ما هي الكيمياء الفيزيائية؟
الكيمياء الفيزيائية (بالإنجليزية: Physical Chemistry) هي فرع من فروع الكيمياء التي تهتم بتفاعلات وتحولاّت المادّة، وتتعامل مع مبادئ الفيزياء التي تقوم عليها جميع التفاعلات الكيميائية؛ حيث تستند على فحص الكيفية التي تتصرّف بها المادّة على المستوى الجزيئيّ والذريّ وطريقة عمل التفاعلات الكيميائية.
يمكننا التعرف من خلالها على الخصائص المختلفة للمادة ، مثل قدرة المركّب على التحوّل من مادة سائلة إلى مادة صلبة أو سبب احتراقه، ويُعتبر هذا المجال، الكيمياء الفيزيائية، غايةً في الأهمية في عالم العلوم، خاصةً أنه يمهد الطريق لاكتشاف نظريات جديدة والتي بدورها تُعتبر تفسيراتٍ مقترحة لما يمكن أن يحدث في عالمنا باستخدام الأساليب العلميّة.
تندرج تحت الكيمياء الفيزيائية تخصصات فرعية للكيمياء، مثل: الكيمياء الكهربائية، والكيمياء الضوئية، وكيمياء الحفز والسطوح، والكيمياء الحرارية، والكيمياء الحركية، و كيمياء الكمّ ، والتحليل الطيفي.
تاريخ الكيمياء الفيزيائية
تطوّرت المعرفة بمجال الكيمياء الفيزيائية عبر التاريخ تدريجياً، نذكر بعض الحقائق المتعلّقة بهذا التطوّر:
- بدأ التعرّف إلى ما يُسمّى بالكيمياء الفيزيائية في منتصف القرن 18 تقريباً عندما اُستخدم هذا المصطلح لأول مرة من قبل الفيلسوف ميخائيل لومونوسوف أثناء إلقائه محاضرة أمام طُلّاب إحدى الجامعات.
- تطوّر لاحقاً فهم العلماء لكيفية عمل القوانين المتعلّقة بالكيمياء والفيزياء معاً خلال الستينيات والثمانينيات من القرن 19 مع تكثيف الدراسات حول الديناميكا الحرارية الكيميائية والحركية الكيميائية وفروع أخرى من هذا المجال.
- كتب يوشيا ويلارد جيبس مقالًا حول توازن الموادّ غير المتجانسة، قدّم هذا البحث العديد من المساهمات الرئيسية للكيمياء الفيزيائية في عام 1876م.
- تأسّست أول مجلة علمية عن الكيمياء الفيزيائية، وهي مجلة ألمانية اسمها "Zeitschrift für Physikalische Chemie"، وقد تأسّست من قبل فيلهلم أوستوالد وجاكوبوس هنريكوس فان هوف في العام 1887م.
- تطوّرت الدراسات أكثر من قبل العلماء وقاموا بربط نظريات ميكانيكا الكمّ بالكيمياء في الثلاثينيات من القرن 20، فصيغ فيما بعد مصطلح "كيمياء الكمّ". لاحقاً، تطّورت أكثر الدراسات المتعلّقة بعلم الكيمياء النوويّة نظراً للتطوّر المتعلّق بدراسات الفيزياء وقوانينها.
- تطوّرت أشكال جديدة من التحليل الطيفي في القرن 20، بما في ذلك التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء ، والتحليل الطيفي بالموجات الدقيقة، والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي الإلكتروني والرنين المغناطيسي النووي.
ماذا يفعل الكيميائيون الفيزيائيون؟
يتميّز عمل الكيميائيين الفيزيائيين بالدقةّ العالية، حيث يستخدمون أجهزة ومعدّات مواكبة للتطوّر العلميّ، مثل الليزر والرنين المغناطيسي النووي والمجاهر الإلكترونية ، لإجراء تحليل للموادّ واختبار خصائصها وتطوير نظريات تتعلّق بها لاكتشاف الاستخدامات المحتملة لها.
كما يستخدمون التحليل الرياضي والإحصاءات للبيانات الضخمة لاكتشاف الموادّ والمركبات، ويطوّرون أيضاً معادلات رياضية لمعرفة كيفية تفاعل المركّبات بمرور الوقت.
