Physikalische und Theoretische Chemie als Lehrfach

Die Physikalische Chemie stellt eine Verknüpfung zwischen der Chemie und der Physik dar. Sie versucht das Verhalten von chemischen Systemen ausgehend von grundlegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten zu verstehen.

Die Theoretische Chemie versucht durch mathematische Modellierung und konkrete, möglicht genaue Berechnungen, die Strukturen von Molekülen und ihre Wechelwirkungen, ausgehend von den fundamentalen physikalischen Grundlagen, quantitativ zu bestimmen. 

Ein Beispiel: Die Beschreibung von Impuls und Energie von bewegten Massen ist aus der Physik bekannt. Diese Gesetzmäßigkeiten werden in der physikalischen Chemie in der sogenannten kinetische Stoßtheorie verwendet, um z.B. die Wärmeleitung oder die Viskosität (Zähigkeit) von Gasen zu beschreiben. Mit Hilfe der kinetischen Stoßtheorie lassen sich in der Reaktionskinetik die Geschwindigkeiten von chemischen Reaktionen aus relativ einfachen mikroskopischen, molekularen Zusammenhängen herleiten. Ein genaueres Modell der molekularen Wechselwirkungen, das für viele konkrete Anwendungen nötig ist, erfordert dann komplexere Beschreibungen der Zusammenhänge aus der Theoretischen Chemie. 

In der Physikalischen und Theoretischen Chemie werden zum einen anwendungsorientierte Themen behandelt (z.B. die Entwicklung von neuen Lasern und deren Anwendung in der Spektroskopie) und zum anderen Grundlagenfragen untersucht, beispielsweise bessere Modelle zur Beschreibung der Wechelwirkung einzelner Moleküle in einem Gas oder einer Oberfläche. 

Beispiele typischer Fragestellungen der Physikalischen und Theoretischen Chemie aus dem täglichen Leben sind:

• Warum gleitet ein Schlittschuhläufer über das Eis? (Phasendiagramm von Wasser)
• Warum geht im Sommer die "Kohlensäure" aus dem Sprudel? (Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten)
• Wie funktioniert ein Laserpointer? (Spektroskopie)

Die Physikalische und Theoretische Chemie übernimmt Lehraufgaben in den Studienfächern Bachelor/Master für Chemie, Angewandte Naturwissenschaften (Bachelor of Applied Science), Lebensmittelchemie,  Master Computer Simulation in Science und Lehramt (Chemie).