作为IB化学课程的核心模块，物理化学通过建立数学模型揭示物质变化规律。区别于传统化学实验方法，该模块着重培养学生运用量子力学原理分析分子结构的能力。
| 研究维度 | 理论工具 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 宏观平衡系统 | 热力学三大定律 | 溶液浓度计算 |
| 微观结构解析 | 量子力学方程 | 分子轨道分析 |
| 动态反应机制 | 过渡态理论 | 催化剂设计 |
通过吉布斯自由能公式ΔG=ΔH-TΔS，准确预测化学反应方向。实际教学中，我们采用可视化软件模拟不同温度条件下的平衡移动过程。
运用薛定谔方程进行分子轨道计算，结合X射线衍射实验数据验证理论模型。特别在配合物结构分析中，该方法能精确测定配位键长和键角。
通过阿伦尼乌斯方程分析温度对反应速率的影响系数，结合过渡态理论设计高效催化剂。典型案例包括酶催化反应的能量曲线优化。
