量子化学

　　量子化学（汉语拼音：liàng zǐ huà xué），（quantum chemistry），应用量子力学的基本原理和方法研究化学问题的物理化学分支学科。1927年W.H.海特勒和F.W.伦敦用量子力学基本原理讨论氢分子结构问题，说明了两个氢原子能够结合成一个稳定的氢分子的原因，并且利用相当近似的计算方法，算出其结合能约为实验值的2／3。由此，使人们认识到可以用量子力学原理讨论分子结构问题，从而逐渐形成了量子化学这一分支学科。建立和发展三种化学键理论以及分子间相互作用（包括分子间作用力和氢键）的有关理论。在三种化学键理论中，价键理论由L.C.鲍林在海特勒和伦敦的氢分子结构工作的基础上发展而成，其图像与经典原子价理论接近，已为化学家所接受。分子轨道理论是原子轨道理论对分子的自然推广，是一种以单电子近似为基础的化学键理论，由于分子轨道理论计算较简便，又得到光电子能谱实验的支持，因而该理论在化学键理论中占主要地位。配位场理论是说明和解释配位化合物的结构和性能的化学键理论。在化学键理论基础上建立和发展量子化学计算方法，其中有严格计算的从头算方法、半经验计算的全略微分重叠和间略微分重叠等方法以及价键法等，计算量子化学的发展加速了量子化学向其他学科的渗透。

　　量子化学的研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系；分子与分子之间的相互作用；分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题。量子化学可分基础研究和应用研究两大类。基础研究主要是寻求量子化学中的自身规律，建立量子化学的多体方法和计算方法等，多体方法包括化学键理论、密度矩阵理论和传播子理论，以及多级微扰理论、群论和图论在量子化学中的应用等。应用研究是利用量子化学方法处理化学问题，用量子化学的结果解释化学现象。

　　量子化学的研究结果在其他化学分支学科的直接应用，导致了量子化学对这些学科的渗透，并建立了一些边缘学科，主要有量子有机化学、量子无机化学、量子生物和药物化学、表面吸附和催化中的量子理论、分子间相互作用的量子化学和分子反应动力学的量子理论等。三种化学键理论与结构化学和合成化学的发展紧密相联、互相促进。其他化学分支学科也已使用量子化学的概念、方法和结论。例如分子轨道的概念已得到普遍应用。绝对反应速率理论和分子轨道对称守恒原理，都是量子化学应用的成功结果。