Квантовая химия

ХИМИЯ
ОРГАНИЧЕСКАЯ
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ

ХИМИЯ
ФИЗИЧЕСКАЯ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ
ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
ЭЛЕКТРОХИМИЯ
КВАНТОВАЯ ХИМИЯ

ИСТОРИЯ
Квантовая химия зародилась
в середине 20-х годов XX столетия.

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Экспериментальный материал нуждался
в интерпретации.

ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЕРНЕРА ГЕЙЗЕНБЕРГА
1926 г.

УРАВНЕНИЕ
ШРЁДИНГЕРА
Уравнение
описывает изменение
в пространстве
и во времени
чистого состояния.

ГИПОТЕЗА
ДЕ БРОЙЛЯ
Дуализм не является особенностью только оптических явлений,
а имеет универсальный характер. Частицы вещества также обладают волновыми свойствами

МЕТОД ХАРТРИ-ФОКА
Дуглас Рейнер Хартри
Владимир Александрович Фок

ТЕОРИЯ ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ

+
относительная простота
помогает легко представить молекулу
описывает неорганическую химию

-
даёт правильное описание в малой области химических соединений
малая предсказательная способность
не даёт магнитных свойств веществ и их геометрию

ГИБРИДИЗАЦИЯ

ТЕОРИЯ ГИЛЛЕСПИ
NH3-sp2 гибридизация?

МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ
Является наиболее универсальным широко используемым методом описания природы химической связи. Этот метод базируется на последних достижениях в области квантовой механики.

МЕТОД ЛИНЕЙНОЙ КОМБИНАЦИИ АТОМНЫХ ОРБИТАЛЕЙ
-ПРОСТЕЙШИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВЫХ ФУНКЦИЙ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙ.

+
даёт геометрию молекулы
объективнее отражает реальность
имеет сильную предсказательную способность, даже без расчёта
предсказывает магнитные свойства молекул
относительная простота математики

-
сложность подбора коэффициента для атомной орбитали
рост сложности расчёта молекул с ростом количества атомов

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭФФЕКТЫ
-смещение электронной плотности в молекуле, ионе или радикале под влиянием заместителей.

ИНДУКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ
-эффект переноса электронной плотности вдоль сигма связей.

МЕЗОМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ
-эффект переноса электронной плотности вдоль пи связей.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Для направленного создания материалов с заданными электрическими и магнитными свойствами.

Для описания свойств и поиска новых материалов для наноэлектроники и наномедицины.

Для расчета моделей биологических мембран, моделирования работы мышцы и т.д. в молекулярной биологии.

В медицине: возможность предсказать, как лекарства будут влиять на людей, основываясь на их генетике.
ПЕРСПЕКТИВЫ

Переход от экспериментов к компьютерному моделированию.