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量子化學應用

發布時間: 2021-08-02 22:05:51

Ⅰ 量子化學能做什麼

量子化學的研究范圍包括穩定和不穩定分子的結構、性能,及其結構與性能之間的關系;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。
量子化學的研究結果在其他化學分支學科的直接應用,導致了量子化學對這些學科的滲透,並建立了一些邊緣學科,主要有量子有機化學、量子無機化學、量子生物和葯物化學、表面吸附和催化中的量子理論、分子間相互作用的量子化學理論和分子反應動力學的量子理論等。
三種化學鍵理論建立較早,至今仍在不斷發展、豐富和提高,它與結構化學和合成化學的發展緊密相聯、互相促進。合成化學的研究提供了新型化合物的類型,豐富了化學鍵理論的內容;同時,化學鍵理論也指導和預言一些可能的新化合物的合成;結構化學的測定則是理論和實驗聯系的橋梁。
其它化學許多分支學科也已使用量子化學的概念、方法和結論。例如分子軌道的概念已得到普遍應用。絕對反應速率理論和分子軌道對稱守恆原理,都是量子化學應用到化學反應動力學所取得的成就。
今後,量子化學在其他化學分支學科的研究方面將發揮更大的作用,如催化與表面化學、原子簇化學、分子動態學、生物與葯物大分子化學等方面。
以上都是來自網路的,個人感覺量化更適合物理背景的研究人員來做,畢竟化學背景的人員數理基礎普遍不太好。

Ⅱ 應用量子化學計算有什麼意義和作用

應用量子化學計算有什麼意義和作用
量子化學(quantum
chemistry)是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。研究范圍包括穩定和不穩定分子的結構、性能及其結構與性能之間的關系;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。

Ⅲ 什麼是量子化學

量子化學是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。

1927年海特勒和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。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:第一個階段是1927年到20世紀50年代末,為創建時期。其主要標志是三種化學鍵理論的建立和發展,分子間相互作用的量子化學研究。在三種化學鍵理論中,價鍵理論是由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,為化學家所普遍接受。

分子軌道理論是在1928年由馬利肯等首先提出,1931年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持,使它在化學鍵理論中佔主導地位。

配位場理論由貝特等在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。

第二個階段是20世紀60年代以後。主要標志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范圍,提高了計算精度。

1928~1930年,許萊拉斯計算氦原子,1933年詹姆斯和庫利奇計算氫分子,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。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。

量子化學的研究范圍包括穩定和不穩定分子的結構、性能,及其結構與性能之間的關系;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。

量子化學的研究結果在其他化學分支學科的直接應用,導致了量子化學對這些學科的滲透,並建立了一些邊緣學科,主要有量子有機化學、量子無機化學、量子生物和葯物化學、表面吸附和催化中的量子理論、分子間相互作用的量子化學理論和分子反應動力學的量子理論等。

三種化學鍵理論建立較早,至今仍在不斷發展、豐富和提高,它與結構化學和合成化學的發展緊密相聯、互相促進。合成化學的研究提供了新型化合物的類型,豐富了化學鍵理論的內容;同時,化學鍵理論也指導和預言一些可能的新化合物的合成;結構化學的測定則是理論和實驗聯系的橋梁。

其它化學許多分支學科也已使用量子化學的概念、方法和結論。例如分子軌道的概念已得到普遍應用。絕對反應速率理論和分子軌道對稱守恆原理,都是量子化學應用到化學反應動力學所取得的成就。

今後,量子化學在其他化學分支學科的研究方面將發揮更大的作用,如催化與表面化學、原子簇化學、分子動態學、生物與葯物大分子化學等方面。

Ⅳ 量子化學在化學中的應用

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量子化學的研究結果在其他化學分支學科的直接應用,導致了量子化學對這些學科的

Ⅳ 現量子化學有哪些應用

事實上量化是一個基礎學科,大部分的化學問題如果從微觀上去理解,都要用到量化.比如化學鍵的形成與強弱,物質的熱學光學電學特性等等.最直接的應用可能是量化計算了,應用量化的原理,使用電腦計算,預測化學過程,解釋化學現象.

