فزیکل کیمسٹری اس بات کا مطالعہ ہے کہ مادہ سالماتی اور جوہری سطح پر کیسے برتاؤ کرتا ہے اور کیمیائی رد عمل کیسے ہوتا ہے۔ کیمیائی مادوں کی طبعی خصوصیات کے اپنے تجزیوں کی بنیاد پر، طبعی کیمیا دان نئے نظریات اور تکنیک تیار کرتے ہیں جن کا اطلاق عملی مسائل کو حل کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
تمام مادے تین حالتوں میں موجود ہوسکتے ہیں: ٹھوس، مائع اور گیس۔ کسی مادے کی حالت اس کے درجہ حرارت اور دباؤ سے متعین ہوتی ہے۔ ٹھوس کی ایک مقررہ شکل اور حجم ہوتا ہے، مائع کا ایک مقررہ حجم ہوتا ہے لیکن وہ اپنے کنٹینر کی شکل اختیار کرتے ہیں، اور گیسیں ان کے برتن کو مکمل طور پر بھر دیتی ہیں۔
تھرموڈینامکس جسمانی کیمسٹری میں ایک بنیادی تصور ہے جس میں توانائی اور اس کی تبدیلیوں کا مطالعہ شامل ہے۔ تھرموڈینامکس کے قوانین بتاتے ہیں کہ جسمانی دنیا میں توانائی کیسے منتقل ہوتی ہے۔
کیمیائی حرکیات اس رفتار کا مطالعہ کرتی ہے جس پر کیمیائی رد عمل ہوتا ہے اور وہ قدم جن کے ذریعے وہ آگے بڑھتے ہیں۔ رد عمل کی شرح کو شرح قانون کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے، جسے رد عمل کے لیے اس کی آسان ترین شکل میں \(A \rightarrow B\) کو \(rate = k[A]^n\) کے طور پر دکھایا جا سکتا ہے، جہاں \(k\) شرح مستقل ہے، \([A]\) ری ایکٹنٹ A کا ارتکاز ہے، اور \(n\) A کے حوالے سے رد عمل کی ترتیب ہے۔
کیمیائی تعاملات میں توازن اس وقت ہوتا ہے جب فارورڈ اور ریورس ری ایکشن کی شرحیں برابر ہوتی ہیں، جس کے نتیجے میں وقت کے ساتھ ساتھ ری ایکٹنٹس اور مصنوعات کے ارتکاز میں کوئی خالص تبدیلی نہیں آتی۔ توازن مستقل ( \(K\) ) مصنوعات کے ارتکاز کے ری ایکٹنٹ ارتکاز کے تناسب کو ظاہر کرتا ہے، ہر ایک کو متوازن مساوات میں ان کے stoichiometric coefficients کی طاقت تک بڑھایا جاتا ہے۔
مالیکیولز کی ساخت اور ایٹموں کے درمیان بندھن کی اقسام کسی مادے کی جسمانی خصوصیات اور دیگر مادوں کے ساتھ اس کے رد عمل کو براہ راست متاثر کرتی ہیں۔ کیمیائی بانڈز کی دو بنیادی اقسام آئنک اور ہم آہنگی بانڈ ہیں۔ آئنک بانڈ اس وقت بنتے ہیں جب الیکٹران ایک ایٹم سے دوسرے ایٹم میں منتقل ہوتے ہیں، جب کہ ہم آہنگی بانڈ بنتے ہیں جب دو ایٹم الیکٹران کا اشتراک کرتے ہیں۔
تیزاب اور اڈے وہ مادے ہیں جو پانی میں تحلیل ہونے پر بالترتیب ہائیڈروجن آئنوں ( \(H^+\) ) اور ہائیڈرو آکسائیڈ آئنوں ( \(OH^-\) ) کے ارتکاز میں اضافہ کرتے ہیں۔ پی ایچ پیمانہ کسی محلول کی تیزابیت یا بنیادییت کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جس کی قدریں 0 (سخت تیزابی) سے 14 (مضبوط طور پر بنیادی) تک ہوتی ہیں، اور 7 کا پی ایچ غیر جانبدار ہوتا ہے۔
سپیکٹروسکوپی ایک ایسی تکنیک ہے جو اس بات کا تجزیہ کرتی ہے کہ مادہ اپنی ساخت، ساخت اور خصوصیات کا تعین کرنے کے لیے روشنی کو کس طرح جذب، اخراج یا بکھرتا ہے۔ اسپیکٹروسکوپی کی مختلف اقسام — جیسے کہ انفراریڈ (IR)، الٹرا وائلٹ-visible (UV-Vis)، اور جوہری مقناطیسی گونج (NMR) سپیکٹروسکوپی — مختلف تجزیوں کے لیے استعمال کی جاتی ہیں۔
الیکٹرو کیمسٹری بجلی اور کیمیائی رد عمل کے درمیان تعلق کا مطالعہ ہے۔ الیکٹرو کیمیکل خلیات، بشمول بیٹریاں اور الیکٹرولائٹک خلیات، کیمیائی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں اور اس کے برعکس۔ الیکٹرو کیمسٹری میں بنیادی مساوات، نیرنسٹ مساوات، سیل کی برقی قوت کو ری ایکٹنٹس اور مصنوعات کے ارتکاز سے جوڑتی ہے۔
شماریاتی میکانکس انفرادی ایٹموں اور مالیکیولز کی خوردبین خصوصیات کو مادوں کی میکروسکوپک بلک خصوصیات سے جوڑنے کے لیے ایک فریم ورک فراہم کرتا ہے۔ فزیکل کیمسٹری کی یہ شاخ فیز ٹرانزیشن، حرارت کی صلاحیت، اور گیسوں کے رویے جیسے مظاہر کی وضاحت میں مدد کرتی ہے۔
فزیکل کیمسٹری مختلف شعبوں اور صنعتوں میں ایپلی کیشنز تلاش کرتی ہے، بشمول دواسازی، جہاں اسے نئی ادویات تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ماحولیاتی سائنس، آلودگی کو سمجھنے اور کم کرنے کے لیے؛ اور میٹریل سائنس، بہتر مواد اور نینو ٹیکنالوجی کی مصنوعات کو ڈیزائن کرنے کے لیے۔ فزیکل کیمسٹری کے بنیادی اصولوں کو سمجھنے سے سائنسدانوں اور انجینئرز کو ان اور بہت سے دوسرے شعبوں میں پیچیدہ مسائل حل کرنے میں مدد ملتی ہے۔
