1.科學研究方法

物理化學是探求化學內在的，普遍規(guī)律性的一門學科，使自然學科中的一個分支，他的研究方法和一般的科學研究方法有著共同之處。物理化學理論的發(fā)展完全符合辯證唯物論的認識論。注重實踐，按照實踐——認識——再實踐的這一形式。往復循環(huán)，以至無窮。每一循環(huán)的內容，都比較地進入到高一級的程度。使物理化學學科不斷深入發(fā)展?？茖W的研究方法，首先是觀察客觀現(xiàn)象，在已有知識基礎上，進行有計劃地重現(xiàn)試驗，這種重現(xiàn)實驗可以人為的控制一些因素和條件，忽略次要因素抓住主要矛盾，從復雜的現(xiàn)象中找出規(guī)律性的東西。醫(yī)\學教育網整理搜集這是初步實踐，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析，歸納出若干經驗定律。當然這種定律還只是客觀事物規(guī)律性的描述，還不能了解這種規(guī)律性的本質和內在原因，這是初步認識或者叫感性認識，為了揭示這種定律的內在原因，就必須根據(jù)已知試驗事實，通過歸納，演繹，提出假說或模型，根據(jù)假說作出邏輯性的推理，還可以預測客觀事物新的現(xiàn)象和規(guī)律，如果這種預測能為多方面的實驗所證實，則假說就成為理論，這可以看成是理性認識。但隨著人們時間范圍的擴大從及人們認識客觀世界工具的改造（新的科學儀器）又會不斷提出新的問題和觀察到新的現(xiàn)象。這就是再實踐。如果新的事實，與舊的理論發(fā)生矛盾，不能為舊理論所解釋時，則必須對舊理論加以修正，甚至拋棄舊理論，建立新的理論，這就是再認識。這樣人們對客觀世界的認識又深入一步。任何一門科學都是由感性認識，積累經驗，總結歸納提高到理性認識，理性認識又反過來指導實踐成了推求未知事物的根據(jù)。物理化學的定律，理論較多，可以充分體會到辯證唯物主義的認識論，體會科學的研究方法。

2.具體的研究方法

物理化學的研究方法除必須遵循一般的科學方法，由于研究對象的特殊性，還有其特殊的研究方法，一般分為熱力學方法，統(tǒng)計力學方法，量子力學方法，化學動力學方法。

（1）熱力學方法

從很多質點構成的客觀體系為研究對象，以熱力學第一定律和第二定律為基礎，經過嚴密的邏輯推理，建立了一些熱力學函數(shù)，用來解決化學反應的方向和平衡，以及能量交換問題。在處理問題時采取宏觀的辦法，不需要知道體系的微觀運動，不需要知道變化細節(jié)，只需知道起始和終了狀態(tài)，通過宏觀熱力學量的改變就可以得到許多普遍性結論。采取熱力學方法研究化學平衡，相平衡，反應熱效應，電化學等都非常成功。結論可靠，是研究化學的最基本方法。

（2）統(tǒng)計力學方法

從單個或少數(shù)粒子的運動規(guī)律來推斷大量粒子所組成的體系規(guī)律，把構成宏觀體系的各個微粒的運動做出一定的模型進行統(tǒng)計處理，從而解釋宏觀現(xiàn)象，從而認識其微觀性質。例如：氣體壓力是一個宏觀可測量，從微觀角度看，醫(yī)\學教育網整理搜集它是大量分子與器壁碰撞后動量改變的統(tǒng)計平均結果。統(tǒng)計力學的方法把大量粒子構成的體系的微觀運動和宏觀表現(xiàn)聯(lián)系起來，根據(jù)分子的性質計算宏觀熱力學性質，使我們加深對熱力學定律的認識。

（3）量子力學方法

量子力學與經典力學完全不同。構成分子的電子和原子核不遵從經典力學而服從量子力學規(guī)律。能量有一個很小單位。量子化物質具有波粒二象性，遵守薛定諤方程，用來研究分子內電子的運動規(guī)律。

（4）化學動力學方法

主要研究反應速率和機理。任何反應總是通過分子間的瞬時接觸交換能量或傳遞電子而完成的，過去由于實驗手段的限制，人們很難追蹤分子反應的細節(jié)，只能從總體上了解反應速率，得到動力學方程式來解釋一些反應的規(guī)律，這屬于客觀反應動力學。近十幾年來，實驗手段的提高，激光器和大型計算機的應用，能夠檢測到百萬分之一秒，甚至10-12秒的反應速度。許多快速反應，化學異構，光分解都可以進行測量。還可以設計成單個分子的碰撞，來檢測產物，使研究水平達到了分子級，形成了分子反應動力學。