Quantenchemie

Die Quantenchemie ist die Anwendung der Quantenmechanik auf chemische Problemstellungen.

Die Beschreibung des elektronischen Verhaltens von Atomen und Molekülen und dessen Wirkung auf deren Reaktionsfähigkeit ist eine Anwendung der Quantenchemie.

Quantenmechanische Untersuchungen an Atomen werden als Grenzlinie zwischen Chemie und Physik angesehen und nicht zwingend der Quantenchemie zugeordnet. Zu einer der ersten quantenchemischen Berechnungen kann das Wasserstoff-Molekül gezählt werden, welches 1927 von den deutschen Wissenschaftlern Walter Heitler und Fritz London untersucht wurde. Die von Heitler und London entwickelte Methode wurde von den amerikanischen Chemikern John C. Slater und Linus Pauling zu der Valence-Bond (VB) (oder Heitler-London-Slater-Pauling, HLSP) Methode erweitert. In diesem Verfahren wird der Fokus auf die Betrachtung der paarweisen Wechselwirkung zwischen Atomen gelegt, und passt somit gut zu der klassischen Betrachtung der chemischen Bindung.

Eine alternative Annäherung an die Natur der chemischen Bindung wurde von Friedrich Hund und Robert S. Mulliken entwickelt, die Elektronen als delokalisiert in Form mathematischer Funktionen beschreibt. Die als Hund-Mulliken - oder verbreiteter - als Molecular Orbital (MO) Methode bezeichnete Beschreibung ist für den klassischen Chemiker weniger intuitiv. Über mathematische Näherungsverfahren sind mit beiden Ansätzen Vorhersagen über stoffliche Eigenschaften möglich, wobei der MO-Ansatz hier der bei weitem gebräuchlichere ist.

Die Anwendbarkeit der Quantenchemie in Form von Computerberechnungen findet sich unter Computerchemie.

Einige weiterführende Thematiken in der Quantenchemie sind:

• die Born-Oppenheimer-Näherung
• Hartree-Fock-Methode (SCF-Verfahren (SCF: self-consistent field))
• Dichtefunktionaltheorie

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Außer den oben genannten Personen sind weitere für die Entwicklung der Quantenchemie von Bedeutung:

• Erich Hückel
• Hans Hellmann
• Rudolph Pariser
• Robert G. Parr
• John Pople
• Henry Eyring (Eyring-Theorie)
• Reinhart Ahlrichs

Siehe auch

• Theoretische Chemie
• Computerchemie

Weblinks

• QMC@home BOINC-Projekt (Verteiltes Rechnen) der Uni Münster zur Quanten-Monte-Carlo-Methode

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