تبلیغات
پایگاه خبری شیمی - معرفی شیمی فیزیک

پایگاه خبری شیمی

دروازه ای بـه جهــان شیمــی

مدیر سایتسعید ایراندوست

به سایت ما خوش آمدید

آرشیو مطالب

لیست کامل مطالب سایت

پایگاه خبری شیمی

حدیث روز
موضوعات
حامیان ما
نظرسنجی
علت مراجعه شما به سایت ؟








امکانات سایت
آمار کل
بازدید
امروز
بازدید
دیروز
بازدید
ماه قبل
بازدید
این ماه
بازدید
آخرین بازید
بروزرسانی
نعداد مطالب
مطلب
نویسندگان
جمعه 1 آذر 1392 ساعت 08:16 بعد از ظهر نظرات
نویسنده: سعید ایراندوست
شیمی فیزیک شاخه­ای از شیمی است که ارتباط این علم را با فیزیک برقرار می­کند و قوانین پایه­ای شیمی را بنا می­نهد. در واقع شیمی علمی است که فیزیک را به زیست مرتبط می­کند و در این بین، پل ارتباطی شیمی و فیزیک؛ شیمی فیزیک می­باشد.
  این گرایش در کل از چهار قسمت تشکیل شده است:
۱٫ ترمودینامیک:
این علم از اصولی­ترین قسمت­های شیمی فیزیک محسوب می­شود و با درک آن بسیاری از مفاهیم شیمی فیزیک به خوبی درک می­شود. این بخش از شیمی فیزیک در اصل در مورد خواص ماکروسکوپی مواد بحث می­کند و قوانین مرتبط را با خواصی که برای انسان ملموس­تر می­باشد بیان می­کند. این علم کاری به دلایل مولکولی ندارند و بسیاری از قوانین آن حتی در زمانی که نظریه اتمی و ذره­ای وجود نداشته است؛ به وجود آمده­اند!!! (برای قبول این حرف کافی است زندگی­نامه بولتزمن رو مطالعه کنید و دلیل خودکشی­اش رو دریابید!). از دانشمندان بنامی که برای ارتقای ترمودینامیک فعالیت کرده­اند می­توان؛ گیبس، ماکسول، بولتزمن، آرنیوس، هلمهولتز، کلازیوس، رابرت بویل، ژول، ویلیام تامسون(کلوین)، سدی کارنو، رابرت مایر، رامفورد، نرنست و پلانک را نام برد.
۲٫ کوانتوم:
از پایه­گذارهای این علم شرودینگر و هایزنبرگ بوده­اند که در ادامه دیراک، بورن، فاینمن، بوهم، دوبروی، بور، اپنهایمر و … نیز به این انقلاب پیوستند و آن را گسترش دادند. البته اگر به حق بنگریم نباید پلانک را که برای اولین بار کوانتومی بودن سطوح انرژی در یک حفره سیاه را مطرح کرد از قلم بندازیم.
       این علم با دنیای میکروسکوپی کار دارد و قوانین حاکم بر آن را بررسی می نماید. ویژگی بارزی که آن را در ظاهر کمی ناملموس نشان می­دهد ناتعینی(ناتاشتگی) در این علم است که با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ  مطرح می گردد. اما با کمال تعجب مشاهده می­کنیم که با تمام این قوانین ناواضح تنها این علم است که می­تواند دنیای ماکروسکوپی را توصیف کند و مکانیک کلاسیک(مکانیک نیوتونی، لاگرانژی و هامیلتونی) در این قسمت با شکست مواجه می­شوند.
۳٫ مکانیک آماری:
این علم که قدمتی به نزدیکی ترمودینامیک دارد پل ارتباطی کوانتوم و ترمودینامیک محسوب می­شود. به طور دقیق­تر در این شاخه از شیمی فیزیک به کمک قوانین میکروسکوپی حاکم بر ماده و آمار و احتمالات(علت نام­گذاری آن نیز همین است)، به خواص ماکروسکوپی دست می­یابند. یک مثال ساده همین معادله حالت گازهای کامل است. در اوایل این معادله از ترکیب قوانین شارل، بویل و آووگادرو به صورت تجربی یافت شد اما به کمک مکانیک آماری که در آن تنها چند فرض ساده( که هر عقل سلیمی می­تواند آن­ها را بپذیرد!) می­شود؛ می­توان این معادله حالت گاز کامل را به دست آورد بدون آنکه یک لحظه شخص وقت خود را در آزمایشگاه بگذراند. در واقع زیبایی و قدرت این علم در این است که با چند فرض ساده(که اصول موضوعه خوانده می­شوند) و با علم احتمالات، می­توان به خواص ماده پی­برد حتی اگر آن ماده وجود خارجی نداشته باشد!!!
        البته این را هم باید اشاره کنم که حتی قبل از به وجود آمدن مکانیک کوانتومی این علم پایه­ریزی شده بوده­است که آن را مکانیک آماری کلاسیک و مکانیک آماری بولتزمن می­نامند. از پایه­گذاران آن می­توان بولتزمن، ماکسول، لیویل و … را نام برد. بعد از تولد مکانیک کوانتوم افرادی چون اینشتین، دیراک، فرمی و بوز آن را در مکانیک آماری استفاده کردند و مکانیک آماری کوانتومی را که به دو بخش فرمی-دیراک و بوز-اینشتین تقسیم می­شود؛ بنا نهادند.
۴٫ سینتیک:
این بخش از شیمی فیزیک در مورد واکنش­های شیمیایی، سرعت آن­ها و مکانیزم­های موجود برای واکنش­ها می­باشد و در اصل می­توان گفت یکی از بخش­های شیمی فیزیک است که ارتباط با صنعت بیشتری نسبت به بقیه شاخه­های شیمی فیزیک دارد. کاربردهای این شاخه را می­توان در طراحی رآکتورهای صنعتی، کاتالیز واکنش­های شیمیایی و هم­چنین مطالعات بیوشیمیایی مخصوصا در کارکرد آنزیم­ها یافت. از این رو می­تواند با زیست و صنعت ارتباط تنگاتنگی داشته باشد. البته باید خاطر نشان کرد که روح این شاخه همان ترمودینامیک است و در قوانین آن با ترمودینامیک تشابهات زیادی وجود دارد.
 
