綿陽市

[拼音]：liangzi huaxue

[英文]：quantum chemistry

理論化學的一個分支學科，是應用量子力學的基本原理和方法研究化學問題的一門基礎科學。

簡史

1927年W.H.海特勒和F.W.倫敦用量子力學基本原理討論氫分子結構問題，說明了兩個氫原子能夠結合成一個穩定的氫分子的原因，並且利用相當近似的計算方法，算出其結合能約為實驗值的2/3。由此，使人們認識到可以用量子力學原理討論分子結構問題，從而逐漸形成了量子化學這一分支學科。

量子化學的發展歷史可分兩個階段：

（1）1927年到50年代末為建立時期。其主要標誌是三種化學鍵理論的建立和發展、分子間相互作用(包括分子間作用力和氫鍵)的量子化學研究。在三種化學鍵理論中，價鍵理論是由L.C.鮑林在海特勒和倫敦的氫分子結構工作的基礎上發展而成，其圖象與經典原子價理論接近，已為化學家所接受。分子軌道理論是在1928年由R.S.馬利肯等首先提出，1931年E.休克爾提出的簡單分子軌道理論，對早期處理共軛分子體系起重要作用。分子軌道理論計算較簡便，又得到光電子能譜實驗的支援，使它在化學鍵理論中占主導地位。配位場理論由H.A.貝特等在1929年提出，最先用於討論過渡金屬離子在晶體場中的能級分裂，後來又與分子軌道理論結合，發展成為現代的配位場理論。

（2）60～70年代為發展階段。主要標誌是量子化學計算方法的研究，其中嚴格計算的從頭算方法、半經驗計算的全略微分重疊和間略微分重疊等方法的出現，擴大了量子化學的應用範圍，提高了計算精度。1928～1930年，E.A.許萊拉斯計算氦原子，1933年H.M.詹姆斯和A.S.庫利奇計算氫分子，得到了接近實驗值的結果。70年代又對它們進行更精確的計算，得到了與實驗值幾乎完全相同的結果。70年代，B.劉曾用從頭算方法計算了直線和非直線構型H3體系的勢能面，達到了化學精度。計算量子化學的發展，使定量的計算擴大到原子數較多的分子，並加速了量子化學向其他學科的滲透。

研究範圍和內容

研究範圍包括穩定和不穩定分子的結構、效能及其結構與效能之間的關係；分子與分子之間的相互作用；分子與分子之間的相互碰撞和相互反應等問題。量子化學可分基礎研究和應用研究兩大類，基礎研究主要是尋求量子化學中的自身規律，建立量子化學的多體方法和計算方法等，多體方法包括化學鍵理論、密度矩陣理論和傳播子理論，以及多級微擾理論、群論和圖論在量子化學中的應用等。應用研究是利用量子化學方法處理化學問題，用量子化學的結果解釋化學現象。