Zero photon
**شیمی کوانتومی** (به انگلیسی: Quantum chemistry) رشته‌ای از شیمی است که تمرکز اولیه آن بر روی کاربرد مکانیک کوانتومی در مدل‌های فیزیکی و آزمایش‌های سیستم‌های شیمیایی می‌باشد. در اواخر قرن ۱۷ میلادی، نیوتن قوانین مکانیک کلاسیک برای حرکت اجسام ماکروسکوپی را کشف کرد. در اوایل قرن بیستم میلادی فیزیکدانان دریافتند که حرکت ذرات کوچک مثل هستهٔ اتم‌ها و الکترون‌ها را نمی‌توان با قوانین مکانیک کلاسیک توجیه کرد و از این رو توجیه حرکت این ذرات با مجموعه‌ای از قوانین به نام مکانیک کوانتومی انجام پذیرفت. شیمی کوانتومی قوانین مکانیک کوانتومی را در مسایل مربوط به شیمی مورد استفاده قرار می‌دهد.
تأثیرات شیمی کوانتومی در تمامی زیرشاخه‌های شیمی محسوس است.
البته لازم به ذکر است رشته‌ای به نام «شیمی کوانتم» به شکل مستقل وجود ندارد ودرحقیقت این عنوان،یک گرایش رسمی درگروه شیمی نیست بلکه یک مبحث از رشته اصلی «فیزیک کوانتمی» می‌باشد.

شیمی‌فیزیکدانان از شیمی‌کوانتومی (به همراه ترمودینامیک آماری) برای محاسبهٔ خواص ترمودینامیکی گازها، توضیح طیف‌های مولکولی و نیز بدست آوردن تجربی برخی از خواص مولکول (مانند طول و زاویه پیوندها، ممان دوقطبی، تفاوت انرژی در صورتبندی‌های متفاوت و…) استفاده می‌کنند.ودرحقیقت فیزیکدان کوانتمی محسوب میشوند.شیمی‌آلی دانان از این علم به منظور تعیین پایداری مولکول‌ها، محاسبهٔ حد واسط واکنش‌ها، تحقیق مکانیزم انجام واکنش‌ها، پیش‌بینی خواص آروماتیکی ترکیبات و توجیه طیف‌های NMR استفاده می‌کنند. شیمی‌تجزیه‌دانان به‌طور گسترده از روش‌های طیف‌بینی استفاده می‌کنند. فرکانس‌ها و شدت خطوط طیفی به سادگی می‌توانند با شیمی‌کوانتومی درک و توجیه شوند. موارد استفادهٔ دیگر برای آن‌ها توضیح مکانیزم واکنش‌های الکتروشیمیایی است. شیمی‌معدنی‌دان‌ها از نظریه میدان لیگاند، و روش‌های تقریبی مکانیک کوانتومی برای توجیه خواص و انتقالات الکترونی در کمپلکس‌های فلزات واسطه استفاده می‌کنند.

هر چند که اندازهٔ بزرگ مولکول‌های زیستی استفاده از محاسبات کوانتومی را برای آن‌ها دشوار می‌سازد اما زیست‌شیمی‌پیشه‌ها به‌طور روزافزون از مطالعات کوانتومی بهره می‌برند. به خصوص در زمینهٔ پیوند بین آنزیم و سوبسترا و حلال‌پوشی مولکول‌های زیستی.

ساختار الکترونیکی
-----------------

### نظریه پیوند ظرفیت

مقالهٔ اصلی: نظریه پیوند ظرفیت
یکی از دو نظریه بنیادین مکانیک کوانتومی برای توصیف پیوند شیمیایی است. این نظریه، چگونگی درهم‌آمیزی اوربیتال‌های اتمی در یک اتم مجزا را در هنگام شکل‌گیری یک مولکول بیان می‌دارد. در مقابل، نظریه اوربیتال مولکولی اوربیتال‌ها را در سراسر یک مولکول تسری می‌دهد.

### نظریه اوربیتال مولکولی

مقالهٔ اصلی: نظریه اوربیتال مولکولی
روشی برای مشخص‌کردن ساختار مولکولی است که در آن الکترون وابسته به یک پیوند خاص در نظر گرفته نمی‌شود، بلکه تمامی الکترونها به صورت مجموعه‌ای در تمامی مولکول در نظر گرفته می‌شود که در اثر کنش با هسته‌های اتم‌ها، در سرتاسر مولکول در حرکتند. در این تئوری، اوربیتال‌های مولکولی از اوربیتال‌های اتمی ساخته می‌شوند و تابع موج اوربیتال مولکولی ψf به صورت سری زیر از جمع اوربیتال‌های اتمی χi نوشته می‌شود:

{\displaystyle \psi \_{j}=\sum \_{i=1}^{n}c\_{ij}\chi \_{i}}

که در آن ضریب‌های cij نشانگر وزن هر اوربیتال اتمی، در اوربیتال مولکولی‌ست و مقدارشان با جایگذاری رابطه بالا در معادله شرودینگر و بکاربردن اصل دگرگونی بدست می‌آید (ببینید:روش هوکل). این روش ترکیب خطی اوربیتال‌های اتمی نام دارد. تئوری اوربیتال مولکولی را می‌توان تئوری‌ای در مقابل تئوری پیوند ظرفیت دانست.

