分子模拟之量子化学
量子化学关注的是电子，体现的是依赖电子分布的性质，特别适用于研究化学键的形成和断裂。量子力学伴随着第一代计算机的出现就涉足了诸多研究领域，今天我们用到的不同量子力学方法都是前辈们持续不断地在理论和方法上发展的成果。早期量子力学的应用还仅限于原子，或者高度对称的体系，现在借助计算机的发展，量子力学已经可以能够处理真实、实验工作者更感兴趣的实际体系。
化学的研究对象是归根结底是电子、原子核等微观物理间的相互作用，而微观物体的运动规律就是在20世纪30年代发展起来的量子力学。量子化学方法就是用量子力学的理论和方法来研究化学问题。由于量子力学是微观化学物质所遵循的根本规律，所以量子化学是整个化学学科的理论基础。
目前量子化学的理论和计算已经深入到化学学科的各个分支，例如：（1）物理化学。获取分子的各种热力学函数，如熵、焓和自由能等；得到分子构型和性质，如键角、键长、偶极矩、转动势垒、异构化能等；计算化学反应的速率常数；解释分子间相互作用以及分子和固体中的成键情况。（2）有机化学。预测分子的相对稳定性；研究化学反应的中间体；计算反应势垒、研究反应机理。（3）分析化学。了解和解释各种光谱，计算各种光谱的频率的强度。（4）无机化学。预测过渡金属络合物的性质等。（5）生物化学。研究生物分子，计算生物大分子对的构型和构想，研究生物分子的相互作用，例如酶和底物的相互作用等。随着计算机技术的发展，量子化学计算的精度也日益精密。对于较小的体系，量子化学计算的精度已经达到或超过了实验精度。
随着量子化学和计算化学的发展以及计算机技术的进步，我们可以把量子化学的发展，简略地描述为下图所示的历程。
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材料设计与器件模拟
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