1。設計実験：
* 合成： 化学者は、まず、特定の特性または行動を示すために理論によって予測される分子を合成します。これには、既存の分子を操作するか、理論的予測に基づいてまったく新しい分子を作成することが含まれます。
* 分光法： 核磁気共鳴（NMR）、赤外線（IR）、ラマン、紫外線（UV-VIS）分光法などの技術を使用して、合成分子の構造と特性を調べます。これにより、実験データを分子の結合、振動モード、電子遷移などに関する理論的予測と比較できます。
* クロマトグラフィ： ガスクロマトグラフィー（GC）や高速液体クロマトグラフィー（HPLC）などの技術を使用して、合成分子を分離および識別し、その形成と純度の証拠を提供します。
* 結晶学： X線回折またはその他の結晶学的手法を使用して、合成分子の正確な3次元構造を決定し、理論モデルとの詳細な比較を可能にします。
2。理論計算：
* 量子化学計算： 計算化学ソフトウェアパッケージを使用して、化学者はAB initioまたは密度汎関数理論（DFT）計算を実行して、電子構造、振動周波数、反応性などの分子の特性を予測します。
* 分子動力学シミュレーション： これらのシミュレーションは、溶液または特定の環境での分子の動的な挙動を研究し、相互作用と潜在的なアプリケーションに関する洞察を提供するために使用できます。
* 統計力学： 統計力学のような理論的方法を適用して、エンタルピー、エントロピー、自由エネルギーなどの分子の熱力学的特性を予測することができます。これは、実験測定と比較できます。
3。データ分析と解釈：
* 比較： 化学者は、実験結果（分光法、クロマトグラフィー、結晶学など）を理論的予測と比較します。この比較は、理論が分子の特性と挙動を正確に記述した場合に明らかになります。
* 洗練： 理論が完全にサポートされていない場合、化学者は理論を改善するか、矛盾を説明するために新しい仮説を提案する必要があるかもしれません。理論の改良と実験的検証のこの反復プロセスは、科学的理解の進歩において重要です。
例：
新しい理論が、特定の分子配置が分子の蛍光の向上につながるはずだと予測しているとしましょう。純粋な化学者は次のとおりです。
* 合成 予測された配置を伴う分子。
* 蛍光分光法を実行 分子の蛍光強度を測定します。
* 量子化学計算を実行します 分子の蛍光特性を予測します。
* 比較 実験データと理論データ。
* 結論 理論が観察された蛍光増強を正確に予測する場合。
純粋な化学者の究極の目標は、実験的および理論的アプローチの厳密な相互作用を通じて、分子行動の包括的な理解を深めることです。新しい分子理論をテストするプロセスには、仮説の生成、実験的検証、および理論的洗練の連続サイクルが含まれます。
