Kimia kuantike

Kimia kuantike, e quajtur edhe mekanika kuantike molekulare, është një degë e kimisë fizike e fokusuar në zbatimin e mekanikës kuantike në sistemet kimike, veçanërisht në drejtim të llogaritjes kuantike-mekanike të kontributeve elektronike në vetitë fizike dhe kimike të molekulave, materialeve dhe tretësirave në nivel atomik.  Këto përllogaritje përfshijnë përafrime të aplikuara në mënyrë sistematike që synojnë t'i bëjnë llogaritjet të realizueshme nga pikëpamja llogaritëse, ndërkohë që ende të kapin sa më shumë informacion në lidhje me kontributet e rëndësishme në funksionet e valëve të llogaritura, si dhe për vetitë e vëzhgueshme si strukturat, spektrat dhe vetitë termodinamike . Kimia kuantike merret gjithashtu me llogaritjen e efekteve kuantike në dinamikën molekulare dhe kinetikën kimike.

Kimistët mbështeten shumë tek spektroskopia përmes së cilës mund të merret informacion në lidhje me kuantizimin e energjisë në një shkallë molekulare. Metodat e zakonshme janë spektroskopia me infra të kuqe (IR), spektroskopia e rezonancës magnetike bërthamore (NMR) dhe mikroskopia e sondës skanuese . Kimia kuantike mund të zbatohet për parashikimin dhe verifikimin e të dhënave spektroskopike, si dhe të të dhënave të tjera eksperimentale..

Shumë studime të kimisë kuantike janë fokusuar në gjendjen bazë elektronike dhe gjendjet e ngacmuara të atomeve dhe molekulave individuale, si dhe studimin e rrugëve të reagimit dhe gjendjeve kalimtare që ndodhin gjatë reaksioneve kimike . Mund të parashikohen edhe vetitë spektroskopike. Në mënyrë tipike, studime të tilla supozojnë se funksioni i valës elektronike është adiabatikisht i parametrizuar nga pozicionet bërthamore (dmth., përafrimi Born-Oppenheimer ). Përdoren një shumëllojshmëri të gjerë qasjesh, duke përfshirë metodat gjysmë empirike, teorinë funksionale të densitetit, llogaritjet Hartree-Fock, metodat kuantike Monte Carlo dhe metodat e grupimit të çiftëzuar .

Kuptimi i strukturës elektronike dhe dinamikës molekulare përmes zhvillimit të zgjidhjeve llogaritëse të ekuacionit të Shrodingerit është një qëllim qendror i kimisë kuantike.