感覺很多物理化學的課程內容的背後都是物理解釋，為什麼這部分課程還要由化學家教授？
- 從高中到大學無機化學、物理化學、結構化學，背後或多或少涉及到經典熱力學、物質（純組分以及混合物）的三相變化以及背後的傳質過程傳熱過程，感覺跟物理系的「熱學」「熱力學」和「統計物理」課程重複？
- 用量子力學去解釋化學反應過程和化學家曾定義的化學鍵，為什麼物理學不再重新定義分子間的作用，還沿用「化學」鍵這個理論？
- 為何很多無機化學課本里非要講「結構」相關的內容，但是無機化學老師講的也是囫圇吞棗？
物理化學就是用物理的手段研究化學啊孩子。
本科物理化學的目的是讓你學習了之後，建立起應用物理學相關知識解決化學問題的思路，馬上就能在實驗中用上。也並沒有人阻止你學習物理系相關知識。想要從事相關專業研究，那是沒有止境的，何止要學習熱力學，量子場論都用得上。但是知識的海洋無邊無際，沒有特定的研究課題，自學就很容易迷失，淪落為民科了。
化學學科的基本任務是開發製備具有新穎功效的化合物，有前輩說，化學研究者（指傳統的製備合成的實驗化學家），研究自己製作出來的客體，但這不一定是你的任務。
正好我本科系統學習過物理化學，任課教師一為天津大學的天津市2008年自然科學一等獎得主周亞平老師；一為」第六屆山東大學教學能手「李英老師。而且我自己深入學習過王竹溪的《熱力學》多遍（慚愧的是王竹溪的統計物理沒認真讀過。早先是因為用不上，後來是因為有了更好的書：Yongle Li：統計物理閱讀材料推薦?zhuanlan.zhihu.com
），本科時學習過山東大學蔡政亭老師主講的《統計熱力學》，研究生階段選修過南京大學陳兆旭老師主講的《統計熱力學》以及華東師範大學劉宗華主講的《量子統計力學》，且目前講授物理系大三《統計物理》已經三年，且所授課程入選上海大學錢偉長學院精品課，相信可以解決你的困惑。
介紹一下，我校的錢偉長學院，物理系學生可以選修物理化學，材料設計專業的學生，必修《物理化學》和我的《統計物理》。我跟前序課程「熱學」的老師和「物理化學」的老師都交流過（在此感謝錢院提供的教學討論平臺），互相明確了各自的講課側重點，保證三門課內容不重複、不缺乏。
熱力學部分，物理化學和物理系的熱學、熱力學兩門課有所重複，但是物理系的熱學主要關注系統對力、熱、電磁波和光等外場的響應，主要探討物理變化。而化學熱力學主要探討物相之間的平衡，特別是化學平衡。還有根據歷史原因，物理化學會講溶液的熱力學，比如討論兩組分、三組分相圖，還有化學平衡、考慮實際氣體的逸度、考慮實際液體的活度；而物理系本科熱力學不重點關注。還有就是化學系的《物理化學》熱力學部分特別關心具體的計算，而物理系的《熱力學》專註於理論推導，建立一套完善的理論體系。當然學校不同，可能有的《物理化學》課程的教師講熱力學時喜歡專註推導多一些，有的教師喜歡講應用多一些。比如我的本科母校天津大學，一大特色是《物理化學》課後習題很多是寫書的老師們跟工廠合作的真實案例，給的數據多於實際需要的數據，對鍛煉學生掌握數據清洗、數據分析甚至大數據都有所幫助。
化學動力學部分，是獨立學科，根源上基於量子力學和量子場論的散射理論，但是有自己感興趣的問題，在散射理論基礎上做進一步的理論開發，處理特定的化學反應問題。溶液中的化學反應就更為複雜，集合統計物理、擴散理論、溶液理論和散射理論開發處理溶液反應的理論方法。這裡有我的一套講義可看：
Yongle Li：化學反應速率理論--含時理論?zhuanlan.zhihu.com
