Chemická fyzika - Chemical physics

Chemická fyzika je subdisciplína chemie a fyziky, která zkoumá fyzikálně -chemické jevy pomocí technik z atomové a molekulární fyziky a fyziky kondenzovaných látek ; je to obor fyziky, který studuje chemické procesy z pohledu fyziky. Zatímco na rozhraní fyziky a chemie je chemická fyzika odlišná od fyzikální chemie v tom, že se více zaměřuje na charakteristické prvky a teorie fyziky. Mezitím fyzikální chemie studuje fyzikální povahu chemie. Rozdíl mezi těmito dvěma obory je nicméně vágní a vědci v průběhu výzkumu často praktikují v obou oblastech.

Spojené státy ministerstvo školství definuje chemickou fyziku jako „program, který je zaměřen na vědecké studie strukturních jevů kombinujících disciplíny fyzikální chemie a atomové / molekulární fyziky. Zahrnuje výuku v heterogenních struktur, zarovnání a povrchové jevy, kvantové teorie, matematické fyzice "statistická a klasická mechanika, chemická kinetika a laserová fyzika."

Co dělají chemičtí fyzici

Chemické fyzici běžně zkoumat strukturu a dynamiku z iontů , volných radikálů , polymery , klastry , a molekul . Oblasti studia zahrnují kvantově mechanické chování chemických reakcí , proces solvatace , mezimolekulární a intra-molekulární tok energie a jednotlivé entity, jako jsou kvantové tečky . Experimentální chemické fyzici používají paletu spektroskopických technik pro lepší pochopení vodíkovou vazbu , přenos elektronů , tvorbu a rozpouštění chemických vazeb , chemických reakcí a tvorbu nanočástic . Teoretičtí chemičtí fyzici vytvářejí simulace molekulárních procesů zkoumaných v těchto experimentech, aby vysvětlili výsledky a vedli budoucí vyšetřování. Cíle výzkumu chemické fyziky zahrnují porozumění chemickým strukturám a reakcím na kvantově mechanické úrovni, objasnění struktury a reaktivity iontů a radikálů plynné fáze a objevování přesných přiblížení, aby byla fyzika chemických jevů výpočetně přístupná. Chemičtí fyzici hledají odpovědi na otázky jako:

  • Můžeme experimentálně testovat kvantově mechanické předpovědi vibrací a rotací jednoduchých molekul? Nebo dokonce komplexních molekul (jako jsou bílkoviny )?
  • Můžeme vyvinout přesnější metody pro výpočet elektronické struktury a vlastností molekul?
  • Můžeme chápat chemické reakce z prvních zásad?
  • Proč kvantové tečky začnou blikat (vzorem naznačujícím fraktální kinetiku ) po absorpci fotonů ?
  • Jak chemické reakce skutečně probíhají?
  • Jaký je postup krok za krokem, který nastane, když se izolovaná molekula stane solvatovanou? Nebo když se solvatuje celý soubor molekul?
  • Můžeme použít vlastnosti negativních iontů ke stanovení molekulárních struktur, porozumět dynamice chemických reakcí nebo vysvětlit fotodisociaci ?
  • Proč proud měkkých rentgenových paprsků vyrazí z atomů v xenonové kupě dostatek elektronů , aby způsobil výbuch klastru?

Deníky

Viz také

Reference