Chimie quantique

La chimie quantique est une branche de la chimie théorique qui applique la mécanique quantique aux dispositifs moléculaires pour étudier les processus et les propriétés chimiques.



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Chimie quantique - Physique quantique

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La chimie quantique est une branche de la chimie théorique qui applique la mécanique quantique aux dispositifs moléculaires pour étudier les processus et les propriétés chimiques. Le comportement électronique et nucléaire des molécules étant responsable des propriétés chimiques ne peut être décrit correctement qu'à partir de l'équation du mouvement quantique (Équation de Schrödinger) et des autres postulats fondamentaux de la mécanique quantique. Cette obligation a motivé le développement de concepts (surtout orbitale moléculaire, ... ) et de méthodes de calculs numériques qui ont permis à la chimie moderne de faire des progrès énormes tant en ce qui concerne la compréhension des phénomènes que des applications.

Bref historique

Comme les études sur la mécanique quantique sont reconnues comme étant à la frontière entre la chimie et la physique, elles ne font par conséquent le plus souvent pas partie de la chimie quantique, mais ce qu'on considère comme le premier calcul de chimie quantique fut fait par les scientifiques allemands Walter Heitler et Fritz London sur la molécule de dihydrogène en 1927. La méthode de Heitler et London fut étendue aux États-Unis par les chimistes John C. Slater et Linus Pauling pour devenir la méthode «Valence-Bond (VB)» (ou Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP) ). Dans cette méthode, l'attention est en particulier portée sur l'interaction des paires électroniques, et elle corrèle assez bien avec la représentation classique des liaisons chimiques par les chimistes.

Dans une autre approche développée par Friedrich Hund et Robert S. Mulliken, les électrons sont décrits comme des fonctions mathématiques délocalisées sur l'entier de la molécule. L'approche de Hund-Mulliken, plus couramment nommée méthode des orbitales moléculaires, même si elle se montre moins intuitive pour les chimistes, est celle qui permet le mieux de prédire les propriétés des molécules et est par conséquent la méthode la plus utilisée aujourd'hui.

Les équations de la chimie quantique devenant particulièrement rapidement trop complexes pour être résolues précisément, il est courant d'en faire une résolution numérique approchée avec supercalculateurs.

Modèles et approximations utilisés en chimie quantique

Méthodes de calcul

Scientifiques impliqués dans le développement de la chimie quantique

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