In der Molekularphysik (oder Molekülphysik) wird die Struktur und das Verhalten von Molekülen untersucht. Sie baut auf Erkenntnissen der Atomphysik und Quantenmechanik auf.
Eine wichtige Methode der Molekularphysik ist die Spektroskopie, in der nicht nur die elektronischen Energiezustände, sondern auch Schwingungs- und Rotationszustände auftreten.
Das in der Atomphysik wichtige Orbitalmodell wird in der Molekularphysik um Molekülorbitale erweitert.
Die Molekularphysik kann als Grenzgebiet zwischen Physik und Chemie aufgefasst werden. Untersuchungsobjekte und -methoden entsprechen weitgehend denen der physikalischen Chemie.
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