Традиционная химия изучает превращения (реакции), происходящие в макроскопическом масштабе, - в лаборатории или в окружающем мире, а затем интерпретирует их на атомно-молекулярном уровне. Главный вопрос, который нужно решить химику, - это пойдет ли химическая реакция, а если пойдет, то каков будет выход получившегося вещества и как надо изменить условия проведения реакции для того, чтобы вы од продуктов был оптимальным, а скорость процесса приемлемой.
Закономерности протекания химических реакций изучает физическая химия, которая исследует вещества, состоящие из большого числа частиц, с помощью физических методов и на базе физических законов, таких, как, например,законы термодинамики и кинетики. Так, химическая термодинамика позволяет определить вероятность протекания той или иной реакции. Рассчитанные на основе термодинамических характеристик константы химических равновесий определяют полноту прохождения реакций,т. е. насколько полно протекает реакция в созданных условиях.
Основные термодинамические характеристики веществ энтальпия образования, энтропия, теплоемкость - сведены в таблицы. И даже оценочный расчет, произведенный с их использованием, очень полезен для того, чтобы априори, до эксперимента, предсказать результат. Однако даже термодинамически вероятный процесс может не пойти.
Причину этого следует искать в кинетике - скорости протекания реакций. Изучение скоростей реакций очень важно как для определения условий проведения химических процессов, так и для установления механизмов реакций. Одним из способов изменения скорости реакции является использование катализаторов, Поиск новых катализаторов, исследование механизма их действия и внедрение их в практику - одна из приоритетных задач современной химии. Катализ играет важную роль и в биохимических процессах, где в роли катализаторов выступают ферменты - сложные белковые соединения. Знание общих законов необходимо исследователю, работающему в любой отрасли химической науки, - будь то изучение процессов, протекающих в недрах Земли, при производстве полимерных материалов или в организме человека.