이 책의 대상은 화학, 생화학, 화학공학을 전공하는 학부 학생뿐 아니라, 대기과학 및 생명공학 등을 전공하는 대다수 학생을 포함한다.
● 핵심 개념 강의에 중점을 둔다. 핵심에 집중하고, 그에 따라 다양한 문제로 확장되는 아이디어로써 물리화학의 중심 원리를 탐구한다.
● 일상을 둘러싼 세계에 대한 물리화학의 연관성을 설명한다. 대다수 학생들은 주위를 둘러싼 세계와 물리화학 개념을 연관 짓는 데 어려워한다. 이 차원에서 학생들이 이러한 연관성을 개발할 수 있도록 예제와 관련된 특별한 주제들을 하나로 묶어 설명한다. 예컨대, 연료전지, 냉장고, 열펌프, 그리고 실제 기관 등을 열역학 제2법칙에 대한 연관성 논의를 위해 활용한다. 금속에 전기가 전도되는 이유와 핵심부 전자보다 원자가 전자가 화학 결합의 형성에 중요한 이유를 설명하기 위해 상자 속 입자 모형을 이용한다. 이러한 모든 시도들은 학생들에게 친숙한 실제 응용을 기본 아이디어에 연관시켜 주기 위한 것이다. 복잡한 정보를 전달하기 위해 예로 든 미국에서의 이산화탄소 배출량 그림과 같은 접근 가능한 방식을 이용한다.
● 물리화학 분야에서의 새로운 과학적 발견을 소개한다. 물리화학은 현대 화학 연구에서 새롭게 부각되는 많은 영역의 최전선에 있다. 최근의 양자 거동의 응용은 밴드갭 공학(band-gap engineering), 양자 점, 양자 우물, 원격 전송 및 양자 컴퓨팅 등을 포함한다. 단분자 분광학은 화학 반응속도론에 대한 깊은 이해를 도왔고, 현대 표면과학 기법을 이용해 수행된 기계론적 연구는 불균일 촉매 반응에 커다란 도움이 되었다. 주사 터널 현미경을 통해 원자 수준의 전기화학 연구가 가능해졌다. 이러한 영역 및 새로이 대두되는 영역들에서의 물리화학의 역할이 이 책 전체를 통해 강조되었다.
● 웹 기반 시뮬레이션은 탐구하고자 하는 개념을 설명하고 수학적 부담은 피한다. 물리화학에 있어 수학이 중심이 됨에도 불구하고, 학생들이 기본적 개념에 대해 ‘보는’ 눈을 훼방할 수 있다. 이러한 문제의 해결을 위해 이 책 전체에 걸쳐 웹 기반 시뮬레이션을 각 장의 말미에 배치하여, 학생들에게 수학적 부담을 피해 과학에 집중할 수 있도록 하였다. 이러한 웹 기반 시뮬레이션은 교수들이 강의에 활용할 수도 있다. Mastering Chemistryⓡ의 Study Area는 곡선 맞춤형 기능이 있는 그래프 루틴을 포함하는데, 학생들이 그래픽 자료를 출력하여 제출할 수 있다. 각 장의 끝에 있는 50개의 웹 기반 시뮬레이션 문제는 물리화학의 MasteringChemistryⓡ의 Study Area에서 활용할 수 있다.
● 문제 해결 능력 학습이 물리화학의 필수 요소임을 보여준다. 각 장을 통해 많은 예제들이 수행된다. 이 예제들은 학생들에게 물리화학 문제를 해결하는 유용한 방법을 제시한다.