量子化学

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现代化学的新发展，是理论化学的一个重要分文，即用量子力学的基本原理和方法研究化学的一门新型学科。它从分子中电子和原子核的运动变化来研究、揭示原子与分子、分子与分子间相互作用转变的规律，以及微观结构与宏观结构间的关系。其根本的目的在于探讨化学反应的机制和本质。量子化学的主要内容有：(一)量子化学的基础理论，即对量子力学的基本原理和方法、有关计算的研究。(二)分子作用力的研究。(三)分子结构与性能关系的理论阐述。量子化学的重要理论主要有价键理论和分子轨道理论两种。价键理论著眼于原子的核间区，认为二个具有未成对电子的原子，它们的自旋是反向平行的，则能通过电子的配对而结合，这种配对方式就是共价键。一个电子与另一个电子配对后，不再与第三个电子配对。分子轨道理论则强调分子的整体性。认为已成键的分子中电子不局限于原子核之间，而是在整个分子轨道上运行。原子轨道组合成分子轨道时必须遵循以下三个原则：(一)近似原则，即参与成键的原子轨道，其能量越相近，形成的化学键愈稳定。(二)最大重迭原则，是指两个原子化合时，其电子云重迭的程度愈高，形成化学键愈牢固。(三)对称性原则是指化合成键时，只有对称性相同的原子轨道才能组合成分子轨道。对称性原则是这三条原则中最主要的原则，决定了化学键形成的关键。

量子化学为现代化学的多种研究领域提供了重要的理论依据和研究手段，极大地促进了现代化学的发展，从经验性科学向理论性科学过渡。量子化学的研究使探索复杂分子的结构、性质成为可能，为人类进行分子设计，合成并寻找新材料品种开辟了广阔的前景