物理化学主要目的是学习和掌握化学热力学和化学动力学等基本知识，培养学生对物理化学基本原理的分析能力，以及应用这些基本知识解决在材料合成、性质和结构方面问题的能力。
物理化学定义：物理化学是应用数学、物理学的原理和方法，研究化学变化普遍规律的科学。
具体而言：物理化学研究物质体系发生p、V、T变化，相变化和化学变化过程的基本原理，主要是平衡规律和速率规律以及与这些变化规律有密切联系的物质的结构及性质(宏观性质、微观性质、界面性质和分散性质等)。
是集物理、数学和化学于一身的一门学科。
那为什么要学习物理化学呢？
物理化学主要是为了解决生产实际和科学实验中向化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质，更好地驾驭化学，使之为生产实际服务。
物理化学主要学什么呢？
化学变化的方向和限度问题→化学热力学
物质结构和性能的关系问题：原子结构，分子成键，光谱等→结构化学、量子化学
速率的研究：化学反应速率，扩散，电池内电荷的流动等→化学动力学
微观和宏观关系问题的研究→统计热力学
平衡规律和速率规律是物理化学的研究核心。
平衡规律：当系统的平衡态改变时，能量、体积和各物质的数量变化规律。
速率规律：热量、动量和物质的传递以及化学反应中各物质的数量随时间变化的规律。
物理化学的研究方法
事物都是一分为二的，矛盾的对立与统一——辩证唯物主义的方法
采用由特殊到一般的归纳及由一般到特殊的演绎的逻辑推理方法
按照“实践―认识―再实践―再认识”的形式，往复循环以至无穷——认识论的方法
常用的研究方法有：实验的方法，归纳和演绎的方法，模型化方法，理想化方法，假设的方法，数学的统计处理方法等
物理化学课程的学习方法
1. 扩大知识面，打好专业基础
2. 提高自学能力，培养独立工作能力
(1) 抓住每章重点
(2) 掌握主要公式的物理意义和使用条件
(3) 课前自学，认真做笔记，及时复习
(4) 注意章节之间的联系，做到融会贯通
(5) 重视做习题，培养独立思考的能力，检查自己对课程内容的掌握程度。
3.注重公式和概念
4.注重理论联系实际
诺贝尔奖获得者西侬在回答学生提问时指出：“优秀的学生……做完一道题后返回去追问：为什么我做了这么长时间？我最后发现的通向正确道路的线索是什么？以后再遇到同类的问题怎样才能尽快地解出？这就学会了解题的方法。因此，很多东西是通过解题之后才学到的。”
密切联系实际，善于思考，敢于质疑，勇于创新
5.思维方式的改变
如：处理问题时的抽象化和理想化
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下面说说物理化学的发展吧：
十八世纪开始萌芽
俄国科学家罗蒙诺索夫(1711-1765)最早使用“物理化学”这一术语。
十九世纪中叶形成
1887年德国科学家W.Ostwald（1853～1932）和荷兰科学家 J.H.van’t Hoff （1852～1911）合办了第一本“物理化学杂志”（德文）。
在《物理化学杂志》的创刊号上，同时还摘要发表了瑞典化学家S.A.Arrhenius 的“电离学说”，这三人都是物理化学的重要奠基人，由于他们对物理化学的卓越贡献和研究工作中的亲密合作关系，被称为“物理化学三剑客”。
20世纪前期迅速发展
新测试手段和新数据处理方法不断涌现，形成了许多新的分支领域，如：
20世纪中叶后发展趋势和特点
(1) 从宏观到微观
单用宏观的研究方法是不够的，只有深入到微观，研究分子、原子层次
的运动规律，才能掌握化学变化的本质和结构与物性的关系。
(2) 从体相到表相
在多相体系中，化学反应总是在表相上进行，随着测试手段的进步，了解表相反应的实际过程，推动表面化学和多相催化
的发展。
(3) 从静态到动态
热力学
的研究方法是典型的从静态判断动态，利用几个热力学函数，在特定条件下来判断变化的方向，但无法给出变化过程中的细节。分子反应动力学
（即微观反应动力学或化学动态学）已成为目前非常活跃的学科。
(4) 从定性到定量
随着计算机技术
的飞速发展，大大缩短了数据处理的时间，并可进行人工模拟和自动记录，使许多以前只能 做定性研究的课题现在可进行定量监测。
(5) 从单一学科到边缘学科
化学学科内部及与其他学科相互渗透、相互结合，形成了许多极具生命力的边缘学科。
(6) 从平衡态的研究到非平衡态的研究
经典热力学只研究平衡态和封闭体系或孤立体系，然而对处于非平衡态的开放体系
的研究更具有实际意义，自1960年以来，逐渐形成了非平衡态热力学
这个学科分支。
根据统计，20世纪诺贝尔化学奖获得者中，约60%是从事物理化学领域研究的科学家；在中国科学院化学学部的院士中，近1/3是研究物理化学或者是物理化学某一个领域的科学家，作为极富生命力的化学基础学科，物理化学又是新的交叉学科形成和发展的重要基础。
