Fizikalni kemičar je znanstvenik koji proučava fizikalnu kemiju, podpolje kemije koje se usredotočuje na ispitivanje kemijskih fenomena unutar fizikalnih zakona. Takvi kemičari nastoje provoditi istraživanja usmjerena na otkrivanje fizikalnih mehanizama i razloga iza kemijskih pojava, kao što su reakcije i raspodjela energije. Metode u fizikalnoj kemiji primjenjuju se na mnoga različita područja kemije, uključujući termodinamiku, kemijsku kinetiku, odnos između međumolekularnih sila i fizikalnih karakteristika te električnu vodljivost. Fizikalni kemičar može pronaći posao u raznim područjima, uključujući istraživanje, obrazovanje i industriju. Općenito, za napredovanje u bilo kojem od ovih područja potrebna je napredna diploma.
Postoje dvije različite, ali usko povezane razine na kojima fizikalni kemičar može proučavati kemijske fenomene: na makroskopskoj razini, koja se nastoji usredotočiti na pojavna svojstva velikih skupina molekula, ili na molekularnoj razini, koja se usredotočuje na to kako se pojedinačne molekule ponašaju. i kako male skupine molekula međusobno djeluju. Uobičajeni cilj u fizikalnoj kemiji je objasniti odnose između molekularnih karakteristika i makroskopskih svojstava. Površinska napetost je dobar primjer za to – neki insekti, na primjer, mogu hodati po površini vode zbog kohezivnih svojstava molekula vode.
Fizikalna kemija je podijeljena na mnogo različitih podpolja, ali najčešće se proučavaju termodinamika, kvantna mehanika i kemijska kinetika. Fizikalnog kemičara koji proučava termodinamiku zanima kretanje i izmjena energije u kemijskim pojavama, posebice kemijskim reakcijama. Kvantna mehanika obuhvaća proučavanje strukture atoma i molekula i može pružiti uvid u to zašto se određene reakcije odvijaju takvima. Fizikalni kemičar zainteresiran za proučavanje i manipuliranje brzinama kemijskih reakcija vjerojatno će proučavati kemijsku kinetiku. Neobično je da pojedinac proučava samo jedno od ovih područja, isključujući sva ostala, budući da postoji velika preklapanja između različitih podpodručja u kemiji.
Mnoge različite organizacije zapošljavaju kvalificirane fizikalne kemičare. Ovi profesionalci mogu pronaći i nastavni i istraživački rad na sveučilištima ili istraživačkim institutima, na primjer. Poslovi su također često dostupni za fizikalne kemičare u industriji, jer tvrtke koje profitiraju od kemijskih procesa neprestano traže načine za optimizaciju svojih procesa. Mnoge vladine i vojne istraživačke institucije također zapošljavaju ove vrste znanstvenika. Fizikalni kemičar može raditi na bilo kojem od niza različitih vrsta projekata, uključujući učinkovitu energiju, termodinamički stabilne dijelove računala i ubrzavanje industrijskih kemijskih procesa.