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化学
化学研究物质的性质、组成、结构和变化的科学。中国古代在陶瓷、染色、酿造、造纸、火药等化学工艺方面成就杰出。
化學的早期歷史主要都是與金屬的提取和處理有關。2000年前，人類己廣泛使用金，銀，汞(水銀)，銅，鐵和青銅。
中国古代的炼丹术，西方古代的炼金术，就部分含有化学的雏形，并对近代化学的形成、发展有重大意义。
1800年裏(公元前300-1500年)，煉金術士的主要興趣是將一些便宜的金屬轉化成黃金。跟着的一百年是醫療化學的世紀,因為那時候化學家主要的工作是製造藥物。
古化學家收集了很多不同物質的資料。但是化學的發展到了16世紀還是很慢。在17世紀出現了好幾位大化學家，其中之一是罗伯特·波义耳，他被尊崇為化學之父。
在這之後，很多新發現一個接着一個的出現。到了1850年，化學己與現在所熟知的甚為相似。
当前的化学已从改造天然物质、仿制天然物质向设计功能物质方向迈进。在分子水平上设计制造具有直接功能（如：分辨功能、记忆功能）的材料已不是空想。
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Category:化学Category:自然科学
als:Chemie
ja:化学
ko:화학
ms:Kimia
simple:Chemistry
th:เคมี
陶瓷陶瓷材料，大多是氧化物、氮化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有泥土、水泥、玻璃等。陶瓷材料一般硬度较高，但塑性较差。
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Category:材料
ja:セラミックス
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金屬
金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、传热等性质的物质。
金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。
在自然界中，极大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、铜、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。
属于金属的物质有金、银、铜、铁、锰、锌等。在一大氣壓及25摄氏度的常温下，除汞外，其他金属都是固体。大部分的金屬是銀灰色，只有少數不是，如銅是暗紅色的。
由於金屬的電子傾向失去，因此有良好的導電性，但溫度越高時因為受到了原子核的熱震盪阻礙，電阻將會變大。
金屬之間的連結是金屬鍵(:en:Metallic bond)，因此隨意更換位置都可再重新建立連結，這也是金屬伸展性良好的原因。
金属元素在化合物中通常只显正价。
金属分类
金属的分类各界不同，大致上可分为科学界及工业界二种分类法。
科学上的分类法
依元素周期表，金属可分为以下各类。
工业上的分类法
工业界的分类并不严谨。甚至存有错误。
金属晶体内的自由电子与金属性质的关系
金属具光泽、富有延展性、容易导电、利于传热。
金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。
在金属晶体中具有中性原子，金属阳离子与自由电子。自由电子可在整个晶体中自由移动。
具光泽
当光线照射到金属表面时，自由电子吸收所有频率的可见光，然后很快的发射出大部分所吸收的可见光。
这也是因为绝大多数金属呈银白色，钢灰色光泽的原因。
金属在粉末状态时，由于晶体排列不规则，可见光被自由电子吸收后难以发射出去，是以金属粉末一般呈暗灰色或灰色。
少数金属的粉末会保持原来的颜色及光泽，例如：金、鋁。
导电性强
自由电子在金属晶体中作不规则的运动，在外电场的作用下，自由电子会做定向移动，形成电流，此乃金属导电性强之因。
导热性好
当金属的一部分受热时，受热部分的自由电子能量增加，运动加剧，不断与金属离子碰撞而交换能量，把热从一部分传向各整体，此乃金属导热性好之因。
延展性良
金属受外力时，金属晶体内某一层金属原子及离子与另一层的金属原子及离子发生相对滑动，由于自由电子的运动，各层间仍保持着金属键的作用力，此乃金属延展性良之因。
金属之最
Category:化学元素
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- 合金
Category:无机化学
category:金属材料
