本課程會建立學生對化學反應原理及物質結構的完整物理化學架構。課程內容會先由熱力學與電化學切入，探討能量轉換與反應自發性。接著利用量子力學與軌域理論解釋原子結構與化學鍵結的本質，並會探討化學動力學（反應速率）、液體與固體的性質及溶液行為。最後，課程將涵蓋描述性化學領域，包括典型元素、過渡金屬與配位化學，並簡介核化學及有機生化分子結構。