量子化学的应用1.doc

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1、目录摘要………………………………………………………………………………2关键词………………………………………………………………………………2Abstract……………………………………………………………………………2Keywords………………………………………………………………………2引言…………………………………………………………………………………21.量子化学的发展史…………………………………………………………22.量子化学的应用…………………………………………………………42.1在有机金属材料中

2、的应用……………………………………………………42.2在生物化学中的应用…………………………………………………………52.3在基础化学研究中的应用…………………………………………………52.4在非线性光学材料中的应用……………………………………………63.前景………………………………………………………………………………64.参考文献…………………………………………………………………………6量子化学的应用姓名：王志雷学号：20085051087学院：化学化工学院专业：化学指导老师：王岩职称：教授摘要：本

3、文介绍了量子化学的发展史，论述了量子化学在材料科学、能源研究、生物史分子体系研究方面的应用，总结了常用的量子化学计算方法和量子化学理论，对量子化学的发展具有较大的指导意义.关键词：量子化学；应用；前景。Abstract:Thispaperintroducesthehistoryofquantumchemistry,discussesthequantumchemistryinmaterialsscience,energyresearch,biologicalmoleculessystemresearch

4、history,summarizestheapplicationofquantumchemistrycommoncalculationmethodsandtheoryofquantumchemistry,thedevelopmentofquantumchemistryhasgreatsignificance.Keywords:quantumchemistry;computationalmethod;perspective.引言：量子化学是理论化学的一个分支学科，是应用量子力学的基本原理和方法，研究化学

5、问题的一门基础科学。目前，量子化学已被广泛应用于化学的各个分支以及生物、医药、材料、环境、能源、军事等领域，取得了丰富的理论成果，并对实际工作起到了很好的指导作用。量子化学可分基础研究和应用研究两大类，基础研究主要是寻求量子化学中的自身规律，应用研究是利用量子化学方法处理化学问题，用量子化学的结果解释化学现象。1、量子化学的发展史1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出黑体辐射能量分布公式

6、，成功地解释了黑体辐射现象。1905年，爱因斯坦引进光量子(光子)的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。1913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量这个理论虽然有许多成功之处，但对于进一步解释实验现象还有许多困难。在人

7、们认识到光具有波动和微粒的二象性之后，为了解释一些经典理论无法解释的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出微观粒子具有波粒二象性的假说。德布罗意认为：正如光具有波粒二象性一样，实体的微粒(如电子、原子等)也具有这种性质，即既具有粒子性也具有波动性。这一假说不久就为实验所证实。由于微观粒子具有波粒二象性，微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律，描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时，它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。

8、量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。在量子力学中，粒子的状态用波函数描述，它是坐标和时间的复函数。为了描写微观粒子状态随时问变化的规律，就需要找出波函数所满足的运动方程。这个方程是薛定谔在1926年首先找到的，被称为薛定谔方程。当微观粒子处于某一状态时，它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值，而具有一系列可能值，每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时，力学量具有某一可能值的几率也