Techniklexikon

Quantenchemie

Chemie, Physikalische Chemie, quantentheoretische Chemie, Teilgebiet der theoretischen Chemie, in dem die Methoden der Quantenmechanik auf chemische Problemstellungen angewandt werden. Mit Hilfe der Schrödinger-Gleichung werden Energiezustände von Elektronen und deren statistische Verteilung in Atomen und Molekülen entweder mit absoluten (Ab-initio-Methoden) oder mit halbempirischen Näherungsverfahren (Molekülorbitaltheorie, Valenzstrukturtheorie) berechnet. Aus der berechneten Elektronenstruktur lassen sich chemische (Stabilität, Reaktivität) und physikalische (elektrische, magnetische, mechanische) Eigenschaften von Atomen und Molekülen, die Bildung von Molekülen aus Atomen und die spektroskopischen Eigenschaften von Atomen und Molekülen bestimmen. Die Quantenchemie liefert auch die theoretischen Grundlagen zur Erklärung der Bindungsstrukturen und Eigenschaften von Kristallen, Materialien und Werkstoffen (Festkörperphysik) sowie der molekularen Strukturen und Wechselwirkungen, auf denen die Prozesse von lebenden Zellen und Organismen basieren (Biophysik). Eine weitere Aufgabe der Quantenchemie besteht darin, Modellmethoden zu entwickeln (z. B. die Ligandenfeldtheorie).