Category:化学元素
ja:金属
ko:금속
simple:Metal
th:โลหะ
水銀
汞是一种化学元素，俗稱水銀(汞亦可寫作銾)，化学符号Hg，原子序数80，是種重身、銀白色的液態過渡金属。因為這種特性，水銀被用來製作溫度計。
特性
汞导热性能差，而导电性能良好。
汞容易与大部分普通金属形成合金，包括金和银，但不包括铁。这些合金统称汞合金(或汞齊)。
汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。一般汞化合物的化合价是+1或+2，+3价的汞化物很少有。
商業上有關汞的交易，通常以一“燒瓶”的容量作單位，約重34.5公斤。
應用
汞最常用的应用是制造工业用化学药物以及在电子或电器产品中获得应用。汞还被用在温度计中，尤其是在测量高温的温度计中。除此之外汞还被用在：
- 汞可以将金从其矿物中分解出来，因此经常被用在金矿中。
- 汞还被用在气压计和扩散泵等仪器中。
- 汞的三相点是-38.8344 °C，它是一个温度的标准点。
- 气态汞被用在汞蒸气灯中。
其它用途：水银开关、杀虫剂、牙医用的汞齐、生产氯和氢氧化钾的过程中、防腐剂、在一些电解设备中充当电极、电池和催化剂。
歷史
中国人和印度人很早就知道汞了。在前1500年的埃及墓中也找到了汞。前500年左右它和其他金属一起用来生产汞齐。古希腊人将它用在墨水中，古罗马人将它加入化妆品。炼金术士以为所有的物质都是由汞组成的，假如他们能将汞固体化，汞就会化为金。
18世纪和19世纪中汞被用来将做毡帽的动物皮上的毛去掉，这在许多制帽工人中导致了脑损伤。
在西方，炼金术士用罗马神使墨丘利来命名它，它的化学符号Hg来自拉丁词hydrargyrum，这是一个人造的拉丁词，其词根来自希腊文hydrargyros，这个词的两个词根分别表示“水”（Hydro）和“银”（argyros）。炼金术士给汞的符号是☿。
来源
汞是地壳中相当稀少的一种元素，极少数的汞在自然中以纯金属的状态存在。朱砂（HgS）、氯硫汞矿、硫锑汞矿和其它一些与朱砂相连的矿物是汞最常见的矿藏。大约世界上50%的汞来自西班牙和意大利，其他主要产地是斯洛维尼亚、俄罗斯和北美。朱砂在流动的空气中加热后汞可以还原，温度降低后汞凝结，这是生产汞的最主要的方式。
化合物
汞的常見化合物有：
- 氯化亚汞（HgCl），又称甘汞，有时还在医学中被应用。
- 氯化汞（HgCl2），是一种腐蚀性极强的剧毒物品。
- 雷酸汞经常被用在爆炸品中。
- 硫化汞：又名硃砂，是一種很高質素的顏料，常用於印泥。硃砂也是一種礦石中藥材，也是道士鍊丹的一種常用材料。
汞的有机化合物也很重要。甲基水银是一种经常在河流或湖泊中被发现的很危险的污染物。
实验发现在电弧中惰性气体可以与汞蒸气反应。这些化合物（HgNe、HgAr、HgKr和HgXe）以范德华力相连。
同位素
汞有七种稳定的同位素，其中最丰富的是Hg-202（26.86%），寿命比较长的放射性同位素有Hg-194（半衰期444年）和Hg-203（半衰期46.612天），其他放射性同位素的半衰均小于一天。
注意
纯汞是有毒的，但它的化合物和盐的毒性非常高，口服、吸入或接触后可以导致脑和肝的损伤。因此，今天的温度计大多数使用酒精取代汞。一些医用温度计仍然使用汞是因为它的精确度高。
在标准气压和温度下，纯汞最大的危险是它很容易氧化而产生氧化汞，氧化汞容易形成小颗粒从而加大它的表面面积。
虽然纯汞比其化合物的毒性低，但它依然是一种很危险的污染物因为它在生物体内会形成有机化合物。
最危险的汞有机化合物是C2H6Hg，仅数微升接触在皮肤上就可以致死。
汞是一种可以在生物体内积累的毒物，它很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。水俣病是汞中毒的一种。汞破坏中枢神经组织，对口、粘膜和牙齿有不利影响。长时间暴露在高汞环境中可以导致脑损伤和死亡。尽管汞的沸点很高，但在室内温度下饱和的汞蒸气已经达到了中毒计量的数倍。
因此在操作汞时要特别小心。盛汞的容器要特别防止它溢出或蒸发，加热汞一定要在一个通风和过滤良好的罩子下进行。此外，有些汞的化合物会自动还原为纯汞，而纯汞则会蒸发，这往往会被忽视。
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ja:水銀
ko:수은
ms:Raksa
simple:Mercury (element)
th:ปรอท
炼金术炼金术是中世纪的一种化学哲学的思想和实践，是当代化学的雏形。其目标是将一些基本金属转变为黃金(gold)，制造万灵药及制备长生不老药。现在的科学表明这种方法是行不通的。但是直到19世纪之前，炼金术尚未被科学证据所否定。包括牛顿在内的一些著名科学家都曾进行过炼金术尝试。近代化学的出现才使人们对炼金术的可能性产生了怀疑。
