应用热力学、统计物理学与量子力学等物理学原理与方法研究化学现象和化学反应过程的一门学科。一般包括物质结构、电化学、胶体化学等内容。
物理化学是化学学科的重要分支，以物理原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质、结构及变化规律。根据《现代汉语词典》（第7版）的定义，物理化学是"运用物理学原理和方法研究物质化学变化基本规律的科学"，其核心在于揭示宏观化学现象与微观粒子运动之间的内在联系。
从研究对象来看，物理化学主要涵盖三大领域：①化学热力学，研究能量转化与反应方向，涉及焓变、熵变等基本概念；②化学动力学，分析反应速率及其影响因素；③物质结构理论，通过量子化学方法解析分子、原子的空间构型。中国化学会官网指出，该学科"架起了物理学与化学的桥梁，为材料科学、能源开发等领域提供理论支撑"。
在学科体系中，物理化学被列为化学类专业核心课程。高等教育出版社《大学物理化学》教材强调，其理论体系建立在热力学三大定律、波尔兹曼分布律等基本原理之上，通过数学推导建立定量关系式，例如吉布斯自由能公式： $$ ΔG = ΔH - TΔS $$ 该公式精确描述了化学反应自发性的判断标准。
中国科学院化学研究所的学科建设报告显示，物理化学在工业催化、电池材料研发、纳米技术等现代科技领域具有重要应用价值，其研究方法既包含光谱分析、X射线衍射等实验手段，也涉及分子动力学模拟等计算技术。
物理化学是化学的重要分支学科，结合物理学原理与化学现象，研究物质的结构、性质及变化规律背后的物理机制。其核心在于通过数学建模和实验手段，揭示化学反应的微观本质与宏观表现之间的联系。
热力学
分析能量转化（如焓、熵）与化学反应方向，例如用吉布斯自由能判断反应自发性。经典理论包括热力学三大定律。
化学动力学
探究反应速率及其影响因素，如催化剂作用机制。阿伦尼乌斯方程 $$k = A e^{-frac{E_a}{RT}}$$ 是核心公式之一。
量子化学
运用薛定谔方程 $$ hat{H}Psi = EPsi $$ 描述原子/分子中电子行为，解释化学键本质（如共价键、离子键）。
统计力学
从微观粒子运动推导宏观性质，如通过玻尔兹曼分布解释气体压强。
物理化学作为理论基石，既推动化学向定量化发展，又为交叉学科（如纳米科技、能源存储）提供方法论支持。
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