La fisicoquímica, como una de las ramas de la química, es fundamental en el estudio de la misma porque establece los principios que gobiernan el comportamiento de los sistemas químicos. De esta manera, la fisicoquímica constituye un marco de referencia para todas las otras ramas de la química, siendo ellas la química orgánica, la química inorgánica, la química analítica y la bioquímica. Este curso de Fisicoquímica I se centra principalmente en el estudio de la termodinámica que es la ciencia que estudia, a nivel macroscópico, las relaciones entre las diferentes propiedades de equilibrio de un sistema y los cambios en dichas propiedades durante procesos de interés químico, dedicando especial atención al análisis de la entalpía, de la entropía y de diferentes energías libres. Utilizando el potencial químico de las sustancias, se puede obtener una visión unificada del equilibrio, tanto químico como de fases, así como de la espontaneidad de los procesos químicos, lo que convierte al potencial químico en una de las propiedades esenciales de la termodinámica química para entender el comportamiento de los mismos.

La fisicoquímica establece los principios que gobiernan el comportamiento de los sistemas químicos tanto a nivel macroscópico como a nivel microscópico. Para ello hace uso de las herramientas matemáticas requeridas y de las aproximaciones físicas relevantes. A diferencia de los cursos de Fisicoquímica I y Fisicoquímica II en donde se estudian procesos de interés químico a nivel macroscópico, en los cursos de Estructura Atómica y Química Cuántica se aborda la descripción de átomos y moléculas a nivel microscópico usando la teoría cuántica.

En el curso de Estructura Atómica se introduce la teoría cuántica a partir de diversos experimentos realizados a principios del siglo XX, que permitieron la explicación de ciertos fenómenos para los cuales, los resultados derivados usando la teoría clásica fueron insatisfactorios. Se introducirán los postulados de la mecánica cuántica y se proporcionaran las herramientas matemáticas requeridas. Con ello será posible resolver analíticamente ciertos problemas que tienen aplicación en química. La solución del átomo de hidrógeno proporciona los orbitales atómicos, que permiten entender enlaces químicos y geometrías moleculares.