統計熱力學或者說統計力學部分，有相當大的重疊，且《物理化學》普遍不教授正經的系綜法，10多年前為我所詬病。但是目前不是很清楚情況了。化學關注的仍然是利用統計物理的知識解決化學反應問題，以及相關的表面吸附、溶液、液體問題等。美國把液體物理的研究人員都放到化學系去了。物理系的統計物理關注的面較為廣泛，比如基本理論的開發，全息原理、黑洞熵等等，還有統計物理的各種神奇應用，如冷原子問題、玻色-愛因斯坦凝聚問題、白矮星問題、金屬中自由電子氣問題等。
物理化學其他幾個本科能接觸到的大分支，電化學、膠體、表面、都是消費物理學的相關方法，基於自己研究的特點，再進一步理論開發而來。
「結構化學」部分，這部分內容在國內一般單獨開課，但是內容還是較為雜亂。現在有些學校乾脆分開，設置「量子化學」「晶體化學」「配位化學」等單獨的課程了。量子化學的量子力學基礎、羣論部分跟物理系的「量子物理/原子物理/近代物理」課程和「量子力學」課程是重複的，但是後續內容，化學鍵與化學反應性顯然是化學獨有的內容。化學鍵的源流是個大問題，簡單來說，就是古希臘有哲學家認為，物質是由原子組成，原子之間有某種小鉤子，把原子鉤在一起聚合成固體。近代以來，科學家沿用了這個思想，把一些不一定完全相同的內容稱呼為化學鍵。這跟動量一樣，不同的理論深度有不同的定義。高中把速度和質量的乘積定義為動量，理論力學裡把拉格朗日量對速度的泛函定義為動量，等等。實驗上，化學鍵可以通過測量」鍵能「來定義，又可以通過測量原子間距離來定義。但由於通用的計算分子電子結構的理論：分子軌道理論裏沒有天然的化學鍵概念，所以目前有許多定義化學鍵的方法。所以化學鍵的定義與計算，是「概念DFT「或者內容更寬泛的「population分析」研究內容之一。再深入的瞭解需要閱讀專門的文獻。
突然感到物理學方法類似午餐肉，化學再開發的方法類似部隊鍋？
還有一大部分是各種光譜的原理，這部分知識有的大學開「譜學導論」或者「譜學原理」的課單獨講授。我不是很熟悉， @Luyao Zou @薛定豆 會比較熟悉。
本科物理化學課程的實驗，有一部分的確是物理實驗，比如恆溫槽的使用、金屬相圖的測量與繪製，但是也有一大部分屬於化學，實驗中出現了化學反應。比如燃燒熱的測定、酸鹼中和熱的測定、蛋白質的等電點等等。
講幾個物理高深知識的應用：
- 今年開會，Joe Subotnik講他開發了新版的Ehrenfest動力學。他說，根據他最近閱讀《量子光學》心得，非絕熱動力學包含兩部分效應：真空漲落和自相干。傳統意義上的Ehrenfest動力學能較好的處理自相干但是完全不包含真空漲落（或者我記反了）。加上這部分的修正，就得到了一個效果非常好的新版Ehrenfest動力學。
- 用量子力學計算分子的基態電子結構，是量子化學的核心研究內容之一。目前較為前沿的方法是應用基於張量網路的密度矩陣重整化羣。CalTech的Garnet Chan是業內的全球領軍人物。
- 研究真空中交叉分子束的化學反應速率，可以用基於路徑積分的RPMD。這塊理論可以追溯到諾貝爾獎得主Richard Feynman。
- Marcus提出的電荷轉移理論獲得了諾貝爾獎，但是理論本身比較簡陋，一個本科生也能看懂。個人感覺Marcus的功績主要是對幾種電荷轉移的情況提出了一個統一的處理思路，而較為準確的電荷轉移速率，可以使用近三五年David Manolopoulos基於1980年代一篇對路徑積分應用stationary phase近似得到的理論，提出的一套」雙路徑積分「方法進行計算。
