Estos son como instrumentos en una orquesta. Pueden actuar solos o pueden trabajar juntos para hacer música hermosa.
Supongamos que quiere entender la reacción SN2. Necesita un conocimiento de la teoría cuántica para comprender la reacción intermedia. Necesita conocer tanto la termodinámica como su relación con la cinética. Necesitas un conocimiento de los principios de simetría para entender la inversión. Necesita conocer la geometría molecular y los enlaces para comprender el impedimento estérico. Pero esto está en el papel, todavía tienes que realizar la reacción. Cuando lo haga, puede usar experimentalmente la resonancia magnética nuclear para determinar el papel del protón. También necesita hacer uso de su conocimiento de los solventes para poder predecir los efectos de llevar a cabo la reacción en un solvente aprótico polar.
Las reacciones orgánicas no ocurren solo en la fase líquida. Puede pasar a la fase gaseosa, por lo que la química física se vuelve muy relevante. Los métodos de haces moleculares colisionan moléculas en el espacio y determinan las propiedades de reacción en ausencia de solvente. Por lo tanto, también debe conocer la espectrometría de masas para analizar los productos de reacción y la partición de energía en los distintos modos, para determinar cuál ha sido el mecanismo de reacción y para filtrar los productos.
Y luego puede pasar a las colisiones supersónicas y rayos láser para excitar las moléculas para sondearlas aún más. Resulta que los nuevos mecanismos de reacción pueden ocurrir en la fase gaseosa. Si estuviera interesado en las reacciones de las moléculas orgánicas en el espacio, esto sería un conocimiento esencial, pero las aplicaciones más directas a la tierra serían la naturaleza de las reacciones de fotólisis en la fase gaseosa.
Esto solo está arañando la superficie de las sinergias entre estos campos. La distinción entre química física y otras ramas es realmente solo para permitir que se enseñe como un tema. Por supuesto, la madre naturaleza no hace distinción, ella usa todos estos campos a la vez. Lo interesante de la química es que entrena la mente para explorar el mismo campo desde diferentes puntos de vista que se cruzan, cada punto de vista brinda una perspectiva diferente sobre el mismo problema.
Para hacer una analogía, en la ingeniería de sistemas para la informatización de una empresa, usted se pone su sombrero de procedimientos y analiza los procesos comerciales, o puede poner sus datos y observar las estructuras de datos y el esquema lógico que soportan estos procesos. En verdad, ninguno de los dos es primordial, el analista de negocios debe analizar los procesos comerciales en su lugar y las estructuras y reglas que facilitan y restringen estos procesos, para obtener una visión completa. Es más que sinergia, una palabra mejor sería “co-dependencia”.
Entonces, en resumen, una comprensión adecuada de un sistema químico requiere una comprensión de todos esos campos de estudio, estructura, termodinámica, cinética, físicos, analíticos, orgánicos vs inorgánicos aparentemente independientes, que en verdad son codependientes.