भौतिक रसायन विज्ञान: अवधारणाएँ

निश्चित रूप से, यहां अद्यतन अध्ययन नोट्स दिए गए हैं:

• रसायन विज्ञान पदार्थ और उसके गुणों का अध्ययन है और साथ ही पदार्थ कैसे बदलता है।
• भौतिक रसायन विज्ञान रासायनिक प्रणालियों में स्थूल और कणिकीय घटनाओं का अध्ययन है जो भौतिकी के सिद्धांतों, प्रथाओं और अवधारणाओं जैसे गति, ऊर्जा, बल, समय, थर्मोडायनामिक्स, क्वांटम रसायन विज्ञान, सांख्यिकीय यांत्रिकी, विश्लेषणात्मक गतिशीलता और रासायनिक संतुलन के संदर्भ में है।
• रासायनिक भौतिकी के विपरीत, भौतिक रसायन विज्ञान मुख्य रूप से (लेकिन हमेशा नहीं) एक स्थूल या सुपर-आणविक विज्ञान है, क्योंकि जिन सिद्धांतों पर यह आधारित था उनमें से अधिकांश केवल आणविक/परमाणु संरचना के बजाय थोक से संबंधित हैं।

भौतिक रसायन विज्ञान में मुख्य अवधारणाएँ

• ऊष्मप्रवैगिकी: ऊष्मा, कार्य और ऊर्जा के बीच संबंधों से संबंधित है, और रासायनिक और भौतिक परिवर्तनों से उनका संबंध है
• रासायनिक कैनेटीक्स: प्रतिक्रिया दरों और प्रतिक्रिया तंत्र पर केंद्रित है
• क्वांटम यांत्रिकी: परमाणु और उपपरमाण्विक स्तर पर पदार्थ के व्यवहार और रासायनिक बंधन और आणविक गुणों के लिए इसके अनुप्रयोग का वर्णन करता है
• सांख्यिकीय यांत्रिकी: स्थूल गुणों और परमाणुओं और अणुओं के सूक्ष्म व्यवहार के बीच एक सेतु प्रदान करता है
• स्पेक्ट्रोस्कोपी: आणविक संरचना और गुणों का अध्ययन करने के लिए पदार्थ के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण की बातचीत की जांच करता है
• इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री: रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है
• सतह रसायन विज्ञान: विभिन्न चरणों के बीच इंटरफेस पर होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है

ऊष्मप्रवैगिकी

• ऊष्मप्रवैगिकी ऊर्जा और उसके परिवर्तनों का अध्ययन है
• यह मौलिक नियमों के एक सेट पर आधारित है
• ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहता है कि ऊर्जा संरक्षित है
• ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है कि एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी बढ़ने की प्रवृत्ति होती है
• ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम कहता है कि एक आदर्श क्रिस्टल की एन्ट्रापी पूर्ण शून्य के करीब पहुंचने पर शून्य के करीब पहुंच जाती है
• मुख्य अवधारणाओं में एन्थैल्पी, एन्ट्रापी, गिब्स मुक्त ऊर्जा और रासायनिक क्षमता शामिल हैं
• इन अवधारणाओं का उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सहजता और संतुलन की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है

रासायनिक कैनेटीक्स

• रासायनिक कैनेटीक्स प्रतिक्रिया दरों और तंत्रों का अध्ययन है
• प्रतिक्रिया दर है कि कितनी जल्दी अभिकारक उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं
• दर नियम अभिकारक सांद्रता और प्रतिक्रिया दर के बीच संबंध को व्यक्त करता है
• प्रतिक्रिया तंत्र प्रारंभिक प्रतिक्रियाओं के चरण-दर-चरण अनुक्रम का वर्णन करता है जो समग्र प्रतिक्रिया बनाते हैं
• उत्प्रेरण में उत्प्रेरक द्वारा रासायनिक प्रतिक्रिया का त्वरण शामिल होता है
• तापमान, सांद्रता और उत्प्रेरक की उपस्थिति प्रतिक्रिया दरों को प्रभावित करती है

क्वांटम यांत्रिकी

• क्वांटम यांत्रिकी परमाणु और उपपरमाण्विक स्तर पर पदार्थ के व्यवहार का वर्णन करता है
• मुख्य अवधारणाओं में तरंग-कण द्वैत, ऊर्जा का क्वांटम और अनिश्चितता सिद्धांत शामिल हैं
• श्रोडिंगर समीकरण क्वांटम यांत्रिकी में एक मौलिक समीकरण है
• यह क्वांटम मैकेनिकल सिस्टम के समय के विकास का वर्णन करता है
• श्रोडिंगर समीकरण के समाधान परमाणुओं और अणुओं के ऊर्जा स्तर और तरंग कार्यों को देते हैं
• क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग रासायनिक बंधन, आणविक संरचना और स्पेक्ट्रोस्कोपी को समझने के लिए किया जाता है

सांख्यिकीय यांत्रिकी

• सांख्यिकीय यांत्रिकी स्थूल गुणों और परमाणुओं और अणुओं के सूक्ष्म व्यवहार के बीच एक सेतु प्रदान करता है
• यह व्यक्तिगत अणुओं के गुणों से ऊष्मप्रवैगिकी गुणों की गणना के लिए सांख्यिकीय तरीकों का उपयोग करता है
• विभाजन फ़ंक्शन सांख्यिकीय यांत्रिकी में एक केंद्रीय अवधारणा है
• विभाजन फ़ंक्शन में ऊष्मप्रवैगिकी गुणों की गणना के लिए आवश्यक सभी जानकारी होती है
• सांख्यिकीय यांत्रिकी का उपयोग चरण संक्रमण, रासायनिक संतुलन और परिवहन गुणों को समझने के लिए किया जाता है

स्पेक्ट्रोस्कोपी

• स्पेक्ट्रोस्कोपी पदार्थ के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण की बातचीत का अध्ययन करता है
• विभिन्न प्रकार की स्पेक्ट्रोस्कोपी परमाणुओं और अणुओं के भीतर विभिन्न ऊर्जा स्तरों की पड़ताल करती है
• उदाहरणों में यूवी-विज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी, इन्फ्रारेड (आईआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी, परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी और मास स्पेक्ट्रोमेट्री शामिल हैं
• स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग आणविक संरचना निर्धारित करने, पदार्थों की पहचान करने और रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है

इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री

• इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है
• इन प्रतिक्रियाओं को रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं कहा जाता है
• इलेक्ट्रोकेमिकल सेल रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा (गैल्वेनिक सेल) में परिवर्तित करते हैं या इसके विपरीत (इलेक्ट्रोलाइटिक सेल)
• मुख्य अवधारणाओं में इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट्स, इलेक्ट्रोड क्षमता और नर्नस्ट समीकरण शामिल हैं
• इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री का उपयोग बैटरी, ईंधन कोशिकाओं, जंग अध्ययन और इलेक्ट्रोप्लेटिंग में किया जाता है

सतह रसायन विज्ञान

• सतह रसायन विज्ञान विभिन्न चरणों के बीच इंटरफेस पर होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है
• सोखना एक गैस, तरल या भंग ठोस से एक सतह पर परमाणुओं, आयनों या अणुओं का आसंजन है
• सतह तनाव वह बल है जो तरल की सतह को सिकुड़ने का कारण बनता है
• उत्प्रेरण अक्सर सतहों पर होता है
• सतह रसायन विज्ञान कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण है, जैसे कि उत्प्रेरण, जंग अवरोध और सामग्री विज्ञान