西方的炼金术
牛顿
早期的炼金术者的生活时代是从公元一世纪到五世纪。西方最早的炼金术著作是委託德谟克里特的名字写的（约公元100年）。西方炼金术认为金属都是活的有机体，逐渐发展成为十全十美的黄金。这种发展可加以促进, 或者用人工仿造。所采取的手段是把黄金的形式或者灵魂隔离开来，使其转入贱金属；这样贱金属就会具有黄金的形式或特征。金属的灵魂或形式被看作是一种灵气，主要是表现在金属的颜色上。因此贱金属的表面镀上金银就被当作是炼金术者所促成的转化。
炼金术者所采用的一个相当普遍的方法是把四种贱金属铜、锡、铅、铁熔合，获得一种类似合金的物质。然后使这种合金表面变白，这样就赋给它一种银的灵气或者形式。接着再给它加进一点金子作为种籽或发酵剂使全部合金变为黄金。最后再加一道手续，或者把表面一层的贱金属蚀刻掉，留下一个黄金的表面，或者用硫磺水把合金泡过，使它看上去有点象青铜那样，这样转变就完成了。
另一种为早期炼金术者加以广泛传播的思想，是一种更原始的观念，即金属是两性生殖的产物，金属本身就有雌雄之分。这种观念在伊斯兰教和中古炼金术里的地位比较重要。
自公元12世纪起，基督教盛行的西方开始翻译阿拉伯和希腊著作，包括炼金术文献。希腊炼金术对欧洲的影响远不及经过了系统化的阿拉伯炼金术所产生的影响。炼制黄金是欧洲炼金术的主要目标。欧洲学者根据伊斯兰炼金术的理论，作了大量实验。虽然不可能成功，但为化学的发展与出现积累了大量知识。
伊斯兰的炼金术
伊斯兰炼金术体现了一种关于本质的哲学，它与古希腊赫尔墨斯的哲学和中国的炼金术，以及关于矿物和金属转变成金的特殊原理都有密切的关系。伊斯兰教历史上，穆斯林学者对炼金术的效能长期争论不休。正统的宗教学者大多反对炼金术，而多数自然学科的学者，尽管他们也不相信一般金属能变成黄金，却接受了炼金术的基本观点。著名的伊斯兰医学家伊本·西那 在他的《治疗书》中关于金属构成的学说，便是以炼金术的理论为基础。
穆斯林最早的炼金术者是倭麦亚王子哈立德·伊本·叶基德。8世纪初，炼金术甚为流行，其代表人物是贾比尔·伊本·哈扬。他的著作《七十本书》和《平衡书》，被视为伊斯兰炼金术的基础理论著作，是用阿拉伯文写成的关于炼金术最重要的文献。穆斯林医生兼炼金术拉齐被誉为将炼金术发展为古代化学的奠基人。
中国的炼金术
阿拉伯文
炼金术在中国古代叫炼丹术。
中国在秦始皇统一六国之后，曾派人到海上求仙人不死之药。汉武帝本人就热衷于神仙和长生不死之药。到了东汉炼丹术得到发展，出现了著名的炼丹术家魏伯阳，著书《周易参同契》以阐明长生不死之说。继后，晋代炼丹家陶弘景著《真诰》。到了唐代，炼丹术跟道教结合起来而进入全盛时期，这时炼丹术家孙思邈，著作《丹房诀要》。这些炼丹术著作都有不少化学知识，据统计共有化学药物六十多种，还有许多关于化学变化的记载。
影响
炼金术经过现代科学证明是错误的。但作为近代化学的先驱在化学发展史上起到了一定的积极作用。通过炼金术，人们积累了化学操作的经验，发明了多种实验器具，认识了许多天然矿物。炼金术在欧洲成为近代化学产生和发展的基础。
参看
- 外丹术
参考
- [http://www.kyaz.com/islam-education/32.htm 伊斯兰科学：应用科学——炼金术]
Category:化学史
category:偽科學
ja:錬金術
藥物药物是指可以暂时或永久改变或查明机体的生理功能及病理状态，具有医疗、诊断、预防疾病和保健作用的物质。包括天然药物、化学合成药物以及生物药物等。也有人以药物这个比较中立性的字眼来的指涉“毒品”。
ko:마약
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罗伯特·波义耳
罗伯特·波义耳 （Robert Boyle） （1627年1月25日-1691年12月30日），爱尔兰自然哲学家，在物理和化学研究上都有杰出贡献。虽然他的化学研究仍然带有炼金术色彩，他的《怀疑派的化学家》一书仍然被视作化学史上的里程碑。
求学
波义耳生于爱尔兰沃特福德郡的莱斯摩尔城堡，是当时英国最富有的人“伟大的科克伯爵”理查德·波义耳的第七个儿子。童年体弱但早慧，学会拉丁语和法语。八岁进入他父亲朋友任教务长的伊顿公学。在伊顿期间他不喜欢参加体育锻炼并且常常生病。三年之后他在法国家庭教师陪伴下出国学习，在日内瓦度过了两年。1641年前往意大利佛罗伦萨，研究伽利略的天文学著作与实验。1643年理查德·波义耳死于战争，为他留下了多西特庄园和遗产。1644年他回到爱尔兰，看守庄园同时开始了他的科学研究。