1.化学热力学
1885 年范霍夫(荷) 提出化学热力学定律，发展了近代溶液理论，形成了化学热力学，获首届（1901年）诺贝尔化学奖。
1889 年阿仑尼乌斯(瑞典) 提出关于电离学说和著名的阿仑尼乌斯公式，获得1903 年化学奖。
1906 年能斯特(德) 提出著名的能斯特热定理，获1920 年化学奖。
此后,乔克(美) 进行了一系列精度极高的超低温实验,为热力学第三定律提供了大量不可置疑的证据，同时也大大加深了人们对物质在超低温时的行为的认识，获1949 年化学奖。
1929 年盎萨格(美) 提出“不可逆过程的倒易关系”理论。1947 年普里高金(比) 提出最小熵产生原理，他们的工作奠定了线性不可逆过程热力学的基础。盎萨格因此贡献获1968 年化学奖。
后来，Prigogine提出耗散结构理论，这一理论是非线性不可逆过程热力学的重要成果，它首先在化学领域的应用中取得成功，现在已逐步被用来解释生命现象和社会现象，Prigogine因此获1977年化学奖。
2. 反应动力学
邢歇伍德(英)和谢门诺夫(苏)各自独立地发展了前人的理论，对链反应历程进行了细致的研究，提出了分支支链式反应理论，并发现了爆炸反应的界限，两人共同获得1956 年化学奖。
30年代开始,人们广泛利用各种物理学原理和手段，对快速反应进行研究,逐步形成了研究快速反应的方法，其中闪光分解法和驰豫法最为有效，分别由诺立希、波特尔(英) 和艾根(德) 发明，他们三人因此共获1967 年化学奖。
李远哲、赫谢巴希和波兰尼（美）于1968年建成交叉分子束装置，设计制造高效质谱检测仪，以此在化学反应动态学领域做出了许多卓越贡献，三人共同获得1986年化学奖。
1897～1900 年，萨巴蒂尔(法) 研究了有机脱氢催化反应，获1912 年化学奖。
1901 年奥斯特瓦尔德(德) 对催化现象进行了深入的研究，同时在化学平衡和化学反应历程理论做出了杰出的贡献，获1909 年化学奖。
1913 年哈伯(德) 发明从空气和水合成氨的方法，获1918 年化学奖。
1913 年波希(德) 改进了合成氨的催化方法，获1931 年化学奖。
1926年朗格缪尔(美) 提出吸附催化假说，获1932年化学奖。
1954年纳塔和齐格勒(德) 用有机铝及钛的组合催化剂首次合成立体定向高分子，共同获得1963年化学奖。
70 年代末，奥特曼和切赫(美) 对RNA 的自催化机理进行了深入的研究，获得1989 年化学奖。
陶布(美) 因对金属络合物中的电子转移反应机理的研究，获1983 年化学奖。
马卡思(美) 因在“电子转移过程理论”方面所作出的重要贡献获1992年诺贝尔化学奖。
3. 胶体化学和界面化学
1903 年齐格蒙弟与西登托夫(德) 设计研制了超显微镜，为胶体的研究提供了直接的观测方法和手段，奠定了胶体化学基础，获1925 年化学奖。
1924 年斯维德伯格(瑞典) 发明超速离心机，促进了悬浊液和胶体化学的研究，获1926 年化学奖。
其学生梯塞留斯(瑞典) 于1937 年改进了电泳法，将其用于胶体和高分子物质的研究并提出吸附分析的方法，获1948 年化学奖。
Irving Langmüir吸附等温理论1932 化学奖
Gerhard Ertl固体表面化学过程研究2007 化学奖
4. 化学键理论
1893 年维尔纳(瑞士) 提出配位理论，获1913 年化学奖。
1913 年玻尔(丹) 提出原子轨道量子化理论，成功地解释了氢原子光谱，获1922年物理奖，他的工作导致了原子价电子理论的建立。1916 年，柯塞尔提出电价键理论。同年，路易斯提出共价键理论。但都未能说明化学键的本质。化学键理论的真正解决，是在量子化学建立以后的事情。量子化学是量子力学在化学中的具体应用，其建立应从1927 年海特勒和伦敦解氢分子薛定谔方程算起，从此，化学的发展进入了一个新的历程。
在化学发展中,对于共价键,形成了两种等价使用的理论:价键理论和分子轨道理论。前者是海特勒和伦敦提出,又经鲍林(美) 和斯莱特等人的发展和充实而形成的。后者是莫立根(美)和洪特等人提出来的。鲍林和莫立根分别获得1954 年和1966 年化学奖。
1929 年德拜(荷兰) 提出极性分子理论,确定了分子偶极矩,为化学键理论的发展作出了重要贡献,获1936 年化学奖。
1951 年福井谦一(日) 提出前线轨道理论。1965 年伍德瓦德和霍夫曼(美) 总结出分子轨道对称守恒原理,从而丰富和发展了分子轨道理论。霍夫曼和福井谦一因此共同获得1981 年化学奖。
以上摘自北京科技大学化生学院化学系李旭琴副教授《物理化学》课件