Lachimie quantique est une branche de lachimie théorique qui applique lamécanique quantique aux systèmes moléculaires pour étudier les processus et les propriétés chimiques. Le comportement électronique et nucléaire desmolécules étant responsable des propriétés chimiques, il ne peut être décrit adéquatement qu'à partir de l'équation du mouvement quantique (équation de Schrödinger) et des autres postulats fondamentaux de lamécanique quantique. Cette nécessité a motivé le développement de concepts (notammentorbitale moléculaire…) et de méthodes de calculs numériques qui ont permis à la chimie moderne de faire des progrès considérables tant en ce qui concerne la compréhension des phénomènes que des applications.
Comme les études sur la mécanique quantique sont considérées comme étant à la frontière entre la chimie et la physique, elles ne font donc généralement pas partie de la chimie quantique.
Ce que l'on considère comme le premier calcul de chimie quantique fut fait par les scientifiques allemandsWalter Heitler etFritz London sur la molécule dedihydrogène en1927[1]. La méthode de Heitler et London fut étendue auxÉtats-Unis par les chimistesJohn C. Slater etLinus Pauling pour devenir la méthode « Valence-Bond (VB) » (ouHeitler-London-Slater-Pauling (HLSP)). Dans cette méthode, l'attention est surtout 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 parFriedrich Hund etRobert S. Mulliken, les électrons sont décrits comme des fonctions mathématiques délocalisées sur l'intégralité de la molécule. L'approche deHund-Mulliken, plus communément appelée méthode desorbitales moléculaires est celle qui permet le mieux de prédire les propriétés des molécules et est donc la méthode la plus utilisée de nos jours.
Les équations de la chimie quantique devenant très rapidement trop complexes pour être résolues exactement, il est courant d'en faire une résolution numérique approchée à l'aide de supercalculateurs, par exemple OrbiMol qui est recommandé par leCNRS[2],[3].
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