شیمی‌فیزیک (به فرانسوی: Chimie physique) 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، هلمهولتز، آرنیوس، نرنست، شرودینگر و غیره‌است. این علم با فیزیک رابطه‌ای نزدیک دارد.

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 به‌طور کلی شیمی‌فیزیک ساختار و تغیر مواد شرکت‌کننده 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.

فهرست مطالب:

فصل اول: شروع نظریه کوانتومی

بخش ریاضی 1: اعداد مختلط

فصل دوم: معادله موج کلاسیکی

بخش ریاضی 2: آمار و احتمال

فصل سوم: معادله شرودینگر و ذره درون یک جعبه

بخش ریاضی 3: بردارها

فصل چهارم: چند فرضیه و اصول عمومی از مکانیک کوانتوم

بخش ریاضی 4: مختصات کروی

فصل پنجم: نوسان کننده هماهنگ و چرخنده صلب: دو مدل طیف سنجی

فصل ششم: اتم هیدروژن

بخش ریاضی 5: دترمینان ها

فصل هفتم: روش های تقریبی

فصل هشتم: اتم های چند الکترونی

فصل نهم: پیوند شیمیایی: مولکول های دو اتمی

فصل دهم: پیوند در مولکول های چند اتمی

فصل یازدهم: شیمی کوانتومی محاسباتی

بخش ریاضی 6: ماتریس ها

فصل دوازدهم: نظریه گروه: استفاده از تقارن

فصل سیزدهم: طیف سنجی مولکولی

فصل چهاردهم: طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته

فصل پانزدهم: لیزرها، طیف سنجی لیزری و فتوشیمی

بخش ریاضی 7: روش های عددی

فصل شانزدهم: خواص گازها

بخش ریاضی 8: مشتق گیری جزیی

فصل هفدهم: ثابت بولتزمن و توابع جزیی

بخش ریاضی 9: سری ها و حدود

فصل هجدهم: توابع جزیی و گازهای ایده آل

فصل نوزدهم: قانون اول ترمودینامیک

بخش ریاضی 10: توزیع دوجمله ای و تقریب استرلینگ

فصل بیستم: آنتروپی و قانون دوم ترمودینامیک

فصل بیست و یکم: آنتروپی و قانون سوم ترمودینامیک

فصل بیست و دوم: انرژی های گیبس و هلمهولتز

فصل بیست و سوم: تعادل فاز

فصل بیست و چهارم: محلول ها 1: محلول های مایع – مایع

فصل بیست و پنجم: محلول ها 2: محلول های جامد – مایع

فصل بیست و ششم: تعادل شیمیایی

فصل بیست و هفتم: نظریه جنبشی گازها

فصل بیست و هشتم: سنتیک شیمیایی: معادلات سرعت (Rate Laws)

فصل بیست و نهم: سنتیک شیمیایی: مکانیسم واکنش ها

فصل سی ام: دینامیک واکنش فاز گاز (Gas – Phase Reaction Dynamics)

فصل سی و یکم: جامدات و شیمی سطح