### نظریه تابع چگالی

مقالهٔ اصلی: نظریه تابعی چگالی
نظریه‌ای در چارچوب مکانیک کوانتومی برای بررسی ساختار الکترونی مواد در سیستم‌های بس ذره‌ای است. در این نظریه، با معرفی تابعی جهان شمول انرژی و وردش‌گیری از آن، ویژگی‌های الکترونی ماده (در اینجا چگالی الکترون) بدست می‌آید.

این نظریه ریشه در مدل توماس-فرمی دارد، و بر پایه دو قضیهٔ هوهنبرگ-کوهن بنا شده‌است. توضیح پدیده‌هایی مانند نیروهای بین‌مولکولی، به ویژه نیروی واندروالسی، نوار ممنوعه در نیمه‌رساناها، انتقال بار در حالت برانگیخته و… با این روش به‌طور کامل امکان‌پذیر نیست و پژوهش برای ایجاد تغییراتی که این محدودیت‌ها را از بین ببرند ادامه دارد.

جستارهای واوبسته
----------------

* فیزیک اتمی
* شیمی محاسباتی
* فیزیک ماده چگال
* مدل‌سازی مولکولی
* شیمی‌فیزیک
* فیزیک نظری

منابع
-----

1. 1 2  ویکی‌پدیای انگلیسی

Wikipedia contributors, "Quantum chemistry," Wikipedia, The Free Encyclopedia,  (accessed March 6, ۲۰۰۸).

درگاه‌ها:دانششیمی

| * ن
* ب
* و
شاخه‌های شیمی |
| --- |
| 
* فهرست ترکیب‌های آلی
* فهرست زیست‌مولکول‌ها
* فهرست ترکیب‌های معدنی
* جدول تناوبی

 |
| شیمی‌فیزیک | 
* الکتروشیمی
* ترموشیمی
* ترمودینامیک شیمیایی
* علم سطح
* شیمی کلوئیدی
	+ میکرومریتیک
* سرماشیمی
* آواشیمی
* طیف‌بینی
* شیمی ساختاری / بلورنگاری
* فیزیک‌شیمی
* سینتیک شیمیایی
	+ فموتوشیمی
* شیمی کوانتومی
	+ شیمی چرخش
* فوتوشیمی

 |
| شیمی آلی | 
* زیست‌شیمی
* شیمی بیوارگانیک
* زیست‌شناسی شیمیایی
* شیمی بالینی
* شیمی اعصاب
* شیمی زیست‌فیزیکی
* زیست‌شناسی مولکولی
* شیمی فضایی
* شیمی آلی فیزیکی
* واکنش آلی
* آنالیز سنتز برگشتی
* سنتز نامتقارن
* سنتز جامع / نیمه سنتز
* شیمی دارویی
* شیمی فولرن
* شیمی بسپار
* پتروشیمی

 |
| شیمی معدنی | 
* کمپلکس شیمیایی
* شیمی مغناطیسی
* شیمی آلی فلزی
* شیمی معدنی زیستی
* شیمی بیو ارگانومتالیک
* شیمی معدنی فیزیکی
* شیمی خوشه‌ای
* بلورنگاری
* شیمی حالت جامد
* متالورژی
* شیمی سرامیک
* علم مواد

 |
| شیمی تجزیه | 
* تجزیه دستگاهی
* روش الکتروتجزیه‌ای
* طیف‌بینی
	+ طیف‌بینی فروسرخ
	+ طیف‌سنجی رامان
	+ طیف‌سنجی مرئی-فرابنفش
	+ طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته‌ای
* طیف‌سنجی جرمی
	+ یونش الکترونی
	+ طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی
	+ واجذب-یونش لیزری به کمک ماتریس
* فرایند جداسازی
* کروماتوگرافی
	+ کروماتوگرافی گازی
	+ کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا
* فموتوشیمی
* بلورنگاری
* مشخصه‌یابی

