Chimica fisica

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June 25, 2022

La chimica fisica, chiamata anche chimica fisica, è una sottodisciplina della chimica che studia la materia utilizzando concetti fisici e chimici. Secondo Gilbert N. Lewis, "la chimica fisica è qualcosa di interessante", con il quale probabilmente intendeva che molti fenomeni in natura rispetto alla materia sono di interesse primario nella chimica fisica. La chimica fisica rappresenta una branca in cui si verifica un cambiamento da varie scienze, come la chimica, la fisica, la termodinamica, l'elettrochimica e la meccanica quantistica, dove le funzioni matematiche possono rappresentare interpretazioni a livello strutturale molecolare e atomico. Anche le variazioni di temperatura, pressione, volume, calore e lavoro in sistemi solidi, liquidi e/o gassosi sono legate a queste interpretazioni delle interazioni molecolari. Anche il fisico americano del XIX secolo Willard Gibbs è considerato il padre fondatore della chimica fisica, poiché nella sua pubblicazione del 1876 On the Equilibrium of Heterogeneous Substances coniò termini come energia libera, potenziale chimico e regola delle fasi, che anni dopo avrebbero essere di principale interesse in questa disciplina. La moderna chimica fisica ha solide basi nella fisica pura. Importanti aree di studio includono termochimica (termodinamica chimica), cinetica e dinamica chimica, chimica quantistica, meccanica statistica, elettrochimica, magnetochimica, energetica, chimica dello stato solido e di superficie e spettroscopia. La chimica fisica è una parte fondamentale dello studio della scienza dei materiali.

Storia della chimica fisica

È accreditato di aver usato il termine "chimica fisica" per la prima volta nel gennaio 1752. Non è stato stabilito come specialità chimica indipendente fino all'inizio del XX secolo. Le date di creazione di due delle prime riviste che incorporarono questo nome nel loro titolo possono essere prese come punto di partenza per la nuova specialità: il tedesco Zeitschrift für physikalische Chemie, diretto da Wolfgang Ostwald e Jacobus Henricus van 't Hoff, che iniziò la sua pubblicazione nel 1887 e l'American Journal of Physical Chemistry A, diretto da Wilder Dwight Bancroft dal 1896. Nonostante ciò, nel corso del XIX secolo sono stati apportati notevoli contributi ad alcuni dei campi che di solito sono raccolti come parte della chimica fisica, come elettrochimica, termochimica o cinetica chimica. Diversi istituti e università tedesche dedicarono risorse specificamente al campo della chimica fisica su suggerimento di Walther Nernst, che era in rapida successione, come a Göttingen (1891),[1] Dresda (1900),[2] Karlsruhe (1900),[ 3] Berlino (1905),[4] Aquisgrana (1906),[5] Wroclaw (1910)[6] e altrove. Il lavoro di Alessandro Volta, in particolare la batteria che porta il suo nome, è stato il punto di partenza per molti lavori in cui sono stati studiati gli effetti dell'elettricità sui composti chimici. All'inizio del XIX secolo, Humphry Davy fece passare la corrente elettrica attraverso la soda caustica fusa e la potassa, permettendogli di studiare due nuovi metalli: sodio e potassio. Il suo principale discepolo e successore alla Royal Institution fu Michael Faraday, che continuò le indagini del suo maestro. In un articolo pubblicato nel 1834, Faraday propose le sue due ben note leggi dell'elettrolisi. Il primo afferma che la quantità di sostanza che si deposita su un elettrodo è proporzionale alla quantità di carica elettrica che passa attraverso il circuito. Nella sua seconda legge, Faraday afferma che la quantità di carica elettrica che provoca il rilascio di un grammo di idrogeno produce il rilascio di una quantità pari all'equivalente elettrochimico di altre sostanze. I lavori realizzati da Antoine Lavoisie