Квантовая химия

Квантовая химия является применение квантовой механики к химическим проблемам таких. B. Описание электронной структуры атомов и молекул и влияния на их реакционную способность и, следовательно, подобласть теоретической химии . (Квантово-механические исследования атомов рассматриваются как граница между химией и физикой и не обязательно относятся к квантовой химии.) В основе большинства квантово-химических методов лежит уравнение Шредингера . Однако, поскольку это может быть решено только для очень простых систем в рамках приближения Борна-Оппенгеймера , необходимо ввести дополнительные приближения.

Молекула водорода была одной из первых, которая была исследована и рассчитана квантово-химическим методом в 1927 году немецкими учеными Вальтером Хайтлером и Фрицем Лондоном . Разработанный ими метод был расширен американскими химиками Джоном С. Слейтером и Линусом Полингом до метода Валентности Бонда (В.Б.) или Гейтлера-Лондона-Слейтера-Полинга (HLSP) . В нем акцент делается на рассмотрении парного взаимодействия между атомами, поэтому он хорошо согласуется с классическим рассмотрением химической связи .

Альтернативный подход к природе химической связи был разработан Фридрихом Хундом и Робертом С. Малликеном , который описывает электроны как делокализованные в форме математических функций . Описание, известное как метод Хунда-Малликена или, чаще, метод молекулярных орбиталей (МО) , менее интуитивно понятно для классического химика, но теперь гораздо более распространено.

Оба подхода позволяют использовать методы математической аппроксимации для прогнозирования свойств материала.

Применимость квантовой химии в форме компьютерных вычислений можно найти в разделе вычислительной химии .

Некоторые дополнительные темы:

Кроме того, для развития квантовой химии важны следующие люди:

литература

  • Костас Гавроглу, Ана Симойнс: Ни физика, ни химия. История квантовой химии. MIT Press, 2011, ISBN 0-262-01618-4
  • Ф. Дженсен: Введение в вычислительную химию . John Wiley & Sons, Чичестер 1999, ISBN 978-0-471-98425-2 .
  • Аттила Сабо, Нил С. Остлунд: Современная квантовая химия: Введение в расширенную теорию электронной структуры, Dover Publications Inc., 1996, ISBN 978-0486691862

веб ссылки