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La chimie organique physique, discipline baptisée par Louis Plack Hammett en 1940, est une branche de la chimie organique qui se concentre sur la relation entre structure chimique et réactivité en appliquant les méthodes de la chimie physique à l'étude des molécules organiques.
La chimie organique physique étudie notamment les vitesses des réactions chimiques organiques, la stabilité chimique relative, les intermédiaires réactionnels, les états de transition, et les effets non covalents de la solvatation et des interactions moléculaires sur la réactivité chimique. De telles études fournissent des cadres théoriques et pratiques pour comprendre comment des changements de structure en solution affectent le mécanisme et la vitesse d'une réaction organique donnée. Les spécialistes de chimie organique physique utilisent des approches théoriques et expérimentales pour comprendre ces problèmes fondamentaux de la chimie organique : thermodynamique classique et statistique, mécanique quantique, chimie numérique, spectroscopie (RMN), spectrométrie (spectrométrie de masse) et cristallographie.