भौतिक रसायन विज्ञान भनेको आणविक र आणविक स्तरमा पदार्थले कसरी व्यवहार गर्छ र कसरी रासायनिक प्रतिक्रियाहरू हुन्छ भन्ने अध्ययन हो। रासायनिक पदार्थहरूको भौतिक गुणहरूको तिनीहरूको विश्लेषणको आधारमा, भौतिक रसायनशास्त्रीहरूले नयाँ सिद्धान्तहरू र प्रविधिहरू विकास गर्छन् जुन व्यावहारिक समस्याहरू समाधान गर्न लागू गर्न सकिन्छ।
सबै पदार्थ तीन अवस्थाहरूमा अवस्थित हुन सक्छ: ठोस, तरल र ग्याँस। पदार्थको अवस्था यसको तापक्रम र दबाब द्वारा निर्धारण गरिन्छ। ठोसहरूको निश्चित आकार र भोल्युम हुन्छ, तरल पदार्थहरूको निश्चित मात्रा हुन्छ तर तिनीहरूको कन्टेनरको आकार लिन्छ, र ग्यासहरूले तिनीहरूको कन्टेनर पूर्ण रूपमा भर्छन्।
थर्मोडायनामिक्स भौतिक रसायन विज्ञानमा एक आधारभूत अवधारणा हो जसमा ऊर्जा र यसको परिवर्तनहरूको अध्ययन समावेश छ। थर्मोडायनामिक्सका नियमहरूले भौतिक संसारमा ऊर्जा कसरी स्थानान्तरण गरिन्छ भनेर वर्णन गर्दछ।
रासायनिक गतिविज्ञानले रासायनिक प्रतिक्रियाहरू हुने गति र तिनीहरू अगाडि बढ्ने चरणहरू अध्ययन गर्दछ। प्रतिक्रियाको दर दर कानून द्वारा वर्णन गर्न सकिन्छ, जुन प्रतिक्रियाको लागि यसको सरल रूपमा \(A \rightarrow B\) को रूपमा प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ \(rate = k[A]^n\) , जहाँ \(k\) दर स्थिर छ, \([A]\) प्रतिक्रियाकर्ता A को एकाग्रता हो, र \(n\) A को सन्दर्भमा प्रतिक्रियाको क्रम हो।
रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा सन्तुलन तब हुन्छ जब अगाडि र उल्टो प्रतिक्रियाहरूको दरहरू बराबर हुन्छन्, परिणामस्वरूप प्रतिक्रियाकर्ताहरू र उत्पादनहरूको एकाग्रतामा समयको साथमा कुनै शुद्ध परिवर्तन हुँदैन। सन्तुलन स्थिरता ( \(K\) ) ले उत्पादन सांद्रता र प्रतिक्रियात्मक सांद्रताको अनुपातलाई व्यक्त गर्दछ, प्रत्येकले सन्तुलित समीकरणमा तिनीहरूको स्टोइचियोमेट्रिक गुणांकको शक्तिमा बढाइन्छ।
अणुहरूको संरचना र परमाणुहरू बीचको बन्धनको प्रकारले पदार्थको भौतिक गुणहरू र अन्य पदार्थहरूसँग यसको प्रतिक्रियाहरूलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ। दुई प्राथमिक प्रकारका रासायनिक बन्धहरू आयनिक र सहसंयोजक बन्धन हुन्। इलेक्ट्रोनहरू एक परमाणुबाट अर्कोमा स्थानान्तरण हुँदा आयनिक बन्डहरू बन्छन्, जबकि दुई परमाणुहरूले इलेक्ट्रोन साझा गर्दा सहसंयोजक बन्धहरू बन्छन्।
एसिड र आधारहरू पदार्थ हुन् जुन पानीमा घुलनशील हुँदा, क्रमशः हाइड्रोजन आयन ( \(H^+\) ) र हाइड्रोक्साइड आयनहरू ( \(OH^-\) ) को एकाग्रता बढाउँछ। pH मापन 0 (बलियो अम्लीय) देखि 14 (बलियो आधारभूत), र 7 को pH तटस्थ भएको मानको साथ, समाधानको अम्लता वा आधारभूतता मापन गर्न प्रयोग गरिन्छ।
स्पेक्ट्रोस्कोपी एक प्रविधि हो जसले यसको संरचना, संरचना र गुणहरू निर्धारण गर्न कसरी पदार्थले प्रकाशलाई अवशोषित, उत्सर्जन वा छर्छ भन्ने विश्लेषण गर्छ। विभिन्न प्रकारका स्पेक्ट्रोस्कोपी-जस्तै इन्फ्रारेड (IR), पराबैंगनी-दृश्य (UV-Vis), र परमाणु चुम्बकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी-विभिन्न विश्लेषणका लागि प्रयोग गरिन्छ।
इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री भनेको बिजुली र रासायनिक प्रतिक्रियाहरू बीचको सम्बन्धको अध्ययन हो। इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाहरू, ब्याट्रीहरू र इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाहरू सहित, रासायनिक ऊर्जालाई विद्युत ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ र यसको विपरीत। इलेक्ट्रोकेमिस्ट्रीमा आधारभूत समीकरण, नेर्न्स्ट समीकरण, सेलको इलेक्ट्रोमोटिभ बललाई प्रतिक्रियाकर्ता र उत्पादनहरूको सांद्रतासँग सम्बन्धित गर्दछ।
सांख्यिकीय मेकानिक्सले सामग्रीको म्याक्रोस्कोपिक बल्क गुणहरूमा व्यक्तिगत परमाणुहरू र अणुहरूको माइक्रोस्कोपिक गुणहरू सम्बन्धित गर्न एक रूपरेखा प्रदान गर्दछ। भौतिक रसायन विज्ञानको यो शाखाले चरण संक्रमण, ताप क्षमता, र ग्यासहरूको व्यवहार जस्ता घटनाहरू व्याख्या गर्न मद्दत गर्दछ।
भौतिक रसायन विज्ञानले फार्मास्यूटिकल्स सहित विभिन्न क्षेत्र र उद्योगहरूमा अनुप्रयोगहरू फेला पार्छ, जहाँ यसलाई नयाँ औषधिहरू विकास गर्न प्रयोग गरिन्छ; पर्यावरण विज्ञान, प्रदूषण बुझ्न र कम गर्न; र सामग्री विज्ञान, राम्रो सामग्री र न्यानो टेक्नोलोजी उत्पादनहरू डिजाइन गर्न। भौतिक रसायन विज्ञानको आधारभूत सिद्धान्तहरू बुझ्नले वैज्ञानिकहरू र इन्जिनियरहरूलाई यी र अन्य धेरै क्षेत्रहरूमा जटिल समस्याहरू समाधान गर्न मद्दत गर्दछ।
