2008-12-18

Fysik, kemi, kemisk fysik, fysikalisk kemi?

En bekant, verksam inom ett helt annat område, undrade för ett tag sedan vad som är skillnaden mellan fysikalisk kemi (som jag jobbar inom nu) och kemisk fysik. Jag kunde först inte komma på något bra svar, utöver att de förstnämnda hänger på kemiinstitutionen och de senare på fysikdito.

Men kanske kan man först försöka fundera över vad fysik respektive kemi är. Fysik är i princip studier av den fysiska världen, från subatomärnivå till hela universum. Ett område som sträcker sig över så där 45 storleksordningar i längdskala och mer än 30 i tidsskala. Teoretiskt skulle alla andra vetenskapsgrenar kunna rymmas inom fysiken men i praktiken handlar fysik om att undersöka allmängiltiga naturlagar och sedan studera hur dessa uppför sig i olika system. I detta ingår naturligtvis att utveckla metoder för dessa studier och använda resultaten i olika tillämpningar.

Kemi är lite klurigare att definiera. Enligt Wikipedia är kemi "vetenskapen om materiens uppbyggnad, egenskaper och omvandlingar". Men det är en beskrivning som även materialfysiker skulle kunna acceptera som en beskrivning av deras område. Hans-Uno Bengtsson kallade någon gång kemi för "fysik på elektronvoltsnivå". Det är en ganska träffsäker beskrivning då kemin traditionellt sysselsatt sig med vad som händer med atomer och molekyler vid måttliga energier, typiskt i närheten av rumstemperatur och normaltryck. Efter hand har även kemin utökat sina domäner mot mer extrema förhållanden. Den klassiska bilden av en kemist är ju organkemisten som står i sitt labb och blandar, men numera är kemi så mycket bredare; organisk kemi finns förstås fortfarande kvar, men analytisk kemi, som handlar om att undersöka kemiska prover för att ta reda på deras sammansättning, är en av de allra största grenarna inom kemin. Numera finns även teoretiska kemister, eller kvantkemister som genom matematiska beskrivningar av molekyler försöker lista ut vilka egenskaper de har (eller kommer att ha, då många av molekylerna aldrig existerat utanför datorchippet).*

Men kemisk fysik och fysikalisk kemi då? Gränsdragningen är svår, och jag tror att kom nära sanningen i institutionsbeskrivningen ovan. Men en tumregel skulle kanske kunna vara att inom fysikalisk kemi använder man fysikaliska teorier som termodynamik och kvantfysik för att förklara kemiska processer på atom- eller molekylnivå. Inom kemisk fysik använder man istället fysikaliska metoder för att studera kemiska system på grundläggande nivå. Fast man hittar ju t.ex. laserspektroskopi och NMR inom båda disciplinerna.

Om någon läsare kan bidra med en bättre gränsdragning kanske det kan bli en intressant diskussion.

Dagens ord är chemia fizyczna - fysikalisk kemi.

Andra bloggar om: , , , .


*Jag hörde en gång liknelsen att teoretisk kemi är ungefär som teoretisk golf. Det är lätt att räkna ut hur ett slag borde göras för att få bollen i hål - betydligt svårare att faktiskt utföra det.

10 kommentarer:

Maria Abrahamsson sa...

Jadu, det här kan man ju diskutera ingående... Tyvärr måste jag nog jobba lite nu så jag får återkomma i denna fråga senare. Tills vidare kan jag dock säga att när jag startade som doktorand var det i ett forskningsprogram i fysikalisk kemi, och när jag slutade var det inom ett forskningsprogram i kemisk fysik...

Vill dock absolut hävda att även kemister ägnar sig åt termodynamik :-)

Kent Brockman sa...

Inte helt lätt att dra en hård linje mellan de två instutitionerna.

Är själv kemisk fysiker och tycker att jag minsann studerade fysikaliska processer som excitationer av elektroner och andra roliga saker. Dessa ledde till reaktioner mellan molekyler/atomer eller andra typer av processer på mina experimentytor.

Matte sa...

...ingen aning men som Maria använder jag mig dagligen (just nu i alla fall) av termodynamik och värmeledning. För att inte tala om all jobbig fluidik som min föregångare tydligen har struntat i att beakta.

Nåja det glädjer min labbchef då det får mig att stanna vid skrivbordet och inte nere i labbet med alla roliga gasblandingar som jag snart måste köra...

Maria Abrahamsson sa...

En definition, ursprungligen kommer den från ett försök att klargöra skillnaden mellan fotokemi och fotofysik, skulle kunna vara att processer inom en molekyl är fysik medan reaktioner mellan molekyler, inklusive elektron, hål- och energiöverföringar och charge shift, är kemi.

MEN, den defnitionen innebär problem eftersom alla de här processerna kan ske i kovalent länkade donator-acceptor-komplex eller ännu större supramolekylära system, och jag skulle nog vilja påstå att det är betydligt vanligare att kemister ägnar sig åt att titta på sådana processer än att fysiker gör det, även om det absolut förekommer.

Sen tycks det vara mycket en fråga om tradition också. På vissa ställen anses fysikalisk kemi vara liktydigt med "tvål- och vattenkemi" medan allt annat (spektroskopi, polymerer, elektrokemi etc) anses vara någon slags kemisk fysik. Och på andra ställen är spektroskopi liktydigt med fysikalisk kemi osv...

En annan, mycket lös och inte alls generell, definition skulle kunna vara att fysiker tenderar att titta på saker i gasfas medan kemister föredrar att mäta på saker i lösning. Men den är som sagt inte särsklit generell.

Som ni förstår av denna långa utläggning har jag egentligen ingen bättre definition än mjn att komma med även om hans inte riktigt föll mig på läppen... :-)

word verification säger för övrigt bristion, det tyder kanske på att det är dags att avsluta detta bristfälliga defintionsförsök. God Jul!

mjn sa...

Diskussionen på jobbet ledde inte heller till något vidare klargörande. Maria har nog rätt. Dags att låta frågan vila över jullovet.

Anonym sa...

Hej!
Jag är varken det ena (fysiker) eller det andra (kemist)men jag tror att kemisk fysik handlar om det kemiska sidan av fysik och fysikalisk kemi handlar om det fisikaliska sidan av kemi:-). Jag är humanist av kött och blod. Det måste vara hemsk för Er att inte veta vad man är - fysiker eller kemist. Jag måste erkänna att jag inte förstår ett enda ord av Era förklaringar därför tycker jag att de är geniala!
Hälsar alla
Joanna

mjn sa...

Joanna: Det hemska är när folk frågar vad skillnaden är och man inte kan svara. Min chef hävdar att efter ett och ett halvt år på en kemiinstitution är jag i alla fall 15% kemist. Jag vet inte om jag håller med. Jag är fortfarande helt lost när det diskuteras reaktioner och kemiska formler...

Maria Abrahamsson sa...

Joanna: Nja, jag är helt säker på att jag är kemist. Däremot är jag inte riktigt säker på om det jag jobbar med är fysikalisk kemi, eller kemisk fysik, eller oorganisk fotokemi, eller (laser)spektroskopi eller...

mjn: Oroa dig, ge det några år till och du kommer känna dig precis som en av oss :-)

Maria Abrahamsson sa...

oroa dig inte, skulle det ju vara, förstås.

mjn sa...

Jag tror nog att den första, Freudianska, varianten var närmare sanningen ;)