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量子化學基礎

發布時間: 2021-08-13 15:27:01

1. 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。

2. 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。

3. 結構化學 量子化學基礎 一道大題 拜託各位了

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。
1.物理化學是本科科目,量子化學是研究生科目
2.物理化學主要研究的包括化學熱力學、化學動力學、電化學、膠體和表面化學、統計熱力學等等,量子化學包括量子力學基礎、簡單應用、原子結構、近似方法、分子結構、群論基礎、群論應用、分子光譜、電子相關、價鍵理論、密度泛函理論以及量子化學計算簡介等
3.也就是說物理化學是量子化學的基礎,量子化學研究的更接近原子,分子方面

4. 量子化學與量子物理學的關系

通俗的講,都是運用量子理論,只是解決問題的側重點不一樣,比如量子化學注重對元素性質,化學反應,物質結構等這些方面的量子解釋。

5. 夏少武和楊照地的量子化學基礎哪個

地的量子化學

6. 量子化學學習哪些課程

建議你去看看賴文的《量子化學》。我們當時就是用的那本做的參考書,學的內容都來自那邊。

7. 量子化學的基礎是「物理化學」么

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。
1.物理化學是本科科目,量子化學是研究生科目
2.物理化學主要研究的包括化學熱力學、化學動力學、電化學、膠體和表面化學、統計熱力學等等,量子化學包括量子力學基礎、簡單應用、原子結構、近似方法、分子結構、群論基礎、群論應用、分子光譜、電子相關、價鍵理論、密度泛函理論以及量子化學計算簡介等
3.也就是說物理化學是量子化學的基礎,量子化學研究的更接近原子,分子方面

8. 關於學習量子化學的數學和物理基礎

常微分方程,復變函數 一般高數課程都有

線代就是線性代數吧
數學物理方程 要學數學物理方法
剩下幾門課大學物理的

9. 下個學期要選修量子化學,想了解一下量子化學的發展和前景

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。
1、量子化學的發展史

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。
2、量子化學的研究應用和前景

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。

10. 學習量子化學之前需要有哪些數學基礎

量子化學學習起來非常困難,很多東西抽象難懂。基礎的話主要是結構化學、計算機程序以及高等數學。

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