最後說一下《無機化學》裏出現的「結構」內容，這是理解化學結構的基本。但是考慮到大部分本科生在高中階段沒有參加過競賽，頭腦中不含有量子物理的概念與知識，所以搞了些簡單的模型湊合著用，也能滿足大部分需求。但是進階一點的問題肯定是說不清道不明的。寫書的人本意是等到「結構化學」再給學生補課，但是「結構化學」也不一定能滿足需要。這個疑難跟物理系「原子物理學」和「量子力學」的矛盾也類似。對於「喫不飽」的學生，個人建議，圖書館沒有設限，滿可以去圖書館尋找相關書籍閱讀。眼光也不要侷限於「物理化學」這一個書架，兼容並包，多看看，多瞭解瞭解總是好的。但是對於大部分同學，可能有女友要哄，有實習要找，大可以放下，等以後有了錢，專門僱一些科學家給你掰扯這些概念。比如這位：
David E. Shaw職業經歷?zdb.pedaily.cn
D.E.Shaw--高頻統計套利交易獲利41億美元 - 比特量化 - 博客園?www.cnblogs.com沒有人能明白所有的東西，但是一定要提防民科。伏爾泰說過，新時代有一種新型的愚昧叫做「博學」。
這個問題可以配合下邊問題的回答，風味更佳：
G=-RTln(k) 怎麼推導？?www.zhihu.com
物理學界有一個很有名的雜誌，叫做《現代物理學綜述》。與研究性期刊不同，這個雜誌只發表綜述文章，且全部由相應領域的專家撰寫，基本代表了當時物理學共同體的最前沿認知。
2015年，這本雜誌發表了這樣一篇文章
Density functional theory: Its origins, rise to prominence, and future?juser.fz-juelich.de
這篇文章詳細介紹了密度泛函理論的歷史和現狀。密度泛函理論是現代計算物理學和計算化學的最高成就之一，它代表了物理學家解釋、計算化學系統（弱相互作用、小系統）的最高水平。
這裡這篇文章大致是一篇「考古」文章，基本只講概念和歷史源流，不講技術細節。裡面最為技術化的一節是第四節（modern density functional formalism），可以看做對密度泛函理論的最基本介紹。你可以大致看一下，這一節如果拿給化學系本科生讀，有多少人能夠讀懂。光是這個理論背後的量子力學、原子物理，就足夠開兩到三門重量級專業課，甚至需要一些研究生級別的量子場論和多體物理知識。化學課本上一句「內層電子屏蔽原子核電場」，落實到物理學計算上，至少也是半頁到一頁紙的理論討論，和幾百行程序代碼（還得是非常粗略的近似計算）的實現。大多數化學系學生並沒有學習這些知識的興趣、精力和基礎。比起詳細計算氫分子化學鍵的波函數，知道「成鍵」和「反鍵」軌道的概念往往就足夠理解許多現象的物理本質了。
這其實也不僅限於化學系。現代科學研究的高度複雜性，讓每一門學科、甚至每一個方向都存在非常詳細的「社會分工」。即使是最頂尖的科學家，往往也只能精通兩三個領域的知識與方法。但現代科學研究又極為強調合作和多領域交叉，因此在自己不熟悉的領域，即便是頂尖學者也只能依靠別人建立好的概念框架，作為開展研究工作的抽象平臺。一些優秀的拓撲絕緣體專家，其實並不理解Bott週期性和陳-西蒙斯場論的全部理論；很多高能實驗工作者，其實也並不清楚大量新理論的技術細節。但在其他科學家建立的概念框架之下，他們也可以發揮自己的能力所長，做出第一流的原創性工作。
1.每個領域關注的角度不一樣。看問題的方式和解決問題的方法不一樣。物理化學畢竟還是解決化學熱力學和化學動力學問題。所以無論是可逆過程也好，統計物理也好，都是你去研究可逆反應，架起宏觀熱力學參數和微觀性質橋樑的基礎。更功利的說，如果你是一個從事理論化學，物理化學方向的研究生，你需要那些更基礎的物理課程做指導；而如果你不是，物理化學的內容深度足夠你理解大多數實驗現象。