 |
| دیگر | 
* شیمی هسته‌ای
	+ پرتو شیمی
	+ شیمی اکتینید
* کیهان‌شیمی / اخترشیمی
* زمین‌شیمی
* شیمی محیط زیست
	+ شیمی جو
	+ شیمی اقیانوس
* شیمی خاک‌رس
* کربوشیمی
* پتروشیمی
* شیمی خوراک
	+ شیمی کربوهیدرات
* شیمی کشاورزی
* آموزش شیمی
	+ شیمی غیرحرفه‌ای
* شیمی پنهان
* شیمی قانونی
	+ نکروشیمی
* نانوشیمی
	+ شیمی فراذره‌ای
* سنتز شیمیایی
	+ شیمی سبز
	+ کلیک شیمی
	+ شیمی ترکیبی
* شیمی محاسباتی
	+ شیمی ریاضیاتی
* شیمی نظری
* شیمی تر

 |
| همچنین ببینید | 
* تاریخ شیمی
* جایزه نوبل شیمی
* شیمی در گذر زمان
	+ کشف عناصر شیمیایی
* «دانش بنیادی»
* واکنش شیمیایی
	+ فروکافت
* عنصر شیمیایی
* ترکیب شیمیایی
* اتم
* مولکول
* یون
* پیوند شیمیایی

 |
| 
* رده
* **انبار**
* درگاه
* ویکی‌پروژه

 |

| * ن
* ب
* و
مکانیک کوانتومی |
| --- |
| پیش زمینه | 
* Introduction
* تاریخ مکانیک کوانتومی
	+ timeline
* مکانیک کلاسیک
* نظریه کوانتومی قدیمی
* Glossary

 |
| اصول | 
* نشان‌گذاری برا-کت
* اصل مکملیت
* ماتریس چگالی
* تراز انرژی
	+ حالت پایه
	+ حالت برانگیخته
	+ تبهگنی انرژی
* درهم‌تنیدگی کوانتومی
* هامیلتونی (مکانیک کوانتومی)
* تداخل امواج
* ناهمدوسی کوانتمی
* اندازه‌گیری در مکانیک کوانتومی
* Nonlocality
* حالت کوانتومی
* برهم‌نهی کوانتومی
* تونل‌زنی کوانتومی
* Scattering theory
* Symmetry in quantum mechanics
* اصل عدم قطعیت
* تابع موج
	+ فروریزش تابع موج
	+ دوگانگی موج و ذره

 |
| فرمولبندی‌ها | 
* فرمول‌بندی‌ها
* تصویر هایزنبرگ
* Interaction
* مکانیک ماتریسی
* تصویر شرودینگر
* فرمول‌بندی انتگرال مسیر
* فرمول‌بندی فضای فاز

 |
| معادلات | 
* معادله دیراک
* معادله کلاین-گوردون
* معادله پائولی
* فرمول ریدبرگ
* معادله شرودینگر

 |
| تفاسیر | 
* تفسیرهای مکانیک کوانتومی
* Bayesian
* Consistent histories
* تفسیر کپنهاگی
* مکانیک بوهمی
* تعبیر هنگردی
* تئوری متغیر پنهان
* دنیاهای چندگانه
* Objective collapse
* منطق کوانتومی
* Relational
* مکانیک کوانتومی تصادفی
* Transactional

 |
| آزمایشات | 
* Afshar
* نامعادله بل
* آزمایشگاه اتم سرد
* آزمایش دیویسون گرمر
* آزمایش دوشکاف
* آزمایش فرانک–هرتز
* تداخل‌سنج ماخ-زندر
* بمب خنثی‌کن الیتزور فایدمن
* آزمایش پوپر
* پاک‌کن کوانتومی
	+ انتخاب تاخیردار
* گربه شرودینگر
* آزمایش اشترن-گرلاخ
* آزمایش انتخاب تاخیردار ویلر

 |
| برنامه‌های کاربردی | 
* زیست‌شناسی کوانتومی
* شیمی کوانتومی
* آشوب کوانتومی
* رایانه کوانتومی
	+ timeline
* رمزنگاری کوانتومی
* نورشناخت کوانتومی
* Quantum machine
* ذهن کوانتومی
* نورشناخت کوانتومی
* Quantum information science
* Quantum technology

 |
| ضمیمه‌ها | 
* مکانیک آماری کوانتومی
* مکانیک کوانتومی نسبیتی
* نظریه میدان‌های کوانتومی
	+ history
* گرانش کوانتومی
* Fractional quantum mechanics

 |

|  |  |
| --- | --- |
| داده‌های کتابخانه‌ای: کتابخانه‌های ملی ویرایش در ویکی‌داده | 
* آلمان
* اسرائیل
* ایالات متحده آمریکا
* لتونی
* ژاپن
* جمهوری چک

 |