Физическая органическая химия , термин, придуманный Луи Хэмметом в 1940 году, относится к дисциплине органической химии , которая фокусируется на взаимосвязи между химическими структурами и реакционной способностью , в частности, на применении экспериментальных инструментов физической химии для изучения органических молекул . Конкретные фокусы исследования включают скорость органических реакций , относительную химическую стабильность исходных материалов, реакционноспособных промежуточных соединений , переходных состояний и продуктов химических реакций , а также нековалентные аспекты сольватации и молекулярных взаимодействий , которые влияют на химическую реакционную способность. Такие исследования обеспечивают теоретическую и практическую основу для понимания того, как изменения структуры в растворе или твердом состоянии влияют на механизм и скорость каждой интересующейорганической реакции .
Физические химики-органики используют теоретические и экспериментальные подходы для понимания этих фундаментальных проблем органической химии , включая классические и статистические термодинамические расчеты, квантово-механическую теорию и вычислительную химию , а также экспериментальную спектроскопию (например, ЯМР ), спектрометрию (например, МС ), и кристаллографический подходы. Таким образом, эта область находит применение в широком спектре более специализированных областей, включая электро- и фотохимию , химию полимеров и супрамолекулярную химию , биоорганическую химию , энзимологию и химическую биологию , а также для коммерческих предприятий, занимающихся химией процессов , химической инженерией , материаловедением. и нанотехнологии , и фармакология в разработке лекарств .
Физическая органическая химия — это изучение взаимосвязи между структурой и реакционной способностью органических молекул . В частности, физическая органическая химия применяет экспериментальные инструменты физической химии для изучения структуры органических молекул и обеспечивает теоретическую основу, которая интерпретирует, как структура влияет как на механизмы , так и на скорость органических реакций . Ее можно рассматривать как подполе, которое соединяет органическую химию с физической химией .
Физические химики-органики используют как экспериментальные, так и теоретические дисциплины, такие как спектроскопия , спектрометрия , кристаллография , вычислительная химия и квантовая теория , для изучения как скоростей органических реакций , так и относительной химической стабильности исходных материалов, переходных состояний и продуктов. [1] [ нужна страница ] Химики в этой области работают над пониманием физических основ современной органической химии , и поэтому физическая органическая химия находит применение в специализированных областях, включая химию полимеров , супрамолекулярную химию , электрохимию и фотохимию . [1] [ нужна страница ]
Сам термин «физическая органическая химия» был придуман Луи Хэмметом в 1940 году, когда он использовал эту фразу в качестве названия для своего учебника. [2]
Химики-органики используют инструменты термодинамики для изучения связей , стабильности и энергетики химических систем. Сюда входят эксперименты по измерению или определению энтальпии (Δ H ), энтропии (Δ S ) и свободной энергии Гиббса (Δ G ) реакции, превращения или изомеризации. Для расчета этих значений химики могут использовать различные химические и математические анализы, такие как график Ван-т-Гоффа .