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Die physikalische Chemie beschäftigt sich mit der Untersuchung chemischer Fragestellungen mithilfe physikalischer Methoden. Diese häufig gehörte Definition bleibt ebenso häufig unverstanden.
Sie steht oft im Gegensatz zu den anderen Teilgebieten der Chemie, wie zum Beispiel der organischen, der anorganischen oder der Biochemie. Dies liegt daran, dass in diesen Fachgebieten meist "Nasschemie" betrieben, also mit meist wässrigen Lösungen gearbeitet wird, wobei Wasser hier natürlich nicht das einzige Lösungsmedium darstellt. Diese Arbeitsweise wird typischerweise als chemisch bezeichnet.
Die physikalische Chemie verwendet also, wie gesagt, Methoden die auf physikalischen Prinzipien beruhen. Hierzu gehören zum Beispiel die Untersuchung von Stoffen mittels elektromagnetischer Strahlung, Magnet- und elektrischen Feldern.
Sie nimmt dabei oft eine assistierende Funktion ein. Die Spektroskopie beispielsweise stellt eigentlich eine Domäne der physikalischen Chemie dar. Dennoch wird sie in der organischen Chemie so intensiv zur Strukturaufklärung von Stoffen verwendet, dass mittlerweile ganze Lexika an Materialien hierzu existieren, sogenannte Spektrendatenbanken. Die von der physikalischen Chemie aufgestellten Gesetze und Modelle werden vielfach in anderen Wissenschaftsbereichen, auch außerhalb der Chemie, zu Erklärungszwecken verwendet.
In der Lehre ist sie bereits in einem frühen Stadium unabkömmlich und viele Hochschulen bieten Vertiefungsmöglichkeiten in diesem Teilbereich an.

Die Teilgebiete physikalischer Chemie

Die physikalische Chemie lässt sich in einige Teilgebiete aufteilen, wobei diese natürlich nicht das komplette Spektrum an Möglichkeiten des Faches abdecken. Diese Unterteilung wird auch meistens an Universitäten zur Vorlesungsgliederung vorgenommen. Hier sind nun allerdings zwei Lehrmeinungen zu unterscheiden, wie das Fach am besten zu erlernen sei. Beiden haften Vor- und Nachteile an. Die erste Vorgehensweise startet beim molekularen Aufbau der Materie und erklärt nachfolgend die in der Chemie beobachteten Vorgänge. Genau umgekehrt verläuft der phänomenologische Ansatz. Ausgehend von Versuchen und daraus gewonnenen Erkenntnissen werden Gesetze und Regeln aufgestellt. Ausgehend vom makroskopischen wird das Fach bis zum atomaren Maßstab vermittelt.
Die verschiedenen Stationen sind dabei die gleichen: Die Thermodynamik beschäftigt sich mit dem Energieinhalt von Stoffen, insbesondere Gasen, und leitet daraus die Stabilität von reagierenden Stoffen und Systemen ab. Die Kinetik beschreibt die Geschwindigkeit von Reaktionen und ihren genauen Ablauf. Als theoretische Chemie werden meistens die Quantenchemie und -mechanik, die statistische Thermodynamik und damit verwandte Fragestellungen zusammengefasst. Die Elektrochemie und die schon genannte Spektroskopie zählt man ebenfalls zur physikalischen Chemie. Viele andere, vom Umfang her kleinere Bereiche existieren ebenfalls, lassen sich jedoch meistens den schon genannten zuordnen.

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