física química
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Física QuímicaSe ha sugerido que este artículo o sección sea fusionado con Fisicoquímica (discusión).Una vez que hayas realizado la fusión de contenidos, pide la fusión de historiales aquí.
La Física Química es una subdisciplina que investiga fenómenos físicoquímicos usando técnicas de la Física atómica y molecular, y de la Física del estado sólido; es la rama de la Física que estudia los procesos químicos desde el punto de vista de la física. Aunque se encuentra en la interfaz entre Física y Química, la Física Química es distinta de laQuímica física por el hecho de que se enfoca en los elementos y teorías característicos de la física. A su vez, la Química física estudia la naturaleza física de la química. Sin embargo, la distinción entre estos dos campos es vaga, y los que trabajan en ellos a menudo realizan prácticas en ambos campos durante el curso de sus investigaciones.
Índice
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1 Lo que hacen los físicos químicos
2 Campos relacionados
3 Publicaciones
4 Véase también
Lo que hacen los físicos químicos[editar]
En general, los físicos químicos investigan la y la dinámica de iones, radicales libres, "clusters", moléculas y polímeros. Las áreas de estudio incluyen el comportamientocuántico de las reacciones químicas, el proceso de solvatación, el flujo de energía inter- e intra-molecular, y entidades simples como los puntos cuánticos. Los físicos químicos experimentales usan una variedad de técnicas espectroscópicas para entender mejor el enlace de hidrógeno, la transferencia de electrones, la formación y desintegración deenlaces químicos, las reacciones químicas y la formación de nanopartículas. Los físicos químicos teóricos crean simulaciones de los procesos moleculares investigados en estos experimentos tanto para explicar los resultados como para guiar investigaciones futuras. Las metas de la investigación física química incluyen la comprensión de las estructuras y reacciones al nivel de mecánica cuántica, el esclarecimiento de la estructura y reactividad de los iones y radicales en fase gaseosa, y el descubrimiento de aproximaciones exactas para hacer computacionalmente accesible la física de los fenómenos químicos. Los físicos químicos están buscando respuestas para preguntas como:
¿Se pueden probar experimentalmente las predicciones de la mecánica cuántica respecto
a la vibración y rotación de moléculas sencillas?
¿Se pueden desarrollar métodos más exactos para calcular la estructura electrónica y las
propiedades de las moléculas?
¿Podemos entender las reacciones químicas a partir de principios fundamentales?
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La fisicoquímica, también llamada química física, es una subdisciplina de la química que estudia la materia empleando conceptos físicos y químicos.
Según el renombrado químico estadounidense Gilbert Lewis, "la fisicoquímica es cualquier cosa interesante", con lo cual probablemente se refería al hecho de que muchos fenómenos de la naturaleza con respecto a la materia son de principal interés en la físicoquímica.
La fisicoquímica representa una rama donde ocurre un cambio de diversas ciencias, como la química, la física, termodinámica, electroquímica y la mecánica cuántica dondefunciones matemáticas pueden representar interpretaciones a nivel molecular y atómico estructural. Cambios en la temperatura, presión, volumen, calor y trabajo en lossistemas, sólido, líquido y/o gaseoso se encuentran también relacionados a estas interpretaciones de interacciones moleculares.
El físico estadounidense del siglo XIX Willard Gibbs es también considerado el padre fundador de la fisicoquímica, donde en su publicación de 1876 llamada On the Equilibrium of Heterogeneous Substances (Estudio sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas) acuñó términos como energía libre, potencial químico, y regla de las fases, que años más tarde serían de principal interés de estudio en esta disciplina.
La fisicoquímica moderna tiene firmes bases en la física pura. Áreas de estudio muy importantes en ella incluyen a la termoquímica (termodinámica química), cinética ydinámica química, química cuántica, mecánica estadística, electroquímica, magnetoquímica, energética, química del estado sólido y de superficies, y espectroscopia. La fisicoquímica forma parte fundamental en el estudio de la ciencia de materiales.
Historia de la fisicoquímica[editar]
La fisicoquímica no se constituyó como especialidad independiente de la química hasta principios del siglo XX. Se pueden tomar como punto de partida de la nueva especialidad las fechas de creación de dos de las primeras revistas que incorporaron este nombre a su título: la alemana Zeitschrift für physicalische Chemie dirigida por Wolfgang Ostwald (1853-1932) y Jacobus Henricus Van't Hoff (1850-1930), que comenzó su publicación en 1887, y la estadounidense Journal of Physical Chemistry dirigida por Wilder Dwight Bancroft (1867-1953) desde 1896. A pesar de ello, durante todo el siglo XIX se realizaron notables aportaciones a algunos de los campos que habitualmente suelen reunirse bajo la fisicoquímica, tales como la electroquímica, la termoquímica o la cinética química.
