Fizik kimyo materiyaning molekulyar va atom darajasida qanday harakat qilishini va kimyoviy reaktsiyalar qanday sodir bo'lishini o'rganadi. Kimyoviy moddalarning fizik xossalarini tahlil qilish asosida fizik kimyogarlar amaliy masalalarni yechishda qo‘llanilishi mumkin bo‘lgan yangi nazariyalar va usullarni ishlab chiqadilar.
Barcha moddalar uchta holatda bo'lishi mumkin: qattiq, suyuq va gaz. Moddaning holati uning harorati va bosimi bilan belgilanadi. Qattiq jismlar qat'iy shakl va hajmga ega, suyuqliklar o'zgarmas hajmga ega, lekin o'z idishining shaklini oladi va gazlar idishni to'liq to'ldiradi.
Termodinamika fizik kimyoning asosiy tushunchasi bo'lib, energiya va uning o'zgarishini o'rganishni o'z ichiga oladi. Termodinamika qonunlari energiyaning jismoniy dunyoda qanday o'tkazilishini tasvirlaydi.
Kimyoviy kinetika kimyoviy reaksiyalar sodir bo'lish tezligini va ularning borish bosqichlarini o'rganadi. Reaksiya tezligini tezlik qonuni bilan tavsiflash mumkin, u reaksiya uchun eng oddiy shaklda \(A \rightarrow B\) \(rate = k[A]^n\) shaklida ifodalanishi mumkin, bu erda \(k\) - tezlik konstantasi, \([A]\) - reaktiv A ning konsentratsiyasi, \(n\) - A ga nisbatan reaksiya tartibi.
To'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligi teng bo'lganda, kimyoviy reaktsiyalarda muvozanat yuzaga keladi, natijada vaqt o'tishi bilan reaktivlar va mahsulotlar kontsentratsiyasida aniq o'zgarishlar bo'lmaydi. Muvozanat konstantasi ( \(K\) ) mahsulot kontsentratsiyasining reaktiv kontsentratsiyalarga nisbatini ifodalaydi, ularning har biri muvozanatli tenglamada stexiometrik koeffitsientlari kuchiga ko'tariladi.
Molekulalarning tuzilishi va atomlar orasidagi bog'lanish turlari moddaning fizik xususiyatlariga va boshqa moddalar bilan reaktsiyalariga bevosita ta'sir qiladi. Kimyoviy bog'lanishning ikkita asosiy turi ion va kovalent bog'lanishdir. Ion bog'lanishlar elektronlar bir atomdan ikkinchisiga o'tganda, kovalent bog'lanishlar esa ikkita atom elektronlarni birgalikda o'tkazishda hosil bo'ladi.
Kislotalar va asoslar suvda eriganida mos ravishda vodorod ionlari ( \(H^+\) ) va gidroksid ionlari ( \(OH^-\) ) konsentratsiyasini oshiradigan moddalardir. PH shkalasi eritmaning kislotalilik yoki asosliligini o'lchash uchun ishlatiladi, qiymatlari 0 (kuchli kislotali) dan 14 (kuchli asosli) gacha, pH 7 esa neytral hisoblanadi.
Spektroskopiya - bu moddaning tarkibi, tuzilishi va xususiyatlarini aniqlash uchun yorug'likni qanday yutish, chiqarish yoki tarqatishini tahlil qiladigan usul. Infraqizil (IR), ultrabinafsha ko'rinadigan (UV-Vis) va yadro magnit-rezonans (NMR) spektroskopiyasi kabi spektroskopiyaning har xil turlari turli tahlillar uchun qo'llaniladi.
Elektrokimyo - bu elektr va kimyoviy reaktsiyalar o'rtasidagi bog'liqlikni o'rganadigan fan. Elektrokimyoviy hujayralar, shu jumladan batareyalar va elektrolitik hujayralar kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantiradi va aksincha. Elektrokimyodagi asosiy tenglama, Nernst tenglamasi, hujayraning elektromotor kuchini reaksiyaga kirishuvchi moddalar va mahsulotlar kontsentratsiyasi bilan bog'laydi.
Statistik mexanika alohida atomlar va molekulalarning mikroskopik xususiyatlarini materiallarning makroskopik massaviy xususiyatlari bilan bog'lash uchun asos yaratadi. Fizik kimyoning bu bo'limi fazaviy o'tishlar, issiqlik sig'imi va gazlarning harakati kabi hodisalarni tushuntirishga yordam beradi.
Fizik kimyo turli sohalarda va sanoatda, jumladan, farmatsevtikada qo'llanilishini topadi, bu erda yangi dori vositalarini ishlab chiqish uchun foydalaniladi; atrof-muhit fani, ifloslanishni tushunish va kamaytirish; va materialshunoslik, yaxshiroq materiallar va nanotexnologiya mahsulotlarini loyihalash. Fizik kimyoning asosiy tamoyillarini tushunish olimlar va muhandislarga ushbu va boshqa ko'plab sohalardagi murakkab muammolarni hal qilishda yordam beradi.