科学研究与发现
1646年波义耳应邀加入了由威尔金斯组织的群众性科学社团——“哲学学会”（又称无形学院）这一社团成员常常在波义耳的庄园聚会交流。1648 年克伦威尔任命威尔金斯主持对牛津大学的改革，威尔金斯邀请波义耳到牛津去工作。1654年波义耳前往牛津，在自己的祖传领地上建立了实验室，聘请罗伯特·胡克为助手开始对气体和燃烧进行研究。
1657年他在罗伯特·胡克的辅助下对奥托·格里克发明的气泵进行改进。1659年制成了“波义耳机器”和“风力发动机”。接下来他用这一装置对气体性质进行了研究，并于1660年发表对这一设备的研究成果。这一论文遭到一些人反对，为了反驳异议，波义耳阐明了在温度一定的条件下气体的压强与体积成反比的这一性质，法国物理学家马略特得到了同样的结果，但是一直到1667年才发表。于是在英语国家，这一定律被称为波义耳定律，而在欧洲大陆则被称为马略特定律。
1661年波义耳发表了《怀疑派的化学家》，在这部著作中波义耳批判了一直存在的四元素说，认为在科学研究中不应该将组成物质的物质都称为元素，而应该采取类似海尔蒙特的观点，认为不能互相转变和不能还原成更简单的东西为元素，他说：“我说的元素...是指某种原始的、简单的、一点也没有掺杂的物体。元素不能用任何其他物体造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成所谓完全混合物的成份，也是完全混合物最终分解成的要素。”而元素的微粒的不同聚合体导致了性质的不同。由于波义耳在实验与理论两方面都对化学发展有重要贡献，他的工作为近代化学奠定了初步基础，故被认为是近代化学的奠基人。
1668年他离开牛津前往伦敦他妹妹的庄园居住。在伦敦他建立了自己的实验室，主要进行化学方面的实验。他努力把严谨的实验方法引入化学。1673 年波义耳和胡克对物质的燃烧进行了研究，发现在真空情况下，物质无法燃烧。波义耳根据燃烧实验的结果，写成了论文《关于火焰与空气关系的新实验》，最先揭示了空气是燃烧的必要条件。但是他仍然认为燃烧是火与物质之间的作用。另外波义耳还发现了某些植物的色素可以在酸性和碱性条件下出现不同的颜色，从而引入指示剂的概念。1680年波义耳被选为英国皇家学会会长，但是由于誓言的问题，他拒绝了这一职务。
晚年
1689年之后波义耳本来就不是很好的健康继续恶化，他退出了一切社会活动，结束了与皇家学会的关系，公开对不能接待来访者进行道歉。在这种闲居中，他打算整理思想和文章，并希望从事一些秘密的传给后人的化学研究。1691年12月30日，他妹妹去世后仅仅一周，波义耳去世。葬于圣马丁教堂墓地，按照他的遗嘱，他捐赠他写的关于上帝存在讨论的演讲稿，以供后来学者进行讨论。
Category:爱尔兰化学家
category:英国化學家
category:1627年出生
category:1691年逝世
ja:ロバート・ボイル
无机化学
無機化學相對於有機化學，研究非含碳化合物。然而某些含碳化合物，如：一氧化碳、二氧化碳、二硫化碳、碳酸類化合物、氰化物......等等仍屬於無機化學講述的範疇。這是因為這些化合物並不是由碳鏈或碳原子所構成的環組成，因而與一般有機化合物的性質有很大的不同。在現代由於化學知識的進步，有機化學與無機化學兩個領域之間也有越來越多的重疊，舉例來說，有機金屬便是有機化學與無機化學的交叉處。
Category:化学
ja:無機化学
ko:무기화학
ms:Kimia tak organik
th:อนินทรีย์เคมี
无机合成化学無機合成化學是無機化學的一門分支，研究如何合成無機化合物。
合成方法
無機化合物的合成方法大多數都採用以下方式：
-
category:無機化合物
category:化學
有机金属化学有机金属化学是有机化学和無機化學交疊的一門分支課程，主要講述含金屬離子的有機化合物的化學反應、合成等各種問題。
其中的化學反應，包含了許多催化性質的反應以及跟金屬配位有關的化學反應，甚至有些是運用在於醫藥上，像是對糖尿病的含釩的錯化合物(Vanadium complexes)。
-
category:有機化學
category:無機化學
category:化學
ja:有機金属化学
th:โลหะอินทรีย์เคมี
生物无机化学生物无机化学：无机化学与生物化学的交叉学科，主要研究含有金属的生物分子，如金属酶；金属与生物分子的相互作用，如金属离子通道，金属药物。
Category:無機化學
Category:生物化學
有机化学有机化学是研究有机化合物的结构、性质、制备的学科，是化学中极重要的一个分支。又称为碳化合物的化学。
