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Physikalische Chemie

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Bei der Physikalischen Chemie (kurz: PC) handelt es sich um den Grenzbereich zwischen Physik und Chemie, insbesondere um die Anwendung von Methoden der Physik auf Objekte der Chemie. Eine klare Abgrenzung zur Chemischen Physik ist nicht immer möglich.

Während in der Präparativen Chemie Fragestellungen der Methodik der chemischen Synthese bekannter und neuer Substanzen im Vordergrund stehen, versucht die Physikalische Chemie mit Hilfe theoretischer und experimenteller Methoden der Physik Ordnung in experimentelles Erfahrungsmaterial zu bringen, indem sie qualitative und quantitative Zusammenhänge ermittelt.

Die Physikalische Chemie liefert die theoretischen Grundlagen für die Technische Chemie und die Verfahrenstechnik.

Inhaltsverzeichnis

Teilgebiete

Quantenmechanik

Die Quantenmechanik liefert die Grundlagen zum Verständnis des Aufbaus der Materie und der chemischen Bindung. Die darauf aufbauende, an Bedeutung gewinnende theoretische Chemie, Quantenchemie oder Molekularphysik versucht, Eigenschaften von Stoffen, chemischer Reaktionen und Reaktionsmechanismen anhand von physikalischen Modellen, wie z. B. der Quantentheorie oder Quantenelektrodynamik und numerischen Berechnungen zu ergründen. Eng verwandt dazu sind die Gebiete Cheminformatik, Computerchemie, Molecular Modelling.

Thermodynamik

Kinetik

Die Kinetik beschäftigt sich mit dem zeitlichen Ablauf chemischer Reaktionen (Reaktionskinetik) oder von Transportvorgängen (z.B. Diffusion, Stoffabscheidung an Oberflächen, Katalyse).

Elektrochemie

Die Elektrochemie befasst sich mit dem Zusammenhang zwischen elektrischen und chemischen Vorgängen.

Oberflächenchemie

Die Grenzflächenchemie ist ein wissenschaftliches Grenzgebiet aus Festkörperphysik und Chemie, bei dem die chemischen und strukturellen Vorgänge untersucht werden, die sich an Grenzflächen, meist fest-flüssig oder fest-gasförmig, abspielen. Diese haben große Bedeutung in der Katalyse.

Spektroskopie

Spektroskopie ist ein Sammelbegriff für eine Klasse experimenteller Verfahren, die untersuchen, wie eine Probe Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung (Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht, UV, Röntgen) aufnehmen oder abgeben kann. Ziel der Spektroskopie ist es, aus dem erzielten Spektrum Rückschlüsse auf die Probe zu ziehen, zum Beispiel auf deren innere Struktur (Zwischenmolekulare Kraft), stoffliche Zusammensetzung oder Dynamik.

Anwendungsgebiete

Einige Anwendungsgebiete der physikalischen Chemie:

Geschichte

[1] Die Physikalische Chemie wurde um 1890 vor allem von Svante Arrhenius, Jacobus Henricus van 't Hoff, Wilhelm Ostwald und Walther Nernst begründet. Im angelsächsischen Raum gilt Josiah Willard Gibbs als Begründer der Physikalischen Chemie mit seinem 1867 veröffentlichten Artikel "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" , in dem er die grundlegenden Konzepte Freie Energie, chemisches Potential und Phasenregel entwickelte.

Wilhelm Ostwald war auch erster Herausgeber der 1887 gemeinsam mit van 't Hoff gegründeten Zeitschrift für physikalische Chemie und hatte in Leipzig den ersten deutschen Lehrstuhl für Physikalische Chemie inne. Das erste eigenständige Institut für Physikalische Chemie wurde 1895 von Walther Nernst, der sich bei Ostwald habilitiert hatte, in Göttingen gegründet. Weitere spezifisch der Physikalischen Chemie gewidmete Institute folgten dann in rascher Folge in Leipzig (1897), Dresden (1900), Karlsruhe (1903), Breslau, Berlin (1905) und andernorts.

Wilhelm Ostwald gründete 1894 die Deutsche Elektrochemische Gesellschaft, die 1902 in Deutsche Bunsen-Gesellschaft für Angewandte Physikalische Chemie umbenannt wurde.

In England wurde 1903 die Faraday Society (heute: Faraday Division der Royal Society of Chemistry) gegründet.

Weitere Details finden sich unter Geschichte der Chemie.

Berufsbild

[2] Naturwissenschaftler, insbesondere Chemiker oder Physiker, die vorwiegend im Bereich der Physikalischen Chemie tätig sind, werden auch als Physikochemiker bezeichnet (Näheres auch unter Physikalische Chemie#Links). Ein Physikochemiker untersucht meist nur wenige Stoffe oder Reaktionen, diese dafür umso gründlicher. Die Physikalische Chemie ist eines der Hauptfächer der Chemie und gehört zum Pflichtprogramm im Chemiestudium.

Bedeutende Physikochemiker

Forschungsinstitute

Institute im deutschsprachigen Raum

Max-Planck-Institute

Institute außerhalb des deutschsprachigen Raums

Literatur

Allgemeine Lehrbücher

  • R. Brdicka, Grundlagen der physikalischen Chemie, Wiley-VCH, 1990, ISBN 3527296840.
  • G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley-VCH, 2004, ISBN 3527310665.
  • R. A. Alberty, R. J. Silbey, Physical Chemistry, John Wiley and Sons, 1997, ISBN 0471104280.
  • P.W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press, 2002, ISBN 0198792859.
  • G. M. Barrow, Physical Chemistry, McGraw-Hill Education, 1996, ISBN 0070051119.
  • R.G. Mortimer, Physical Chemistry, Academic Press, 2000, ISBN 0125083459.
  • R. Stephen Berry, Stuart A. Rice, John Ross, Physical Chemistry, 2nd ed., Oxford University Press, 2000, ISBN 0195105893.
  • D. A. McQuarrie, J. D. Simon, J. Choi, Physical Chemistry, A Molecular Approach, University Science Books, 1997, ISBN 0935702997.
  • W. J. Moore, D. O. Hummel, G. Trafara, K. Holland-Moritz, Physikalische Chemie, Walter de Gruyter, 1999, ISBN 3110109794.

Spezielle Lehrbücher

Physikalisch-chemische Fachzeitschriften

Organisationen

Links

Quellen

  1. ↑ G. Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley-VCH, 2004, ISBN 3527310665, S. 977ff.
  2. ↑ Das Berufsbild des Physikochemikers, Deutsche Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie, 2004

Siehe auch

Teilbereiche der Chemie

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