Kvantová chemie je obor teoretické chemie, ktery vyu?ívá kvantovou mechaniku a teorii kvantového pole k ?e?ení chemickych problém?. Studuje stavy jednotlivych atom? a molekul - jejich stabilní, excitované a p?echodné stavy, ke kterym dochází během chemickych reakcí. Kvantová chemie le?í na rozhraní mezi chemií a fyzikou a dává návod na vypo?et vlastností atom? a molekul s pomocí základních fyzikálních konstant.
Jednou z nejd?le?itěj?ích oblastí kvantové chemie je popis chování elektron? v atomech a molekulách a jejich vliv na reaktivitu. Porozumění elektronové struktu?e atom? a molekul umo?nila v roce 1926 Schr?dingerova rovnice, která se stala základem kvantové chemie.
Nad?ení nad krásou chemie ukryté v jediném vzorci nebylo v?dy sdíleno. V roce 1830 Auguste Comte napsal:
Ka?dy pokus o zavedení matematickych metod ke studiu chemickych problém? musí byt pova?ován za hluboce iracionální a odporující duchu chemie. Jestli?e by matematika měla hrát někdy vyznamnou úlohu v chemii – úchylka na?těstí málo pravděpodobná – vedlo by to k rychlé degeneraci této vědy.
Ale ji? o sto let později, roku 1929, napsal zakladatel relativistické kvantové mechaniky Paul Dirac:
Fyzikální zákony, které jsou nezbytné pro matematickou teorii velké ?ásti fyziky a ve?kerou chemii, jsou zcela známy. Jediná potí? tkví v tom, ?e p?esné pou?ití těchto zákon? vede k p?íli? slo?itym rovnicím, ne? aby se daly ?e?it.
V sou?asnosti je jednou z nejvyznamněj?ích metod kvantové chemie spektroskopie, která umo?ňuje získat informace na úrovni atom? a molekul. Nejpou?ívaněj?ími jsou infra?ervená spektroskopie (IR) a spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR).
Historie kvantové chemie
[editovat | editovat zdroj]Historie kvantové chemie za?íná objevem katodovych paprsk? Michaela Faradayem v roce 1838, prohlá?ením Gustava Kirchhoffaz roku 1859 o problému s radiací ?erného tělesa, objevem diskrétních energetickych stav? fyzikálních systému Ludwiga Boltzmanna z roku 1877 a kvantovou hypotézou Maxe Plancka z roku 1900. Tato kvantová hypotéza definuje energii, kterou vyza?uje atomovy systém, jako ?adu diskrétních jednotlivych energetickych prvk? ε ur?enych frekvenci ν a ?íselnou hodnotu zvanou Planckova konstanta.
V roce 1905 Albert Einstein na základě Planckovy kvantové hypotézy uvedl, ?e samotné světlo se skládá z jednotlivych kvantovych ?ástic, které se od roku 1926 za?aly nazyvat fotony. V následujících letech se tento teoreticky základ za?al aplikovat na chemickou strukturu a reaktivitu atom? a molekul. Pravděpodobně největ?í p?ínos v této oblasti měl Linus Pauling.
Zrození kvantové chemie jako oboru je p?ipisováno objevu Schr?dingerovy rovnice a její aplikací na atom vodíku v roce 1926. Dal?ími milníky v historii kvantové chemie jsou ?lánky Waltera Heitlera a Fritze Londonaz roku 1927. Jedná se o první aplikaci kvantové mechaniky na molekulu vodíku a jeho chemické vazby.
V následujících letech se kvantové chemii věnovalo mnoho vyznamnych vědc?, pat?í mezi ně nap?íklad Robert S. Mulliken, Max Born, J. Robert Oppenheimer, Linus Pauling, Erich Hückel, Douglas Hartree, Vladimir Fock.
Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]
Obrázky, zvuky ?i videa k tématu kvantová chemie na Wikimedia Commons
Reference
[editovat | editovat zdroj]V tomto ?lánku byly pou?ity p?eklady text? z ?lánk? Quantum chemistry na anglické Wikipedii a Quantenchemie na německé Wikipedii.