La obra de Alessandro Volta (1745-1827), especialmente la pila que lleva su nombre, fue el punto de partida de muchos trabajos en los que se estudió los efectos de la electricidad sobre los compuestos químicos. A principios del siglo XIX, Humphry Davy (1778-1829) hizo pasar la corriente eléctrica a través de sosa y potasa fundida, lo que le permitió estudiar dos nuevos metales: el sodio y el potasio. Su principal discípulo y su sucesor en la Royal Institution fue Michael Faraday (1791-1867), que continuó las investigaciones de su maestro. En un artículo publicado en 1834, Faraday propuso sus dos conocidas leyes sobre la electrólisis. La primera afirma que la cantidad de sustancia que se deposita en un electrodo es proporcional a la cantidad de carga eléctrica que atraviesa el circuito. En su segunda ley,
Faraday afirma que la cantidad de carga eléctrica que provoca el desprendimiento de un gramo de hidrógeno produce el desprendimiento de una cantidad igual al equivalente electroquímico de otras sustancias.
Los trabajos realizados por Antoine Lavoisier (1743-1794) y Pierre-Simon Laplace (1749-1827) son habitualmente considerados como el punto de partida de la termoquímica. Diseñaron un nuevo instrumento, el calorímetro, en el que podía realizar mediciones sobre la cantidad de "calórico" desprendido durante las reacciones químicas. Laplace y Lavoisier pensaban que el calórico era uno de los elementos imponderables y que los gases eran compuestos de calórico y el elemento correspondiente. En la primera mitad del siglo XIX, la idea del calórico fue abandonada y comenzaron a realizarse las investigaciones que permitieron el establecimiento de las leyes de la termodinámica. La aplicación de estas investigaciones a los procesos químicos permitió el surgimiento de la termoquímica, gracias a la obra de autores como Marcelin Berthelot (1827-1907) oHenry Le Châtelier (1850-1936).
¿Por qué los puntos cuánticos parpadean (en un patrón que sugiere cinética fractal)
después de absorber fotones de luz?
¿Cómo tienen lugar realmente las reacciones químicas?
¿Cuál es el proceso paso a paso que ocurre cuando una molécula aislada se solvata?
¿Pueden usarse las propiedades de iones negativos para determinar estructuras
moleculares, comprender la dinámica de las reacciones químicas, o explicar
lafotodisociación?
¿Por qué una corriente de rayos X blandos arranca suficientes electrones de
los átomos de un cluster de xenón para causar que el cluster explote?
Campos relacionados[editar]
Fisicoquímica
Física del estado sólido
Espectroscopía
Fuerzas intermoleculares
Ciencia de superficies
Moléculas de van der Waals
Publicaciones[editar]
Chemical Physics Letters
Journal of Chemical Physics
Véase también[editar]
Portal:física. Contenido relacionado con física.Categoría:
Fisicoquímica
Uno de los primeros trabajos dedicados al estudio de la cinética química fue el realizado por Ludwig Ferdinand Wilhelmy (1812-1864) sobre la velocidad de cambio de configuración de determinados azúcares en presencia de un ácido. A mediados del siglo XIX, Wilhelmy llegó a la conclusión de que la velocidad del cambio era proporcional a la concentración del azúcar y del ácido y que también variaba con la temperatura. La colaboración entre un químico, George Vernon Harcourt (1834-1919), y un matemático,William Esson (1838-1916), permitió la introducción de ecuaciones diferenciales en el estudio de la cinética química. Esson fue el introductor de los conceptos de reacciones de "primer orden", cuya velocidad es proporcional a la concentración de un solo reactivo, y de reacciones de "segundo orden", en las cuales la velocidad es proporcional al producto de dos concentraciones. En los últimos años del siglo XIX, los trabajos de Jacobus Henricus Van't Hoff (1852-1911) tuvieron una gran influencia en este y otros campos de la química. Entre sus aportaciones, se encuentra la introducción del "método diferencial" para el estudio de la velocidad de las reacciones químicas y su famosa ecuación que permite relacionar la velocidad y la temperatura de la reacción.
El desarrollo de la mecánica cuántica y su aplicación al estudio de los fenómenos químicos ha sido uno de los cambios más notables que se han producido en la química del siglo XX. Entre los científicos que más aportaciones han realizado en este sentido se encuentra Linus Pauling, autor de libros tan significativos como su Introduction to Quantum Mechanics, With applications to Chemistry (1935) o The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals (1939). Entre otras muchas aportaciones,Linus Pauling fue el introductor de nuestro concepto moderno de electronegatividad.
Fisicoquímicos destacados[editar]
Linus Pauling
Svante Arrhenius
Peter Debye
Erich Hückel
J.W. Gibbs
J.H. van 't Hoff
Lars Onsager
Wilhelm Ostwald
Paul John Flory
Jonathan Flower
Joachim Sauer
P.W. Atkins (1978). Physical Chemistry. Oxford University Press. ISBN 0-7167-3539-3.
R.J. Hunter (1993). Introduction to Modern Colloid Science. Oxford University Press. ISBN 0-
19-855386-2.
M. Díaz Peña, A. Roig Muntaner (1984). Química Física. Alhambra. Madrid. ISBN 84-205-0569-
2.
J. Bertran Rusca, J. Núñez Delgado (2002). Química Física. Ariel, Barcelona. ISBN 84-344-
8050-6.
Laidler, K.J. (1993). The World of Physical Chemistry. University Press, Oxford.
Véase también[editar]
Sobre el equilibrio de las substancias heterogéneasCategoría:
Fisicoquímica
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