КВАНТОВАЯ ХИМИЯ
КВАНТОВАЯ ХИМИЯ, раздел теоретич. химии, в к‑ром представления, матем. аппарат и методы квантовой механики используют для описания св‑в, строения, взаимодействия и превращений хим. соединений.
Квантовохим. описание многоэлектронной и многоядерной системы обычно сводится к решению стационарного уравнения Шрёдингера методом самосогласованного поля молекулярных орбиталей, основанного на т.н. одноэлектронном приближении (метод Хартри). Осн. недостатком метода Хартри является некорректное описание взаимокоррелир. движения электронов, что привело к разработке ряда сложных неэмпирич. подходов, учитывающих электронную корреляцию, — методов конфигурац. взаимодействия и объединённых кластеров, теории возмущений.
Полуэмпирич. методы К.х., основанные на пренебрежении большей частью одно‑ и двухэлектронных интегралов, позволяют максимально упростить расчёты (частичная компенсация погрешности достигается введением в расчётную схему эмпирич. параметров) и моделировать системы, содержащие до неск. тыс. атомов. Перспективны методы, основанные на теории функционала плотности, с их помощью возможно иссл. систем, содержащих до тыс. электронов, с точностью наиб. сложных методов К.х.
С 80‑х гг. 20 в. наблюдается интенсивное развитие вычислит. методов К.х., связанное с прогрессом компьютерных технологий. Науч. иссл. в области К.х. позволили решить такие фундаментальные задачи, как объяснение строения атома, природы хим. связи, периодичности св‑в хим. элементов. На основе К.х. разработаны теории реакц. способности молекул и спектральных методов иссл. (электронная, колебательная, микроволновая спектроскопии; электронно-парамагнитный резонанс, ядерно-магнитный резонанс). Изучение переходных состояний и рельефа поверхности потенциальной энергии хим. р‑ций привело к развитию методов динамики молекулярного акта и количеств. предсказанию скорости и направления хим. превращения.
В Башкортостане иссл. в области К.х. начаты в 60‑е гг. И.Ц.Лястом, О.А.Пономарёвым. В 70‑е гг. выполнен расчёт классич. катализатора Циглера—Натта TiCl3—AlR3, изучен механизм его действия (К.С.Минскер, Пономарёв, Ю.А.Сангалов). В 80—90‑е гг. в ИОХ исследованы активные центры ионно-координац. полимеризации диенов на основе Ti‑, V‑, Nd‑содержащих катализаторов (Ю.Б.Монаков, З.М.Сабиров), в 2000‑е гг. — механизмы разл. каталитич. полимеризац. процессов с применением методов теории функционала плотности (Монаков, С.Л.Хурсан). В УГНТУ ведутся иссл. по моделированию св-в гетероциклич. соед. (Е.А.Кантор), в БГУ — механизмов разл. органич. р-ций (Р.Ф.Талипов), в ИОХ — общих вопросов термохимии, физико-хим. св-в интермедиатов хим. р‑ций, в т.ч. органич. пероксидов и полиоксидов (Хурсан).
С.Л.Хурсан
