Un physico-chimiste est un scientifique qui étudie la chimie physique, un sous-domaine de la chimie qui se concentre sur l’examen des phénomènes chimiques dans le cadre des lois physiques. Ces chimistes ont tendance à mener des recherches visant à découvrir les mécanismes physiques et les raisons derrière les phénomènes chimiques, tels que les réactions et la distribution d’énergie. Les méthodes de chimie physique sont appliquées à de nombreux domaines différents de la chimie, y compris la thermodynamique, la cinétique chimique, la relation entre les forces intermoléculaires et les caractéristiques physiques, et la conductivité électrique. Un physico-chimiste peut trouver du travail dans divers domaines, notamment la recherche, l’éducation et l’industrie. En général, un diplôme d’études supérieures est nécessaire pour progresser dans l’un de ces domaines.
Il existe deux niveaux différents mais étroitement liés auxquels un physico-chimiste peut étudier les phénomènes chimiques : au niveau macroscopique, qui tend à se concentrer sur les propriétés émergentes de grands groupes de molécules, ou au niveau moléculaire, qui se concentre sur le comportement des molécules individuelles. et comment de petits groupes de molécules interagissent les uns avec les autres. Un objectif commun en chimie physique est d’expliquer les relations entre les caractéristiques moléculaires et les propriétés macroscopiques. La tension superficielle en fournit un bon exemple : certains insectes, par exemple, sont capables de marcher à la surface de l’eau en raison des propriétés cohésives des molécules d’eau.
La chimie physique est divisée en de nombreux sous-domaines différents, mais les plus couramment étudiés sont la thermodynamique, la mécanique quantique et la cinétique chimique. Un physico-chimiste étudiant la thermodynamique s’intéresse au mouvement et à l’échange d’énergie dans les phénomènes chimiques, en particulier les réactions chimiques. La mécanique quantique englobe l’étude de la structure des atomes et des molécules et peut fournir un aperçu des raisons pour lesquelles certaines réactions se produisent comme elles le font. Un physico-chimiste intéressé par l’étude et la manipulation des taux de réactions chimiques étudiera probablement la cinétique chimique. Il est inhabituel pour un individu d’étudier un seul de ces domaines à l’exclusion de tous les autres, car il existe un grand chevauchement entre les différents sous-domaines de la chimie.
De nombreuses organisations différentes embauchent des physiciens-chimistes qualifiés. Ces professionnels peuvent trouver à la fois des travaux d’enseignement et de recherche dans des universités ou des instituts de recherche, par exemple. Des emplois sont également souvent disponibles pour les physiciens-chimistes dans l’industrie, car les entreprises qui tirent profit des procédés chimiques sont constamment à la recherche de moyens d’optimiser leurs procédés. De nombreuses institutions de recherche gouvernementales et militaires embauchent également ce type de scientifiques. Un physico-chimiste peut travailler sur divers types de projets, y compris l’efficacité énergétique, des pièces d’ordinateur thermodynamiquement stables et l’accélération des processus chimiques industriels.