含碳化合物被称为有机化合物是因为以往的化学家们认为含碳物质一定要由生物(有机体)才能制造；然而在1828年的时候，德国化学家弗里德里希·维勒在实验室中成功合成尿素(一种生物分子)，自此以后有机化学便脱离传统所定义的范围，扩大为含碳物质的化学；不过有机化学这名字跟着这个学科一辈子，没有人尝试将其改名为“碳化学”或是其它较为贴切的说法。雖然被稱為“碳化学”，仍有少數含碳的化合物因不具有機化合物的特性，不歸類在有機化合物中，如二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二硫化碳（CS2）、碳酸（H2CO3）、碳酸鹽、硫氰化物（HSCN及其鹽類）及氰化物（HCN及其鹽類）等。
有机化合物之所以引起研究者浓厚的兴趣是因为碳原子可以形成稳定的长碳链或碳环以及许许多多种的官能基，这种性质造就有机化合物的多样性。有机化合物可以依其分子的性质分为几个大类，常见的如
- 脂肪族─由碳链为骨架的有机化合物
- 芳香族─含苯环的有机化合物
- 杂环族─环状结构中含非碳原子
- 聚合物─由重复单元相互用共价键连接而成的分子……等等。
在研究有机化合物时，核磁共振、红外光谱、紫外光谱、质谱等是非常常用的分析方法。
除此之外，有机化学也是生物化学及其他一些学科的基础。
历史
研究对象与方法
有机化合物
有机化学反应
- 親核性取代反應
分支学科
- 天然有机化学
- 有机合成
- 元素有机化学
- 物理有机化学
- 有机分析
- 立体化学
相關條目
IUPAC命名法
有機化合物
無機化學
Category:化学
ja:有機化学
ko:유기화학
ms:Kimia organik
simple:Organic chemistry
化学热力学化学热力学是物理学中热学在化学中的应用。
category:热力学
category:化学
结构化学结构化学是研究原子、分子和晶体结构以及结构与性能之间关系的学科。近几十年，这门学科获得迅速发展，结构化学观点不仅渗透到化学各个分支学科领域，同时在生物、材料、矿冶、地质等技术科学中也得到应用。
Category:物理化学
量子化学量子化学，应用量子力学的规律和方法来处理和研究化学问题的一门学科。将量子理论应用于原子体系还是分子体系是区分量子物理与量子化学的分界线，目前认为最早的量子化学计算是物理学家海特勒和伦敦在1927年对氢气分子的计算，是他们开创了量子化学这一交叉学科。经过近八十年发展之后，量子化学已经成为化学家们广泛应用的一种理论方法。
量子化学发展史
1926年和1927年，物理学家海森堡和薛定谔各自发表了物理学史上著名的测不准原理和薛定谔方程，标志着量子力学的诞生，在那之后，展现在物理学家面前的是一个完全不同于经典物理学的新世界，同时也为化学家提供了认识物质化学结构的新理论工具。1927年物理学家海特勒和伦敦将量子力学处理原子结构的方法应用于氢气分子，成功地定量阐释了两个中性原子形成化学键的过程，他们的成功标志着量子力学与化学的交叉学科——量子化学的诞生。
在海特勒和伦敦之后，化学家们也开始应用量子力学理论，并且在两位物理学家对氢气分子研究的基础上建立了三套阐释分子结构的理论。莱纳斯·鲍林在最早的氢分子模型基础上发展了价键理论，并且因为这一理论获得了1954年度的诺贝尔化学奖；1928年，物理化学家密勒根提出了最早的分子轨道理论，1931年，休克发展了密勒根的分子轨道理论，并将其应用于对苯分子共轭体系的处理；贝特于1931年提出了配位场理论并将其应用于过渡金属元素在配位场中能级裂分状况的理论研究，后来，配位场理论与分子轨道理论相结合发展出了现代配位场理论。价键理论、分子轨道理论以及配位场理论是量子化学描述分子结构的三大基础理论。早期，由于计算手段非常有限，计算量相对较小，且较为直观的价键理论在量子化学研究领域占据着主导地位，1950年代之后，随着计算机的出现和飞速发展，巨量计算已经是可以轻松完成的任务，分子轨道理论的优势在这样的背景下凸现出来，逐渐取代了价键理论的位置，目前在化学键理论中占主导地位。
1928年哈特里(D·R·Hartree)提出了Hartree方程，方程将每一个电子都看成是在其余的电子所提供的平均势场中运动的，通过迭代法借出每一个电子的运动方程。1930年，哈特里的学生福克（B·A·Fock）和斯莱特（J·C·Slater）分别提出了考虑泡利原理的自洽场迭代方程，称为Hartree-Fock方程，进一步完善了由哈特里发展的Hartree方程。为了求解Hartree-Fock方程，1951年罗特汉(C·C·J·Roothaan)进一步提出将方程中的分子轨道用组成分子的原子轨道线性展开，发展出了著名的RHF方程，这个方程以及在这个方程基础上进一步发展的方法是现代量子化学处理问题的根本方法。
