Fisicoquimica

A quimica fisica ou fisicoquimica ^[
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] e unha ciencia punto de encontro entre a quimica e a fisica que intenta estudar a materia desde o punto de vista fisico, ^[
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] centrandose nas bases fisicas dos sistemas e procesos quimicos. De acordo co quimico estadounidense de renome Gilbert Lewis , "A Quimica fisica e calquera cousa interesante" , probablemente referindose o feito de que moitos fenomenos da natureza relacionados coa materia son de principal interese na quimica fisica.

A fisica quimica representa unha pola onde hai unha mestura de diversas ciencias, como a quimica , a fisica , a termodinamica , a electroquimica e a mecanica cuantica onde as funcions matematicas poden representar interpretacions a nivel molecular e a nivel atomico . Cambios na temperatura , presion , volume , calor e traballo nos sistemas , solido , liquido e/ou gasoso atopanse tamen relacionados a estas interpretacions de interaccions moleculares .

O quimico estadounidense do seculo XIX Willard Gibbs e tamen considerado o pai fundador da quimica fisica, onde a sua publicacion de 1876 chamada On the Equilibrium of Heterogeneous Substances (Estudo sobre o equilibrio de substancias heteroxeneas) falou de termos como a enerxia libre , potencial quimico , ou a regra das fases , que anos mais tarde serian de salientable interese dentro do estudo desta disciplina.

A fisicoquimica moderna ten os seus alicerces na fisica pura. Areas de estudo moi importantes nesta incluen a termoquimica (termodinamica quimica), cinetica quimica , quimica cuantica , mecanica estatistica , electroquimica, quimica do estado liquido, quimica coloidal , quimica de superficies e espectroscopia . A fisicoquimica forma parte fundamental do estudo da ciencia dos materiais .

Historia [ editar | editar a fonte ]

A fisicoquimica non se constituiu como especialidade independente da quimica ate finais do seculo XIX . O termo "quimica fisica" foi cunado polo cientifico ruso Mikhail Lomonossov , entre 1752 e 1756 escribiu e presentou un ciclo de conferencias sobre unha nova ciencia que titulou "Un curso de verdadeira Quimica Fisica" (en ruso: “Курс истинной физической химии”) que consideraba como unha ciencia basica para o estudo da estrutura da materia. ^[
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A quimica fisica moderna xurdiu entre as decadas de 1860 e 1880 grazas os traballos sobre quimica termodinamica , electrolitos en solucion e cinetica quimica entre outras materias. Un fito clave foi a publicacion en 1876 da obra On the Equilibrium of Heterogeneous Substances ^[
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] ( Sobre o equilibrio de substancias heteroxeneas ) de Josiah Willard Gibbs . Neste traballo presentaronse por vez primeira diversas das pedras angulares da quimica fisica, como os conceptos da enerxia de Gibbs , de potencial quimico ou a regra das fases de Gibbs . Outros fitos importantes que compre salientar son a creacion en 1908 do termo entalpia , atribuido o premio Nobel de Fisica neerlandes Heike Kamerlingh Onnes , ^[
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] ou o coneixement dos procesos macromoleculares .

As primeiras revistas cientificas que se dedicaron a nova disciplina foron a alema Zeitschrift fur physicalische Chemie dirixida por Wolfgang Ostwald (1853-1932) e Jacobus Henricus Van't Hoff (1852-1911), que comezou a sua publicacion en 1887 , e estadounidense Journal of Physical Chemistry dirixida por Wilder Dwight Bancroft (1867-1953) publicada dende 1896. Malia isto, durante todo o seculo XIX realizaronse notables achegas a alguns dos campos que habitualmente adoitan reunirse baixo a quimica fisica, tales como a electroquimica , a termoquimica ou a cinetica quimica .

A obra de Alessandro Volta (1745-1827), especialmente a pila que leva o seu nome, foi o punto de partida de moitos traballos nos que se estudaron os efectos da electricidade sobre os compostos quimicos . A comezos do seculo XIX, Humphry Davy (1778-1829) fixo pasar unha corrente electrica a traves de solucions de sales o que lle permitiu separar e estudar dos novos metais : o sodio e o potasio . O seu principal discipulo e o seu succesor na Royal Institution foi Michael Faraday (1791-1867), que continuou as investigacions do seu mestre. Nun artigo publicado en 1834 , Faraday propuxo as suas duas leis sobre a electrolise . A primeira afirma que a cantidade de substancia que se deposita nun electrodo e proporcional a cantidade de carga electrica que atravesa o circuito . Na segunda lei, Faraday afirma que a cantidade de carga electrica que provoca o desprendemento dun gramo de hidroxeno produce o desprendemento dunha cantidade igual o equivalente electroquimico doutras substancias.

