استخدامات الكيمياء الفيزيائية: دورها الحيوي وتأثيرها الإيجابي

استخدامات الكيمياء الفيزيائية

تُعرف الكيمياء الفيزيائية (بالإنجليزية: Physical Chemistry) بأنّها أحد فروع الكيمياء التي تركّز على التفاعلات والتحوّلات التي تطرأ على المواد، كما يضم هذا الفرع دراسة المبادئ الفيزيائية المستخدمة في تفسير التفاعلات الكيميائية، ومن ذلك قوانين الغازات.¹

تهدف الكيمياء الفيزيائية إلى قياس الكمّيات وتغيّراتها أثناء التفاعلات، فضلًا عن دور ميكانيكا الكم في هذا الفرع، إذ تمكّن من نمذجة وتوضيح الجسيمات المتناهية في الصغر، كالذرات والجزيئات، ممّا ساهم في تحقيق فهم أكبر للكيمياء، كما تهتم الديناميكا الحرارية الكيميائية بتفسير العلاقة بين الحرارة وأشكال الطاقة الكيميائية الأخرى.¹

تتنوّع الاستخدامات والتطبيقات العامّة التي تعتمد اعتمادًا مباشرًا على الكيمياء الفيزيائية، ومن ذلك ما يأتي:²

• تستخدم الكيمياء الفيزيائية في مجال دراسة تأثير الأدوية المتنوّعة على شريحة ممثّلة من السكّان.
• ترتبط الكيمياء الفيزيائية في دراسة الأسباب والنتائج، إضافةً إلى تقييم المخاطر، ومن ذلك تقييم الوصفات الطبّية والأدوية.
• تقيّم الكيمياء الفيزيائية مدى امتثال المرضى والتزامهم بالأدوية، إضافةً إلى تحديد الأخطاء الطبّية.
• تطبّق الكيمياء الفيزيائية الديناميكا الحرارية والفيزياء الحيوية بفعالية.
• تستخدم الكيمياء الفيزيائية في مجالات تجميع البيانات المفيدة والهامّة في صنع القرار أو الباحثين والأطبّاء.
• تمكّن الكيمياء الفيزيائية من دراسة العمليات والجزيئات فائقة التعقيد التي تحدث في النظم البيولوجية والمواد الحديثة.³

أقسام الكيمياء الفيزيائية

تنقسم الكيمياء الفيزيائية إلى عددٍ من التخصّصات المتشابكة، ويمكن توضيح كل تخصّص واستخداماته على حدة كما يأتي:

الديناميكا الحرارية

تُعنى الديناميكا الحرارية بدراسة تحوّلات الطاقة، وذلك من خلال تسليط الضوء على التفاعلات الكيميائية وإنتاجها للحرارة، إضافةً إلى توضيح ميل جميع العميلات الفيزيائية أو التفاعلات الكيميائية نحو الاتّزان، وتعدّ الديناميكا الحرارية مهمّةً في ربط الخواص الكتلية لمختلف المواد من خلال الاعتماد على قياسات محدّدة واستنتاج أخرى بناءً عليها.³

المطيافية

يركّز هذه العلم على عمل التحقيقات التجريبية لتصوّر هياكل الذرّات والجزيئات، كما يمكن من خلالها تحديد المواد عن طريق خصائص الإشعاعات المغناطيسية الممتصّة أو المنبعثة من العيّنات المدروسة.³

يمكن مراقبة دوران أو اهتزاز الجزيئات من خلال إجراء التحليلات الطيفية باستخدام الموجات الدقيقة، كالأشعة تحت الحمراء، إضافة إلى إمكانية الاعتماد على الأشعة فوق البنفسجية والتحليل الضوئي لدراسة أهم التحوّلات الإلكترونية وتفاصيل هياكل هذه الإلكترونات.³

الكيمياء الكهربائية

تعدّ الكيمياء الكهربائية أساسًا في دراسة كيفية إنتاج التفاعلات الكيميائية للكهرباء، إضافةً إلى كيفية استخدام الكهرباء في تحفيز إجراء التفاعلات الكيميائية العكسية، والتي يُطلق عليها اسم التحليل الكهربائي.³

الحركية الكيميائية

تنقسم الحركية الكيميائية أو الكيمياء الحركية إلى عددٍ من التخصّصات الفرعية، والتي تعتمد جميعها على دراسة معدّلات التفاعل، كما يُستخدم هذا التخصّص في تطوير التقنيات الخاصّة بالعمليات الذرية والجزيئية.³

كما أصبح ممكنًا بالاعتماد عليه قياس سرعة التفاعلات الكيميائية خلال فترة زمنية محدّدة بوحدة فيمتو ثانية وهي عبارة عن نحو 10-15 ث.³

المراجع

1. ^ ^{أ ب} “physical chemistry”, Britannica, Retrieved 9/2/2022. Edited.
2. “Physical Chemistry Applications”, Omicsonline, Retrieved 9/2/2022. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث ج ح خ} “Physical Chemistry”, Encyclopidia, 08/05/2018, Retrieved 9/2/2022. Edited.