虽然量子力学以及量子化学的基本理论早在1930年代就已经基本成型，但是所涉及的多体薛定谔方程形式非常复杂，至今仍然没有精确解法，而即便是近似解，所需要的计算量也是惊人的，例如：一个拥有100个电子的小分子体系，在求解RHF方程的过程中仅仅双电子积分一项就有1亿个之巨。这样的计算显然是人力所不能完成的，因而在此后的数十年中，量子化学进展缓慢，甚至为从事实验的化学家所排斥。1953年美国的帕里瑟、帕尔和英国的約翰波普使用手摇计算器分别独立地实现了对氮气分子的RHF自洽场计算，虽然整个计算过程耗时整整两年，但是这一成功向试验化学家证明了量子化学理论确实可以准确地描述分子的结构和性质，并且为量子化学打开了计算机时代的大门，因而这一计算结果有着划时代的意义。
1952年日本化学家福井谦一提出了前线轨道理论，1965年美国有机化学家伍德瓦尔德(R·B·Woodward)和量子化学家霍夫曼(R·Hoffmann)联手提出了有机反应中的分子轨道对称性守恒理论。福井、伍德瓦尔德和霍夫曼的理论使用简单的模型，以简单分子轨道理论为基础，回避那些高深的数学运算而以一种直观的形式将量子化学理论应用于对化学反应的定性处理，通过他们的理论，实验化学家得以直观地窥探分子轨道波函数等抽象概念。福井和霍夫曼凭借他们这一贡献获得了1981年度的诺贝尔化学奖。
在计算方法方面，随着计算机的发展，量子化学计算方法也飞速发展，在1960年代至今的数十年内，涌现出了组态相互作用方法、多体微扰理论、密度泛函分析以及数量众多形式不一的旨在减少计算量的半经验计算方法，由于量子化学家们的工作，现在已经有大量商用量子化学计算软件出现，其中很多都能够在普通PC机上实现化学精度的量化计算，昔日神秘的量子化学理论，已经成为化学家常用的理论工具。 約翰波普 與 沃爾特科恩分別因為發展首個普及的量力化學軟件(Gaussian)和提出密度函理論 (Density Functional Theory) 而獲得1998年诺贝尔化学奖。
量子化学理论方法
- 分子轨道理论：分子体系中的电子用统一的波函数来描述，这种统一的波函数类似于原子体系中的原子轨道，被称作分子轨道，分子轨道理论是目前应用最为广泛的量子化学理论方法。
- HF自洽场方法：用迭代法解HF方程，是其他高级分子轨道理论方法的基础
- CI方法：即组态相互作用方法，是一种考虑了组态间相互作用的理论方法，用HFSCF方法计算获得的多电子体系基态波函数和各级激发态波函数为基组展开体系波函数，但是计算量巨大，应用较不广泛，在实际应用中场采用截断CI方法，如DCI、SDCI等方法
- MP方法：即多体微扰方法，将多电子体系电子间的相互作用看做是体系哈密顿算子的微扰项，应用MP微扰理论进行处理，一级微扰可以达到HFSCF方法的精度水平，二级微扰可以达到甚至超过DCI方法的精度水平，但计算量远远小于DCI
- 多组态自洽场方法：将HF方程的求解方法用于多电子基函数展开的电子波函数中，本质上是CI方法的一个变种。
- 半经验计算方法：在计算过程中根据实验数据，将一些波函数积分用经验常数替代，可以上千倍地减少计算量，采用的经验常数不同，半经验算法的应用范围也不同，应用时需要根据研究体系的具体情况进行选择。
- 价键理论方法
- 密度泛函理论方法：当分子体系各原子核空间位置确定后，电子密度在空间中的分布也确定，可以将体系的能量表示为电子密度的泛函，密度泛函分析变分法求出能量最低时的电子密度分布和体系能量。
量子化学研究内容
分子结构
通过计算不同分子结构的体系能量，量子化学方法可以找到分子势能面上的最低点，从而确定分子在某一电子态的稳定构型
化学反应
化学反应的过程可以看做分子体系在势能面上滑动的过程，通过量子化学的计算，可以找到势能面上的“驻点”：处于最低点的反应物和产物以及处于鞍点的过渡态，对比所有可能的反应途径极其相对应的反应活化能，可以找到最有可能的反应途径。由于化学反应的计算涉及分子体系电子态的激发、电子转移等过程，因而在计算方法上与基态分子结构有很大不同，且是目前较有挑战性的研究领域之一
分子性质
量子化学计算可以获得分子体系的电子波函数，通过这些电子波函数可以求算偶极矩、极化率等分子性质的计算，但是由于数学方法的局限，量子化学计算方法只能从上方逼近真实的分子体系能量，是一种 近似计算，虽然能量的计算可以获得较好的结果，但是获得的电子波 函数 质量却很差，因而分子性质计算的精度远远不及分子体系能量的计算。另一方面改进量子化学计算方法以获得质量更好的电子波函数也是量子化学家目前面临的挑战之一。
量子化学计算软件
诺贝尔化学奖
