‌فیزیک کاربرد بسیار زیادی دارد اکثر مفاهیم شیمی فیزیک پیوند عمیقی با ریاضیات پیشرفته و فیزیک نظری دارند به طوری که می‌توان گفت کسانی در این رشته برای توجیه پدیده‌های شیمیایی یا فیزیکی نوین موفق‌تر هستند که ریاضی و فیزیک قوی داشته‌باشند. شیمی‌فیزیک ارتباط تنگاتنگی با علم فیزیک دارد. زمینهٔ نانو، شیمی سطح، کوانتم، طیف‌سنجی مولکولی، ترمودینامیک، شیمی هسته‌ای، همه و همه بیانگر ارتباط بسیار نزدیک این رشته با علم فیزیک است.

کاربردهای شیمی‌فیزیک

ارتباط شیمی‌فیزیک با سایر علوم، کاربردهای اقتصادی و اجتماعی این علم را بیان می‌کند. به عنوان مثال، با مطالعه الکتروشیمی، به پایه و اساس پدیده‌های طبیعی مانند خوردگی فلزات پی برده و می‌توان از ضررهای اقتصادی و اجتماعی چنین پدیده‌هایی جلوگیری کرده یا این پدیده‌ها را به مسیری مفید برای جامعه سوق داد. علاوه بر آن، کاربرد قوانین ترمودینامیک مانند نقطه یوتکتیک در جلوگیری از ضررهای جانی و مالی پدیده‌های طبیعی مانند یخ‌بندان بعد از بارش برف، بسیار مفید است.

با توجه به نبودن مرز بین قوانین فیزیک و تحولات شیمیایی جایگاه خاص این بخش از علم مشخص است. همچنین فراموش نکنیم از باطری ماشین تا گوشی‌های هوشمند همگی با این علم طراحی شدند مثال‌های دیگر شامل ساخت قطعات الکترونیکی نظیر ترانزیستور وغیره‌است که همگی توسط شیمی سطح و حالت جامد و قوانین شیمی‌فیزیک ساخته شده‌اند یا طراحی سوخت موشک که از حیطهٔ سینتیک شیمیایی و ترمودینامیک سرچشمه می‌گیرد در نتیجهٔ این علم جایگاه بسیار مهمی در عرصهٔ اقتصاد و پیشرفت علم و تکنولوژی ایفا می‌کند.

در ادامه می توانید حل مسائل کامل کتاب شیمی فیزیک اتکینز را به صورت PDF در 508 صفحه به زبان انگلیسی دانلود کنید.

فهرست مطالب:

فصل اول: ویژگی های گازها

فصل دوم: قانون اول

فصل سوم: قانون دوم

فصل چهارم: تبدیلات فیزیکی مواد خالص

فصل پنجم: مخلوط ساده

فصل ششم: دیاگرام فاز

فصل هفتم: تعادل شیمیایی

فصل هشتم: تئوری کوانتوم: مقدمه و اصول

فصل نهم: تئوری کوانتوم: تکنیک ها و کاربردها

فصل دهم: ساختار اتمی و طیف اتمی

فصل یازدهم: ساختار مولکولی

فصل دوازدهم: تقارن مولکولی

فصل سیزدهم: طیف سنجی 1: طیف سنجی چرخشی و ارتعاشی

فصل چهاردهم: طیف سنجی 2: گذارهای الکترونی

فصل پانزدهم: طیف سنجی 3: رزونانس مغناطیسی

فصل شانزدهم: ترمودینامیک آماری 1: مفاهیم

فصل هفدهم: ترمودینامیک آماری 2: کاربردها

فصل هجدهم: بر هم کنش های مولکولی

فصل نوزدهم: مواد 1: ماکرومولکول ها و تجمیع

فصل بیستم: مواد 2: حالت جامد

فصل بیست و یکم: مولکول ها در حرکت

فصل بیست و دوم: نرخ واکنش های شیمیایی

فصل بیست و سوم: سنتیک واکنش های پیچیده

فصل بیست و چهارم: دینامیک واکنش مولکولی

فصل بیست و پنجم: پروسه های سطوح جامد