2.化學鍵這個名詞依舊存在的意義，在於描述分子結構方便，叫的方便，畫的好看。一樓的老師也說了，就連DFT計算的時候都沒有化學鍵的概念，而只有距離和電子密度的概念。但是如果你用Gview去構建分子還是會畫化學鍵，在計算上沒什麼意義,但有它就是好看和直觀。
3. 無機化學有部分結構的內容。主要是因為兩點，一是普通化學原理（包括了基本的熱力學，動力學，電化學，結構等等糅合的內容）是一個基本的理解後續課程的理論。不然物理化學和結構化學不修以前，你形成不了一套化學理論體系。二是無機化學本身體系性不如有機和物化，同時需要大量的結構知識作理論指導。個人覺得無機需要的結構知識要比有機複雜的多，特別是無機化學進階的配位化學以後，畢竟過渡元素的結構總是比主族元素複雜的多。如果不事先讓你接觸一些結構知識。對於無機化學很多元素的性質，鑭系收縮等反常現象，甚至是硝基，臭氧這種簡單的共振結構都無法理解。而這部分在無機前的結構化學內容，大多數不如結構化學一樣深入推導，更多是結論和經驗陳述，比較容易把握。
當然，大佬們如果自己先修了物化，結構，那就無所謂了。
這個問題問得太尷尬了。
首先，什麼是物理化學，物理化學的研究目的，物理化學的研究方法，一般在課本的開篇就會介紹。所以，題主這是期末了還沒摸過課本麼？
其次，題主在此問題中的表述，帶有明顯的沒事兒找事兒傾向。糾結於「化學」「物理」的名詞劃分，是非常幼稚的行為。有這個時間，你可以去借幾本物理系的課本看看，明眼人就算不看內容，看看厚度和公式數量，都能看出物理化學的熱力學章節，與物理專業的熱力學部分，側重點明顯不一樣的。至於說什麼讓物理學家要重新定義化學鍵，我看只不過是嫌「化學」二字不和心意，想整個什麼高大上的名詞好四處顯擺而已吧。棄用早已公認的專業名詞，標新立異地重複命名，故意製造陌生感以唬人，這是民科自嗨割韭菜的範式，不是科研的。甚至科研中的經典操作，是給舊名詞以新概念新理解，舊瓶裝新酒纔是我們的最愛。還有知識點的重疊，那不是顯然的麼，你從小學到大學，音標語法不都翻來覆去地學了好幾遍麼？不同階段用到理論的不同層次，點到為止，適當拓展，夠用就行，這不是常規操作麼？難道學著一門課，只要涉及其他課程就得放下當前進度，給你重開一門？你不覺得這麼玩兒，很容易成套娃嗎？
最後，我勸題主要注意自己慢慢滑向民科的趨勢。你看過的文獻，學過的課本，掌握的知識，還不足以支撐你思考太深奧的問題。所以你把精力都放在思考這種流於表面，沒有價值的問題上。我勸你，既然對物理方面的名詞心存嚮往，不如多借兩本書看看。到時候你就會知道，科學的不同大分支間區別是多麼的模糊，但細分支間的劃分又是多麼的繁雜。
話說回來，最喜歡糾結什麼物理化學生物分界，比較逼格高低的似乎都是些自以為理科學的不錯，實際少見多怪的高中生（水平）。等你入了行你就知道了，沒人在乎這種毫無卵用的瞎想。你倒是會看到，一個化學家找到了一個很好的理論方法，卻死活不願發物理雜誌，很多物理學家卻在頻頻水化學材料方面的paper，這不是人性的扭曲道德的淪喪，這都是被逼的啊。
因為化學反應中有很多現象和規律可以用物理模型來解釋。
以前的化學研究就是不斷做實驗，從實驗結果中總結規律，即盲目，收效很低，也很慢。但是用物理模型給化學反應過程的很多因素建模後，讓化學研究可以更有系統性，也少走很多彎路。
所以通過給化學反應過程系統建模，讓化學也跟數學和物理一樣有系統的理論，可以分析，可以預測，這是數代化學家的理想。不過到現在也沒有完全完成。
推薦閱讀：
