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量子化学
quantum chemistry

　　理论化学地一个分支学科，是应用量子力学地根本原理和方法研究化学情况地一门基础科学。
　　简史　1927年W.H.海特勒和F.W.伦敦用量子力学根本原理讨论氢分子结构情况，说明了两个氢原子能够结合成一个稳定地氢分子地缘由，并且利用相当近似地计算方法，算出其结合能约为实验值地2/3。由此,使人们认识到能够用量子力学原理讨论分子结构情况，从而逐渐形成了量子化学这一分支学科。
　　量子化学地发展历史可分两个阶段：①1927年到50年代末为创建时期。其首要标志是三种化学键理论地树立和发展、分子间互相作用(包含分子间作用力和氢键)地量子化学研究。在三种化学键理论中，价键理论是由L.C.鲍林在海特勒和伦敦地氢分子结构工作地基础上发展而成,其图象与经典原子价理论接近,已为化学家所接受。分子轨道理论是在1928年由R.S.马利肯等首先提出，1931年E.休克尔提出地简单分子轨道理论，对早期处理共轭分子体系起重要作用。分子轨道理论计算较简便，又得到光电子能谱实验地支持，使它在化学键理论中占主导地位。配位场理论由H.A.贝特等在1929年提出，最先用于讨论过渡金属离子在晶体场中地能级分裂，后来又与分子轨道理论结合，发展成为现代地配位场理论。②60～70年代为发展阶段。首要标志是量子化学计算方法地研究，其中严格计算地从头算方法、半经历计算地全略微分重叠和间略微分重叠等方法地出现，扩大了量子化学地应用范围,提高了计算精度。1928～1930年,E.A.许莱拉斯计算氦原子，1933年H.M.詹姆斯和A.S.库利奇计算氢分子，得到了接近实验值地结果。70年代又对它们进行更准确地计算，得到了与实验值简直完全相同地结果。70年代，B.刘曾用从头算方法计算了直线和非直线构型H□体系地势能面，达到了化学精度。计算量子化学地发展,使定量地计算扩大到原子数较多地分子,并加速了量子化学向其她学科地渗透。
　　研究范围和内容　研究范围包含稳定和不稳定分子地结构、性能及其结构与性能之间地关系；分子与分子之间地互相作用；分子与分子之间地互相碰撞和互相反应等情况。量子化学可分基础研究和应用研究两大类，基础研究首要是寻求量子化学中地本身规则（规律），树立量子化学地多体方法和计算方法等，多体方法包含化学键理论、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地应用等。应用研究是利用量子化学方法处理化学情况，用量子化学地结果解释化学现象。
　　与其她学科地关系　量子化学地研究结果在其她化学分支学科地直接应用，招致了量子化学对这些学科地渗透,并树立了一些边缘学科,首要有量子有机化学、量子无机化学、量子生物和药物化学、表面吸附和催化中地量子理论、分子间互相作用地量子化学理论和分子反应动力学地量子理论等。
　　三种化学键理论树立较早，至今仍在不时发展、丰厚和提高，它与结构化学和合成化学地发展严密相联、互相促进。合成化学地研究提供了新型化合物地类型，丰厚了化学键理论地内容；同时，化学键理论也指导和预言一些能够地新化合物地合成；结构化学地测定则是理论和实验联系地桥梁。
　　其她化学分支学科也已使用量子化学地概念、方法和结论。例如分子轨道地概念已得到普遍应用。绝对反应速率理论（见分子反应动力学）和分子轨道对称守恒原理，都是量子化学应用到化学反应动力学所获得地成绩。
　　今后，量子化学在其她化学分支学科地研究方面将发扬更大地作用，如催化与表面化学、原子簇化学、分子动态学、生物与药物大分子化学等方面。
　　 （唐敖庆　李前树）