Os traballos realizados por Antoine Lavoisier (1743-1794) e Pierre Simon Laplace (1749-1827) son a miudo considerados como o punto de partida da termoquimica . Desenaron un novo instrumento, o calorimetro , co que podian realizar medidas sobre a cantidade de calor desprendida durante as reaccions quimicas . Laplace e Lavoisier coidaban que o calorico era un dos elementos imponderables e que os gases estaban compostos por calor e o elemento correspondente. Durante a primeira metade do seculo XIX, a idea do calorico foi abandonada e comezaron a facerse as investigacions que permitiron o estabeleemento das leis da termodinamica . A aplicacion destas investigacions nos procesos quimicos permitiron o xurdimento da termoquimica , grazas a obra de autores como Marcellin Berthelot (1827-1907) ou Henry Le Chatelier (1850-1936).

Uns dos primeiros traballos dedicados o estudo da cinetica quimica foron as investigacions de Ludwig Ferdinand Wilhelmy (1812-1864) sobre a velocidade de cambio de configuracion de determinados azucres en presenza dun acido . A metade do seculo XIX, Wilhelmy chegou a conclusion de que a velocidade do cambio era proporcional a concentracion de azucre e de acido e que tamen variaba coa temperatura . A colaboracion entre un quimico, George Vernon Harcourt (1834-1919), e un matematico, William Esson (1838-1916), permitiu a introducion de ecuacions diferenciais no estudo da cinetica quimica. Esson foi o introdutor de conceptos como os de reaccions de "primeira orde", a velocidade das cales e proporcional a concentracion de so un reactivo, e de reaccions de "segunda orde", as cales a velocidade e proporcional no produto de duas concentracions. Nos ultimos anos do seculo XIX, os treballos de Jacobus Henricus van 't Hoff (1852-1911), premio Nobel de Quimica de 1901, tiveron unha grande influencia neste e noutros eidos da quimica. Entre as suas achegas, atopase a introducion do "metodo diferencial" para o estudo da velocidade das reaccions quimicas e a sua famosa ecuacion que permite relacionar a velocidade e a temperatura dunha reaccion.

O desenvolvemento da mecanica cuantica e a sua aplicacion o estudo dos fenomenos quimicos foi un dos cambios mais notables que se produciron na quimica do seculo XX . Entre os cientificos que mais achegas fixeron neste senso atopase Linus Pauling , autor de libros tan significativos como o seu Introduction to Quantum Mechanics, with Applications to Chemistry (1935) ou The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals (1939). Entre moitas outras achegas, Linus Pauling foi o introdutor do noso concepto moderno de electronegatividade .

Campo de estudo [ editar | editar a fonte ]

A fisicoquimica moderna ten firmes bases na fisica pura. Entre as suas principais areas de estudo contanse a termodinamica quimica , a cinetica quimica , a quimica cuantica , a mecanica estatistica , a electroquimica , a quimica do estado solido e de superficies , e a espectroscopia . A fisicoquimica forma parte fundamental no estudo da ciencia dos materiais .

As principais areas de estudo da fisicoquimica incluen a termodinamica quimica , a cinetica quimica , a quimica cuantica , a mecanica estatistica , a electroquimica , a quimica de superficies , a quimica do estado solido , a espectroscopia e a mecanica cuantica onde funcions matematicas poden representar interpretacions a nivel molecular e atomico estrutural . Cambios na temperatura , presion , volume , calor e traballo nos sistemas , solido , liquido e/ou gasoso atopanse tamen relacionados a estas interpretacions de interaccions moleculares . O mesmo tempo, a fisicoquimica e parte fundamental da ciencia de materiais moderna.

Segundo o afamado quimico estadounidense Gilbert Lewis , "a fisicoquimica e calquera cousa interesante" , referindose ao feito que moitos fenomenos da natureza con respecto a materia son de principal interese na fisicoquimica.

