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量子化學(xué)采用了量子力學(xué)的基本原理,研究原子、分子等目標(biāo)體系的電子結(jié)構(gòu)、能量、分子間的相互作用、化學(xué)反應(yīng)等理論的學(xué)科。量子化學(xué)計(jì)算的核心是求解薛定諤 (Schr?dinger)方程,從而獲取體系的分子軌道能級、能量等信息。這些信息為判斷分子間相互作用的活性位點(diǎn)、預(yù)測化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物、設(shè)計(jì)新型藥物和材料等,提供了可靠的理論依據(jù),同時(shí)還可為實(shí)驗(yàn)研究指明可行性方向。
常見的理論方法包括:價(jià)鍵(valence bond, VB)理論、分子軌道(molecular orbital, MO)理論如半經(jīng)驗(yàn)分子軌道理論、從頭算方法、密度泛函理論等。近年來,量子化學(xué)計(jì)算在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,使人們對環(huán)境中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化、歸趨等有了更加深入的認(rèn)識,推動了科學(xué)的發(fā)展。