Theoretische Chemie bemüht sich, Theorien zur Verfügung zu stellen, die chemische Beobachtungen erklären. Häufig verwendet es mathematische und rechenbetonte Methoden, die zuweilen fortgeschrittene Kenntnisse verlangen. Quant-Chemie, die Anwendung der Quant-Mechanik zum Verstehen der Valenz, ist ein Hauptbestandteil der theoretischen Chemie. Andere Hauptbestandteile schließen molekulare Dynamik, statistische Thermodynamik und Theorien von Elektrolyt-Lösungen, Reaktionsnetzen, polymerization und Katalyse ein.

Eine alternative Annäherung

Theoretische Chemie schließt den Gebrauch der Physik ein, um chemische Phänomene zu erklären oder vorauszusagen. In den letzten Jahren hat es in erster Linie aus der Quant-Chemie, d. h., die Anwendung der Quant-Mechanik zu Problemen in der Chemie bestanden. Theoretische Chemie kann in die elektronische Struktur, Dynamik und statistische Mechanik weit gehend geteilt werden.

Im Prozess, das Problem zu beheben, chemische Wiedertätigkeiten vorauszusagen, können diese alle zu verschiedenen Graden angerufen werden. Andere "verschiedene" Forschungsgebiete in der theoretischen Chemie schließen die mathematische Charakterisierung der Hauptteil-Chemie in verschiedenen Phasen (z.B die Studie der chemischen Kinetik) und die Studie der Anwendbarkeit von neueren Matheentwicklungen zu den grundlegenden Gebieten der Studie (z.B zum Beispiel die mögliche Anwendung von Grundsätzen der Topologie zur Studie der elektronischen Struktur) ein. Das letzte Gebiet der theoretischen Chemie wird manchmal mathematische Chemie genannt.

Viel davon kann als rechenbetonte Chemie kategorisiert werden, obwohl sich rechenbetonte Chemie gewöhnlich auf die Anwendung der theoretischen Chemie in einer angewandten Einstellung, gewöhnlich mit einem Annäherungsschema wie bestimmte Typen von post-Hartree-Fock, Dichte funktionelle Theorie, halbempirische Methoden (wie PM3) oder Kraft-Feldmethoden bezieht. Einige chemische Theoretiker wenden statistische Mechanik an, um eine Brücke zwischen den mikroskopischen Phänomenen der Quant-Welt und den makroskopischen Hauptteil-Eigenschaften von Systemen zur Verfügung zu stellen.

Theoretische Angriffe auf chemische Probleme gehen zu den frühsten Tagen zurück, aber bis zur Formulierung der Gleichung von Schrödinger durch den österreichischen Physiker Erwin Schrödinger waren die verfügbaren Techniken ziemlich grob und spekulativ. Zurzeit sind viel hoch entwickeltere theoretische Annäherungen, die auf der Quant-Feldtheorie und dem Nichtgleichgewicht Grüne Funktionstheorie gestützt sind, in der Mode.

Zweige der theoretischen Chemie

Quant-Chemie: Die Anwendung der Quant-Mechanik zur Chemie

Rechenbetonte Chemie: Die Anwendung des Computers codiert zur Chemie

Das molekulare Modellieren: Methoden, um molekulare Strukturen zu modellieren, ohne sich auf die Quant-Mechanik notwendigerweise zu beziehen. Beispiele sind molekulares Docken, Docken des Protein-Proteins, Rauschgift-Design, kombinatorische Chemie.

Molekulare Dynamik: Anwendung der klassischen Mechanik, für die Bewegung der Kerne eines Zusammenbaues von Atomen und Molekülen vorzutäuschen.

Molekulare Mechanik: Das Modellieren intra - und zwischenmolekulare Wechselwirkungspotenzial-Energie erscheint über eine Summe von Wechselwirkungskräften.

Mathematische Chemie: Diskussion und Vorhersage der molekularen Struktur mit mathematischen Methoden, ohne sich auf die Quant-Mechanik notwendigerweise zu beziehen.

Theoretische chemische Kinetik: Die Theoretische Studie der dynamischen Systeme hat zu reaktiven Chemikalien und ihren entsprechenden Differenzialgleichungen verkehrt.

Cheminformatics (auch bekannt als chemoinformatics): Der Gebrauch des Computers und der Informationstechniken, die auf eine Reihe von Problemen im Feld der Chemie angewandt sind.

Nah verwandte Disziplinen

Historisch ist der Hauptanwendungsbereich der theoretischen Chemie in den folgenden Forschungsgebieten gewesen:

• Atomphysik: Die Disziplin, die sich mit Elektronen und Atomkernen befasst.
• Molekulare Physik: Die Disziplin der Elektronen, die die molekularen Kerne und der Bewegung der Kerne umgeben. Dieser Begriff bezieht sich gewöhnlich auf die Studie von Molekülen, die aus einigen Atomen in der Gasphase gemacht sind. Aber einige denken, dass molekulare Physik auch die Studie von Hauptteil-Eigenschaften von Chemikalien in Bezug auf Moleküle ist.
• Physische Chemie und chemische Physik: Chemie hat über physische Methoden wie Lasertechniken nachgeforscht, tunneling Mikroskop usw. scannend. Die formelle Unterscheidung zwischen beiden Feldern ist, dass physische Chemie ein Zweig der Chemie ist, während chemische Physik ein Zweig der Physik ist. In der Praxis ist diese Unterscheidung ziemlich vage.
• Vielkörpertheorie: Die Disziplin, die die Effekten studiert, die in Systemen mit der Vielzahl von Bestandteilen erscheinen. Es basiert auf der Quant-Physik - dem größtenteils zweiten quantization Formalismus - und der Quant-Elektrodynamik.

Folglich wird die theoretische Chemie-Disziplin manchmal als ein Zweig jener Forschungsgebiete gesehen. Dennoch, mehr kürzlich, mit dem Anstieg der Dichte funktionelle Theorie und andere Methoden wie molekulare Mechanik, ist die Reihe der Anwendung zu chemischen Systemen erweitert worden, die für andere Felder der Chemie und Physik wie Biochemie wichtig sind, hat Sache-Physik, Nanotechnologie oder molekulare Biologie kondensiert.

Bibliografie

• Attila Szabo und Neil S. Ostlund, Moderne Quant-Chemie: Einführung in die Fortgeschrittene Elektronische Struktur-Theorie, Veröffentlichungen von Dover; neue internationale Hrsg.-Standardbuchnummer der Ausgabe (1996) 0-486-69186-1, internationale Standardbuchnummer 978-0-486-69186-2
• Robert G. Parr und Weitao Yang, mit der Dichte funktionelle Theorie von Atomen und Molekülen, Wissenschaftsveröffentlichungen von Oxford; zuerst veröffentlicht 1989; internationale Standardbuchnummer 0-19-504279-4, internationale Standardbuchnummer 0-19-509276-7

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