kvantinė chemija

kvántinė chèmija, mokslas, kvantinės mechanikos įvaizdžiais ir metodais tiriantis cheminių junginių sandarą, cheminio ryšio prigimtį, molekulių sąveikos jėgas ir reaktyvumą. Kvantinė chemija leidžia apskaičiuoti elektronų energiją ir jų pasiskirstymą molekulėje, bendrą molekulės energiją, atomų ryšio tvirtumą molekulėje, molekulių sąveikos energiją ir kartu nusakyti molekulių elektrines, magnetines savybes, atskirų molekulės dalių reaktyvumą. Kvantinė mechanika, remdamasi Schrödingerio lygtimi, Paulio principu ir fizikinėmis konstantomis, gali tiksliai apskaičiuoti elektronų, atomų ir molekulių savybes tik 3 dalelių (vienelektroninės sistemos) atveju, todėl daugiaelektroninės sistemos nagrinėjamos apytiksliais skaičiavimo metodais. Praktikoje naudojamasi ligandų lauko teorija, t. p. valentinių ryšių ir molekulinių orbitalių metodais. Valentinių ryšių, arba lokalizuotųjų porų, metodas (1927 sukūrė Walteris Heinrichas Heitleris ir Fritzas Wolfgangas Londonas, patobulino Johnas Clarkeʼas Slateris ir L. Paulingas) remiasi įvaizdžiu, kad kiekvienas cheminį ryšį sudarančios poros elektronas yra surištas arba su vienu, arba su kitu branduoliu, t. y. atominės orbitalės beveik visiškai išsaugo savo individualumą, o molekulinė orbitalė sudaroma iš atskirų atominių orbitalių kombinacijos. Ligandų lauko teorija (1929 sukurta remiantis H. A. Bethe’s kristalų lauko teorija) aiškina kompleksinių junginių sandarą; pagal ją, kompleksiniai junginiai susidaro dėl elektrostatinės sąveikos tarp centrinio jono ir jį supančių ligandų (jonų ar dipolinių molekulių), taigi tariama, kad vietoj kovalentinio ar koordinacinio ryšio yra joninis ryšys. Pagrindinis kvantinės chemijos metodas – orbitalių metodas (1931–32 sukūrė Friedrichas Hermannas Hundas, R. A. Millikanas, Erichas Hückelis ir kiti). Kiekvienas elektronas juda visų kitų elektronų ir visų branduolių efektyviajame lauke, molekulinės orbitalės sudaromos kaip tiesinė atominių orbitalių kombinacija. Molekulinė orbitalė, kurios elektronų tankis tarp branduolių padidėjęs, vadinama rišančiąja, kurios sumažėjęs – skiriančiąja. Kiekvienas apytikslis kvantinės chemijos metodas grindžiamas savitomis idėjomis ir specialiu matematiniu aparatu. Kvantinės chemijos kiekybinių skaičiavimų padaugėjo 20 a. pabaigoje–21 a. pradžioje sukūrus tikslesnį matematinį aparatą (patobulinus Hartree ir Focko metodą), atradus naujų būdų įvairių tipų molekuliniams (policentriniams) integralams skaičiuoti. Kvantinės chemijos pradžia laikomi 1927, sąvoką 1937 pirmasis pavartojo Hansas Gustavas Adolfas Hellmannas (Vokietija).