- Gaussian:量子化学领域最著名和应用最广泛的软件之一，由密度泛函分析理论的提出者量子化学家約翰波普的实验室开发，可以应用从头计算方法、半经验计算方法等进行分子能量和结构；过渡态能量和结构；化学键及反应能量；分子轨道；偶极矩；多极矩；红外光谱和拉曼光谱，核磁共振，极化率和超极化率，热力学性质，反应路径等分子相关计算。可以运行在Windows、Linux、Unix操作系统中运行，目前最新版本为Gaussian 03。但由於Gaussian Inc. (Gaussian的發展者)排斥其他軟件發展者的行為，而引來不少批評；其行為包括逐原開發者約翰波普離開Gaussian Inc. (因而成為學術界其中一件為人齒冷的事件）；禁止其他開發者(包括約翰波普)使用Gaussian. （引發起 Banned By Gaussian 運動 [http://www.bannedbygaussian.org/]) 和禁止任何使用者發表比較Gaussian與其他量子化學軟件效能的報告等。
- Gamess-US[http://www.msg.ameslab.gov/GAMESS/GAMESS.html]: 由於免費與開放源碼，成為除Gaussian以外，最廣泛應用的量子化學軟件，目前由Iowa State Uinversity的 Mark Gorden 教授的研究組主理。
- Q-Chem[http://www.q-chem.com]:由一群隨約翰波普離開Gaussian Inc. 的學者創立的一個商業量子化學軟件。
- Spartan[http://www.wavefun.com]:提供一個十分優良的圖形介面作量子化學計算，尤其適合非從事量子化學研究的學者使用。此軟件中有很大部的電子相關方法的計算程序實源自Q-Chem，所以當使用到該些計算方法而作出報告時，應同時於文獻參考中引述Spartan與Ｑ-Chem。
- MOLPRO：应用广泛的量子化学计算软件，软件长于高精度计算，用多参考CI，耦合簇等方法处理电子相关问题能够对较大的分子体系进行准确的从头计算。
- MOPAC：应用最广泛的半经验量子化学计算软件，能够以AM1，AM1-d，PM3，MNDO，MNDO-d，MINDO/3等半经验计算方法计算分子体系的自由能，活化能，反应路径，偶极矩，非线性光学特性以及红外光谱等性质。MOPAC 7以前的版本为免费软件，自MOPAC 7开始转为商业软件，目前最新版本为MOPAC2002 V1.5
- MOLCAS：是一套包含各种量子化学计算方法的软件，可以进行分子结构计算，键能，化学反应的能垒，激发能（包括自旋-轨道耦合），振动分辨吸收光谱，以及各种分子特性的计算，并且可以产生分子间的作用力，用于分子动力学的计算。目前最新版本为MOLCAS 6.0
- 其他量子化学计算软件目前，除了上面提到的几版著名量子化学计算软件之外，还有大量商业和免费的量子化学计算软件，其中绝大部分是从事量子化学或计算化学研究的实验室自行开发的，此外，一些著名的大型化学软件如HyperChem、Chem3D、Sybyl等，也包含有量子化学计算包
参见
计算化学
波恩-奥本海默近似
密度泛函理论
多体微扰理论
Hartree-Fock方程
Category:物理化学
外部链接
- [http://www.quantumchemistry.net/index.asp 量子化学网]
- [http://www.chembay.com.cn/support/articles/articles_1.html 化学不再是纯实验科学](出自[http://www.chembay.com.cn 凯鹏视算技术有限公司网站])
量子化学
ja:量子化学
La BoissièreLa Boissière is the name of several communes in France:
- La Boissière, in the Calvados département
- La Boissière, in the Eure département
- La Boissière, in the Hérault département
- La Boissière, in the Jura département
- La Boissière, in the Mayenne département
Also part of the name of:
- La Boissière-d'Ans, in the Dordogne département
- La Boissière-de-Montaigu, in the Vendée département
- La Boissière-des-Landes, in the Vendée département
- La Boissière-du-Doré, in the Loire-Atlantique département