شیمی فیزیک در ایران

متاسفانه در ایران این گرایش به کلی مهجور مانده و آن طور که شایسته است به آن پرداخته نمی شود در حالی که در کشورهای صنعتی جز پرطرفدارترین گرایش های شیمی محسوب می شود. دلیل این امر بازار کار کم آن است که نسبت به تجزیه و آلی بسیار کمتر بوده و علت این بازار کار کم، نبود مطالعات پایه ای در زمینه شیمی است. البته شاخه هایی مانند سینتیک و الکتروشیمی می توانند به صورت جزیی در صنعت وارد شوند.
        شاخه ها و زیر شاخه هایی از این علم که در ایران طرفدار بیشتری دارد و مطالعات بر روی آن ها صورت می گیرد، در حالت کلی به دو دسته تقسیم می شوند:
۱٫روش های تجربی: متاسفانه از آن جهت که در کشور با کمبود امکانات و مواد مواجه هستیم این بخش از مقبولیت خاصی برخوردار نیست و کمتر کسی دنبال این قسمت می رود. کارهای تجربی که بیشتر انجام می شود شامل موارد زیر می باشند:
·         الکتروشیمی: در این شاخه بیشتر بر روی پیل ها و الکترود های شناساگر و … کار می شود. در صنعت در مورد الکترولیز و استخراج مواد کاربرد بسیار دارد و بخاطر همین می تواند بازار کار داشته باشد.
·         سینتیک: این قسمت نیز همان طور که قبلا اشاره شد ارتباط با صنعت خوبی داشته و می تواند پیشزفت خوبی در صنعت داشته باشد.
·        نانو: نانو بحث روز دنیا بوده و کشورمان در این قسمت از پیشگامان این تکنولوژی محسوب می شود. این تکنولوژی بین رشته ای بوده و در رشته هایی مانند فیزیک، مواد(متالورژی)، مکانیک، مهندسی شیمی و از جمله شیمی در آن فعالیت صورت می گیرد. البته در شیمی هم تجزیه کارها و هم شیمی فیزیک کارها در این قسمت فعالیت دارند.
 