Ⅵ 量子化學在哪些領域應用

事實上量化是一個基礎學科,大部分的化學問題如果從微觀上去理解,都要用到量化。比如化學鍵的形成與強弱,物質的熱學光學電學特性等等。最直接的應用可能是量化計算了,應用量化的原理,使用電腦計算,預測化學過程,解釋化學現象。

Ⅶ 量子化學計算軟體有哪些常用的

這個一般是買的,要幾十萬的,很多做量子計算的單位都開發有自己的程序,通用的如DFT(密度函數原理),如以B3LYP為理論基礎的密度函數法,B3LYP:MM3相結合的IMOMM(The integrated molecular orbital-molecular mechanics method)方法、量子力學/分子力學耦合技術(QM-MM)等。

Ⅷ 量子化學它在化學反應動力學方面的應用有哪些

量子化學是理論化學的一個分支學科,是將量子力學的原理和方法應用到化學問題研究中而產生的一門學科,經過化學家們的努力,量子化學理論和計算方法在近幾十年來取得了很大的發展,在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級問題上已經受到足夠的重視。目前,量子化學已被廣泛應用於化學的各個分支以及生物、醫葯、材料、環境、能源、軍事等領域,取得了豐富的理論成果,並對實際工作起到了很好的指導作用。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,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。80年代以來,隨著計算機和大型工作站的出現以及有關量子化學計算軟體的大量推出(例如GSMESS系列,HONDO系列,GAUSSIAN系列等程序包的推出),使量子化學計算方法成為化學計算理論研究的主流。量子化學計算方法可用於解釋或預測原子,分子和晶體的各種性質,包括分子的能量和結構,化學反應路徑,過渡態的能量和結構,分子軌道,原子電荷,成健和化學反應能量,極化率和超極化率,各向異性超精細耦合常數,靜電勢以及電子密度等。其應用范圍也不斷擴大,涉及到化學各分支學科,並取得了可喜的成果。下面主要講述的是2008年來量子化學應用研究的進展。

Ⅸ 量子化學簡介

量子化學是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。
1927年海特勒和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。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:第一個階段是1927年到20世紀50年代末,為創建時期。其主要標志是三種化學鍵理論的建立和發展,分子間相互作用的量子化學研究。在三種化學鍵理論中,價鍵理論是由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,為化學家所普遍接受。
分子軌道理論是在1928年由馬利肯等首先提出,1931年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持,使它在化學鍵理論中佔主導地位。
配位場理論由貝特等在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。
第二個階段是20世紀60年代以後。主要標志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范圍,提高了計算精度。
1928~1930年,許萊拉斯計算氦原子,1933年詹姆斯和庫利奇計算氫分子,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。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。
量子化學的研究范圍包括穩定和不穩定分子的結構、性能,及其結構與性能之間的關系;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。
量子化學的研究結果在其他化學分支學科的直接應用,導致了量子化學對這些學科的滲透,並建立了一些邊緣學科,主要有量子有機化學、量子無機化學、量子生物和葯物化學、表面吸附和催化中的量子理論、分子間相互作用的量子化學理論和分子反應動力學的量子理論等。
三種化學鍵理論建立較早,至今仍在不斷發展、豐富和提高,它與結構化學和合成化學的發展緊密相聯、互相促進。合成化學的研究提供了新型化合物的類型,豐富了化學鍵理論的內容;同時,化學鍵理論也指導和預言一些可能的新化合物的合成;結構化學的測定則是理論和實驗聯系的橋梁。
其它化學許多分支學科也已使用量子化學的概念、方法和結論。例如分子軌道的概念已得到普遍應用。絕對反應速率理論和分子軌道對稱守恆原理,都是量子化學應用到化學反應動力學所取得的成就。
今後,量子化學在其他化學分支學科的研究方面將發揮更大的作用,如催化與表面化學、原子簇化學、分子動態學、生物與葯物大分子化學等方面。

Ⅹ 計算機在量子化學中的應用

沒有計算機,就不會有今天的量子化學。用量化計算一個分子,說 CuSO4 吧,它有48個原子軌道佔有或可能佔有電子。用這2x48個軌道作為一個基向量(如用擴展基,數目還會更大)進行一次量化計算,要計算至少96x96個積分。這種計算往往要循環上千次。那麼,就會有96x96x1000個積分。人算得過來嗎?

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