- La Boissière-École, in the Yvelines département
- La Boissière-en-Gâtine, in the Deux-Sèvres département
- La Boissière-sur-Èvre, in the Maine-et-Loire département
- Boissières, in the Gard département
- Boissières, in the Lot département
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Corpsschleifenträger
Corpsangehörigen die aus diversen Gründen keine Mensur bzw. keine genügende Anzahl von Mensuren schlagen, können vom Corps die Corpsschleife verliehen bekommen.
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Maximilian Oskar Bircher-Benner
Maximilian Oskar Bircher-Benner (
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KölnTurm
Der KölnTurm ist mit 148,5 Metern (165,48 Meter mit Antenne) das höchste Bürogebäude in Köln. Er wurde in zweieinhalb Jahren, vom 1. Juni 1999 (Grundsteinlegung) bis 21. November 2001 (Einweihung) im Kölner MediaPark gebaut. Das Gebäudeensemble im Stadtteil Köln-Neustadt Nord soll die Stadt Köln als Medienstandort aufwerten und Firmen aus der Branche Büroräume u
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Neuenkirchen (Kreis Steinfurt)
Neuenkirchen ist eine Gemeinde im Kreis Steinfurt in Nordrhein-Westfalen.
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Pietro di Cosimo (
- 1462 in Florenz; † 1521 ebd.) war ein italienischer Maler.
Er war Schüler des Cosimo Rosselli, bildete sich unter dem Einfluss des Filippino Lippi und der mailändischen Schule weiter aus. Er zeigt eine sonderbar p
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Konkneipant
Ein Konkneipant ist ein ein Mitglied einer Studentenverbindung, das aus Satzungsgründen kein Vollmitglied sein kann, z.B. weil er kein Student oder Akademiker ist. Er trägt kein Band, sondern nur eine Schleife mit den Verbindungsfarben am Revers.
Konkneipanten sind häufig der Fax, der Bierlieferant, der Gastwirt der Stammkneipe oder sonst einer, der sich um die Verbindung verdient gemacht hat.
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