2.روش های نظری و محاسباتی: اکنون در کشورمان اکثر کارهای شیمی فیزیکی که صورت می گیرد در این بخش می گنجد و دلیل آن نیز واضح است؛ چرا که این بخش تنها به یک کامپیوتر نیاز دارد و حتی در مواردی به کامپیوتر نیز نیازی نیست! کارهای نظری که صورت می گیرد به قرار زیر است:
·         شیمی کوانتوم: در ایران تقریبا می توان گفت که کار تجربی در این زمینه به ندرت صورت می پذیرد و تنها فهالیت های محاسباتی و محض در راس قرار دارند.
·         شیمی سطح: این بخش با فیزیک حالت جامد ارتباط تنگاتنگ دارد و به نحوی می توان آن را کاربرد فیزیک حالت جامد در شیمی دانست. از متداول ترین کارهایی که در این زمینه صورت می پذیرد بحث جذب سطحی مواد است که بیشترین کاربرد را در موضوع کاتالیزورها دارا می باشد. اگر به حق بنگریم این بخش نیز می تواند ارتباط با صنعت داشته باشد و کارهای تجربی نیز در این بخش صورت می پذیرد. این بخش مخصوصا در واکنش هایی که از کاتالیزگرهای ناهمفاز بهره می برند خود را نشان می دهد. البته باید اشاره کنم که یکی از علومی که با این بخش ارتباط تنگاتنگ دارد؛ الکتروشیمی است به بیانی دیگر برای فهم الکتروشیمی در سطح مولکولی فهم شیمی سطح الزامی است چرا که اکثر واکنش­های اکسایش کاهش در سطح مواد و فصل مشترک­ها رخ می­دهد.
·         شبیه­سازی مولکولی: این قسمت جز پرطرفدارترین کارهای محاسباتی است که در ایران صورت می­پذیرد. البته ممکن است آن را با اسم دینامیک مولکولی یا به اختصار MD نیز بشنوید. به طور خلاصه در این قسمت به کمک نرم­افزارهای رایج محاسباتی مانند Gaussian، LAMPS، Spartan، YASP و … خواص فیزیکی و شیمیایی مواد را به دست می­آورند.
        همان­طور که از توضیح بالا فهمیده می­شود شبیه­سازی مولکولی فنی است که می­تواند در تمام شاخه­ها و رشته­های دیگر مانند؛ فیزیک، مکانیک و مواد استفاده شود. اگر مقالاتی که در این زمینه به چاپ می­رسد؛ بررسی شود تنوع و گستردگی این فن بیشتر نمایان خواهد شد.
·        ترمودینامیک آماری: همان طور که قبلا توضیح داده­شد این علم از خواص میکروسکوپی به خواص ماکروسکوپی مواد می­رسد برای این کار در اکثر مواvد با داشتن تابع تقسیم(تابع پارش) می­توان دیگر خواص مورد نیاز را یافت.
      پژوهش­هایی که در ایران در این شاخه صورت می­گیرد شامل شبیه­سازی، معادله حالت، شیمی محلول­ها و الکترولیت­ها می­باشد که خود این مفاهیم ابزاری قوی در صنعت و بیوشیمی محسوب می­شوند. 
نظرات مطلب
  • http://cariwittenbrink.wordpress.com دوشنبه 1 خرداد 1396 10:25 بعد از ظهر

    Hello, i believe that i saw you visited my web site thus i came
    to go back the prefer?.I am attempting to
    find issues to enhance my web site!I assume its adequate to make use of a few of your concepts!!

  • BHW جمعه 1 اردیبهشت 1396 12:10 بعد از ظهر

    I'm truly enjoying the design and layout of your blog.
    It's a very easy on the eyes which makes it much more
    enjoyable for me to come here and visit more often. Did you hire
    out a designer to create your theme? Outstanding work!


http://cariwittenbrink.wordpress.com
دوشنبه 1 خرداد 1396 10:25 بعد از ظهر
Hello, i believe that i saw you visited my web site thus i came
to go back the prefer?.I am attempting to
find issues to enhance my web site!I assume its adequate to make use of a few of your concepts!!
BHW
جمعه 1 اردیبهشت 1396 12:10 بعد از ظهر
I'm truly enjoying the design and layout of your blog.
It's a very easy on the eyes which makes it much more
enjoyable for me to come here and visit more often. Did you hire
out a designer to create your theme? Outstanding work!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر

آخرین عناوین
شیمیدان منتخب ماه
عنصر هفته
lactoze

فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی که بر اثر رطوبت هوا تیره رنگ می‌شود و در حین احتراق رنگ سبز براقی تولید می‌کند

من چه عنصـری هستم ؟

آرشیـو عناصـــر

  • مولکول هفته
    lactoze

    من تهدیدی برای زنبور عسل می باشم .

    من چه مولکولی هستم ؟

    آرشیـو مولــکول هــا

  • ابزار آزمایشگاهی
    نگاره برگزیده
    lactoze

    یک واحد صنعتی تصفیه آب به روش اسمز معکوس

    اسمز معکوس فرآیندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا استفاده می‌شود.

  • آرشیو
    روزنامه ها و خبرگزاریها

    نویسندگان
    تقویم
    کلیه حقوق این سایت محفوظ است. طراحـ ـقالبـ: ـنقاشــ