جدول المحتويات:
ما المقصود بالكيمياء الفيزيائية؟
الكيمياء الفيزيائية (بالإنجليزية: Physical Chemistry) هي فرع أساسي من فروع علم الكيمياء، وهي معنية بدراسة التفاعلات والتحولات التي تطرأ على المادة. تعتمد هذه الدراسة على أسس ومبادئ الفيزياء التي تفسر كيفية حدوث هذه التفاعلات الكيميائية. بعبارة أخرى، الكيمياء الفيزيائية تركز على فهم سلوك المادة على المستويين الذري والجزيئي، وكيفية سير التفاعلات الكيميائية المختلفة.
من خلال الكيمياء الفيزيائية، يمكننا فهم الخصائص المتنوعة للمواد، مثل قدرة المركب على التحول من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، أو الأسباب الكامنة وراء عملية الاحتراق. يعتبر هذا المجال من العلوم ذا أهمية بالغة، حيث يمهد الطريق لاكتشاف نظريات جديدة تقدم تفسيرات محتملة للأحداث والظواهر التي نشاهدها في عالمنا، وذلك باستخدام الأساليب العلمية الدقيقة.
تتضمن الكيمياء الفيزيائية العديد من التخصصات الفرعية، بما في ذلك الكيمياء الكهربائية، والكيمياء الضوئية، وكيمياء الحفز والأسطح، والكيمياء الحرارية، والكيمياء الحركية، وكيمياء الكم، بالإضافة إلى التحليل الطيفي.
التطور التاريخي لعلم الكيمياء الفيزيائية
شهدت الكيمياء الفيزيائية تطورًا تدريجيًا عبر التاريخ. فيما يلي بعض المحطات البارزة في هذا التطور:
- بدأ الاهتمام بالكيمياء الفيزيائية في منتصف القرن الثامن عشر تقريبًا، عندما استخدم الفيلسوف ميخائيل لومونوسوف هذا المصطلح لأول مرة أثناء إلقاء محاضرة لطلابه الجامعيين.
- خلال الستينيات والثمانينيات من القرن التاسع عشر، ازداد فهم العلماء لكيفية عمل القوانين الكيميائية والفيزيائية معًا، وذلك بالتزامن مع تكثيف الدراسات حول الديناميكا الحرارية الكيميائية والحركية الكيميائية وفروع أخرى ذات صلة.
- في عام 1876، قدم يوشيا ويلارد جيبس بحثًا هامًا حول توازن المواد غير المتجانسة، والذي ساهم بشكل كبير في تطوير الكيمياء الفيزيائية.
- في عام 1887، تم تأسيس أول مجلة علمية متخصصة في الكيمياء الفيزيائية، وهي مجلة ألمانية بعنوان “Zeitschrift für Physikalische Chemie”، وذلك على يد فيلهلم أوستوالد وجاكوبوس هنريكوس فان هوف.
- في ثلاثينيات القرن العشرين، قام العلماء بربط نظريات ميكانيكا الكم بالكيمياء، مما أدى إلى صياغة مصطلح “كيمياء الكم”.
- لاحقًا، تطورت الدراسات المتعلقة بالكيمياء النووية بشكل كبير، وذلك نتيجة للتطورات التي شهدتها دراسات الفيزياء وقوانينها.
- في القرن العشرين، ظهرت أشكال جديدة من التحليل الطيفي، بما في ذلك التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، والتحليل الطيفي بالموجات الدقيقة، والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي الإلكتروني والرنين المغناطيسي النووي.
مهام واختصاصات الكيميائيين الفيزيائيين
يتميز عمل الكيميائيين الفيزيائيين بالدقة العالية والاعتماد على أحدث التقنيات والأجهزة العلمية. يستخدمون معدات متطورة، مثل الليزر والرنين المغناطيسي النووي والمجاهر الإلكترونية، لتحليل المواد واختبار خصائصها وتطوير نظريات جديدة لاكتشاف الاستخدامات المحتملة لها.
بالإضافة إلى ذلك، يعتمد الكيميائيون الفيزيائيون على التحليل الرياضي والإحصاءات لمعالجة البيانات الضخمة واكتشاف المواد والمركبات الجديدة. كما يقومون بتطوير معادلات رياضية لفهم كيفية تفاعل المركبات المختلفة مع مرور الوقت.
المراجع
- American Chemical Society, “Physical Chemistry”.
- Study.com, “What is Physical Chemistry? – Definition & Examples” by Danielle Reid, Robert Ferdinand.
- Britannica, “Physical Chemistry” by Erik Gregersen (12/5/2021).
- Kids encyclopedia, “Physical Chemistry”.
