应用量子力学在分子层次上讨论物质结构、性质及其关系的化学分支学科。它提出一系列概念如:轨道、电子云、共振、杂化等奠定了分子结构与性质关系的理论基础,成为现代化学的重要理论基础之一。量子化学可分为三部分:①基础理论,核心是多体理论方法。量子力学处理的分子问题最重要的是三种化学键理论(价键理论、分子轨道理论和配位场理论);其次有密度矩阵理论、密度泛函理论、多体微扰理论及处理动态问题的碰撞理论等。近年来还有相对论效应、相关能校正及绝热近似校正等。②计算方法,将多体理论原则上给出的计算方法加以改进,达到实用目的。通常与计算机相结合,编制成各种通用的标准程序。主要有从头计算方法和以它为基础的各种半经验自治场方法。还有将离域分子轨道转换为定域分子轨道的方法。③应用研究,即利用量子化学计算各类分子和固体(包括稳定和不稳定的、基态和激发态的)的结构、性能及相互关系,分子间的相互作用和化学反应等。其结果包括:新型分子的结构与化学键性质,分子激发态和谱学问题,化学反应和光化学的量子理论,固体表面结构和催化机理,生物化学和药物化学以及材料的量子化学研究等。
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