物理化學課程簡介

物理化學是研究所有化學分子性質及化學系統行為背後基本原理的科學。研究的方法包括各種定量的物理性質測量以及理論的推導與計算。因此，物理化學可以說是近代化學知識及技術的基礎，而通常擁有良好物化背景的人在他們的化學專業領域中也比較容易有傑出的表現。物理化學涵蓋的範圍很廣，一般習慣上將物化的課程分為四個主要部分，分別是化學熱力學 (Chemical Thermodynamics)、量子化學 (Quantum Chemistry)、化學動力學 (Chemical Kinetics and Dynamics)、以及統計熱力學 (Statistical Thermodynamics)，然而個別部分中有許多內容與其他部分之間有著密切的關聯。

熱力學是一門古典的巨觀 (Macroscopic) 科學，化學熱力學主要在探討熱、能、功之間的轉換及它們與物質的互動作用以及化學系統達成平衡時的性質。量子化學是現代物理中量子力學的一支，在二十世紀初科學家發現在微觀(Microscopic)世界中，基本粒子所遵守的物理定律與巨觀世界中有非常大的差別，因而有量子力學的產生。量子化學是利用量子力學的原理來探討在微觀世界中化學分子的基本性質及化學系統的行為，這是化學領域中最根本的理論以及瞭解光譜學、化學反應性、及光電材料的基礎。化學動力學是研究化學變化過程的科學，主要內容包括反應速率與機構的探討、各種化學環境及催化劑對反應的影響等。通常巨觀上的測量與研究稱為Kinetics，而以微觀的角度出發的探討則稱為Dynamics。統計熱力學則是根據微觀分子的性質以統計的方法來推導、預測、或解釋巨觀世界中化學系統的行為，也可以說是聯繫微觀及巨觀物理世界的橋樑以及使我們真正深入瞭解巨觀世界的有效工具。

在我們繫上的三學期物化課程中，第一學期將介紹基礎量子化學，光譜學，熱力學，及動力學將分別在第二、三學期中教授。統計熱力學的部分可能在第三學期中提到，但較深入的探討則可能需要從選修的科目及研究所的課程中獲得。由量子化學衍生出來的一支計算化學在當代化學研究中也扮演了極重要的腳色，有興趣的同學修完物化一後也歡迎來選修本系研究所的計算化學課程。