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물리화학 이론 강의에서 이루어지는 양자화학, 분광학, 통계열역학, 열역학, 그리고 화학반응을 강의와 병행하여 이들 영역의 화학적 개념을 실험을 통하여 보다 직접 경험하여 추상적으로 이해하고 있는 물리화학적 개념을 구체적으로 체득하게 되고 또 물리화학적 지식을 이용한 연구 도구를 사용하고 그 원리를 분석하는 과정을 겪으며 화학 연구 도구의 원리를 이해하여 연구 방법을 체득하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 물리화학 1과 물리화학 2를 먼저 수강하고 이 강의를 수강하는 것이 바람직하다. 실험 내용은 교사지망생을 주 수강생으로 고려하여 열역학 개념에 관련된 실험을 비중 있게 다루어, 물질의 상태와 변화, 평형 관계, 용액, 전기화학에 관한 실험, 화학분광학, 반응속도론, 계면화학 및 이온 수송 현상에 관련된 실험을 수행하게 된다.