فيزياء كيميائية

الفيزياء الكيميائية بالإنگليزية: Chemical physics هي فرع من فروع الكيمياء والفيزياء الذي يفهم الظواهر الفيزيوكيميائية باستخدام فيزياء ذرية وجزيئية وبصرية وفيزياء المواد المكثفة، أي أنه فرع العلوم الذي يفهم العمليات الكيميائية من وجهة نظر فيزيائية. الفيزياء الكيميائية تختلف عن كيمياء فيزيائية بحيث أنها هجرز على خصائص العناصر والنظريات الفيزيائية، إلا حتى التمييز التام بينهما أمر صعب.

يبحث الكثير من الفيزيائيين الكيميائيين بشكل رائج عن بنية وديناميكا الأيونات، والجذور الحرة، والوليمرات، والتجمعات، والجزيئات. هذا الفرع من الدراسة يتضمن السلوك الميكانيكية الكمومية للتفاعلات الكيميائية، وعملية التذويب، وتدفق الطاقة البين- والداخل-جزيئي، والكائنات الفردية مثل النقاط الكمومية quantum dots. يستعمل الفيزيائيين الكيميائيين التجريبيين الكثير من من التقنيات المطيافية لفهم أفضل للرابطة الهيدروجينية، وانتنطق الإلكترون، وتشكل وانحلال الروابط الكيميائية، والتفاعلات الكيميائية، وتشكل الجسيمات النانوية. أما الفيزيائيين الكيميائيين النظريين فأنه يقومون بخلق محاكاة للعمليات الجزيئية التي يتم التقصي عنها في تلك التجارب للقيام بشرح النتائج وأيضاً توجيه البحوث المستقبلية. من أهداف دارسة الفيزياء الكيميائية فهم التفاعلات والبنى الكيميائية في المستوى الميكانيكي الكمومي، وتوضيح تفاعلية وبنية الجذور والأيونات الطورية الغازية، واكتشاف التقريبات الدقيقة لجعل فيزياء الظواهر الكيميمائية مقبولة حسابياً.

ماذا يعمل الفيزيائيون الكيميائيون؟

يبحث الفيزيائيين الكيميائيين عن أجوبة لبعض الأشئلة مثل:

هل يمكننا اختبار التنبؤات الميكانيكية الكمومية تجريبياً للاهتزازات والتناوبات الخاصة باللجزيئات البسيطة؟
هل يمكننا تطوير طرق أكثر دقة لحساب خصائص وبنية الإلكترون للجزيئات؟
هل يمكننا فهم التفاعلات الكيميائية من المبادئ الأولى؟
لماذا تبدأ النقاط الكمومية بالوميض (في التفسير النمطي للحركية الكسيرية) بعد امتصاص الفوتونات للضوء؟
كيف تحدث التفاعلات الكيميائية على أرض الواقع؟
ما هي العملية -خطوة بخطوة- التي تحدث عندما يصبح الجزيء المعزول مذاباً؟
هل يمكننا استعمال حصائص الأيونات السالبة لتحديد البنى الجزيئية، أولفهم ديناميكية تفاعل كيميائي، أولشرح التفريق الضوئي photodissociation؟
لماذا تصدم موجة من أشعة إكس اللينة بعدد كافي من إلكترونات الذرات في تجمعات الزينون لتسبب انفجارها؟