In der physikalischen Chemie geht es um das Studium der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Materie und die Änderungen, die sie durchmacht, während chemische Reaktionen stattfinden. Sie konzentriert sich auf das Verständnis der Prinzipien, die den chemischen Reaktionen und Verhaltensweisen zugrunde liegen. Im Gegensatz dazu konzentriert sich die organische Chemie auf kohlenstoffhaltige Verbindungen, einschließlich Hydrokohlen und deren Derivaten.
Thermodynamik ist ein wesentlicher Bestandteil der physikalischen Chemie, da sie das Studium der Energie und ihrer Übertragung durch Wärme und Arbeit betrifft. Es handelt sich dabei um die Wissenschaft von Energie, Wärme, Arbeit, den damit verbundenen Änderungen und dem Gleichgewichtszustand.
Das Energieprinzip, auch bekannt als das Erste Gesetz der Thermodynamik, besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört werden kann, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann. Das Gesamtsystem und seine Umgebung bleiben immer konstant.
Das Entropie-Prinzip, auch bekannt als das Zweite Gesetz der Thermodynamik, besagt, dass die Entropie oder der Grad der Unordnung in einem isolierten System immer zunimmt. Mit anderen Worten, natürliche Systeme streben nach einem Zustand maximaler Entropie.
Die Quantenchemie ist ein Bereich der Chemie, der sich darauf konzentriert, wie die Theorie der Quantenmechanik die chemischen Phänomene erklärt. Sie spielt eine wichtige Rolle bei der Vorhersage vieler quantenmechanischer Eigenschaften von Atomen und Molekülen, die direkt oder indirekt zur physikalischen Chemie beitragen.
Die chemische Bindungstheorie ist ein fundamentales Konzept in der Chemie, das erklärt, wie Atome zusammenkommen, um Moleküle zu bilden. Sie beinhaltet das Verständnis von kovalenten, ionischen und metallischen Bindungen.
Die mittlere freie Weglänge ist der durchschnittliche Abstand, den ein Teilchen zwischen zwei aufeinander folgenden Kollisionen in einem Gas zurücklegt. Sie hängt von der Temperatur, dem Druck und dem Volumen des Gases ab.
Das Pauli-Verbot besagt, dass in einem Atomsystem kein Zustand von mehr als einem Fermion (Teilchen mit halbzahligem Spin) mit exakt denselben Quantenzahlen besetzt werden kann. Es ist entscheidend für das Verständnis der Struktur von Atomen und Molekülen.
Nach dem Gesetz von Boyle ist der Druck eines idealen Gases bei konstanter Temperatur umgekehrt proportional zu seinem Volumen. Dies bedeutet, dass wenn das Volumen erhöht wird, der Druck abnimmt und umgekehrt.
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der Reaktanten zu Produkten reagieren. Sie wird durch Faktoren wie Konzentration, Temperatur, Oberfläche und Katalysatoren beeinflusst.