Fisicoquimicos destacados [ editar | editar a fonte ]

Notas [ editar | editar a fonte ]

↑ Definicions no Dicionario da Real Academia Galega e no Portal das Palabras para fisicoquimica .
↑ Grup Enciclopedia Catalana (ed.). "Fisica quimica" . Gran Enciclopedia Catalana . Arquivado dende o orixinal o 29 de maio de 2020 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 .
↑ Vucinich, Alexander (1970). "Science in the age of crisis, 1884-1917. Modern Physics and Chemistry". Science in Russian Culture: 1861-1917 (en ingles) . Stanford University Press. pp. pax. 388. ISBN 0804707383 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 . In the 1880's Russia already had a long but tenuous tradition in physical chemistry. In 1752-56, Lomonosov wrote and lectured on a new science, which he named “physical chemistry” and identified as the primary science for studying the structure of matter.
↑ Gibbs, Josiah Willard (1876). Massachusetts Institute of Technology, ed. "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (PDF) (en ingles) . Arquivado dende o orixinal (PDF) o 26 de outubro de 2012 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 .
↑ Helrich, Carl S. (2009). Modern thermodynamics with statistical mechanics (en ingles) . Springer. pp. pax. 64. ISBN 3540854177 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 . The Dutch physicist ans discoverer of superconductivity, Heike Kamerlingh Onnes, initially introduces the term enthalpy at the first meeting of the institute of Refrigeration in Paris in 1908. He had derived the name enthalpy from Greek word “enthalpos” (?νθαλπο?).
↑ Trsic, Milan; Evelyn Jeniffer De Lima Toledo (2010). "Chemical Transformations and Reactions: Velocity and energy Balance". A Serious Glance at Chemistry: Basic Notions Explained (en ingles) . World Scientific. pp. pax. 109. ISBN 1848165307 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 . Josiah Willard Gibbs (America, 1839-1903) introduced the “head function at constant pressure” in 1875. Other scientists defined the modern term enthalpy later. The thermodynamic potential (enthalpy) was defined by the Dutch physicist Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) in the early 20th century.

Vexase tamen [ editar | editar a fonte ]

Bibliografia [ editar | editar a fonte ]

Peter W. Atkins (1978). Physical Chemistry . Oxford University Press . ISBN 0-7167-3539-3 .
R.J. Hunter (1993). Introduction to Modern Colloid Science . Oxford University Press . ISBN 0-19-855386-2 .
M. Diaz Pena, A. Roig Muntaner (1984). Quimica Fisica . Alhambra. Madrid . ISBN 84-205-0569-2 .
J. Bertran Rusca, J. Nunez Delgado (2002). Quimica Fisica . Ariel, Barcelona . ISBN 84-344-8050-6 .

[1] Definicions no Dicionario da Real Academia Galega e no Portal das Palabras para fisicoquimica .

[2] Grup Enciclopedia Catalana (ed.). "Fisica quimica" . Gran Enciclopedia Catalana . Arquivado dende o orixinal o 29 de maio de 2020 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 .

[3] Vucinich, Alexander (1970). "Science in the age of crisis, 1884-1917. Modern Physics and Chemistry". Science in Russian Culture: 1861-1917 (en ingles) . Stanford University Press. pp. pax. 388. ISBN 0804707383 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 . In the 1880's Russia already had a long but tenuous tradition in physical chemistry. In 1752-56, Lomonosov wrote and lectured on a new science, which he named “physical chemistry” and identified as the primary science for studying the structure of matter.

[4] Gibbs, Josiah Willard (1876). Massachusetts Institute of Technology, ed. "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (PDF) (en ingles) . Arquivado dende o orixinal (PDF) o 26 de outubro de 2012 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 .

[5] Helrich, Carl S. (2009). Modern thermodynamics with statistical mechanics (en ingles) . Springer. pp. pax. 64. ISBN 3540854177 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 . The Dutch physicist ans discoverer of superconductivity, Heike Kamerlingh Onnes, initially introduces the term enthalpy at the first meeting of the institute of Refrigeration in Paris in 1908. He had derived the name enthalpy from Greek word “enthalpos” (?νθαλπο?).

[6] Trsic, Milan; Evelyn Jeniffer De Lima Toledo (2010). "Chemical Transformations and Reactions: Velocity and energy Balance". A Serious Glance at Chemistry: Basic Notions Explained (en ingles) . World Scientific. pp. pax. 109. ISBN 1848165307 . Consultado o 4 de febreiro de 2012 . Josiah Willard Gibbs (America, 1839-1903) introduced the “head function at constant pressure” in 1875. Other scientists defined the modern term enthalpy later. The thermodynamic potential (enthalpy) was defined by the Dutch physicist Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) in the early 20th century.

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