反应机理研究在此处通俗讲，即通过计算化学手段对猜想的反应中间过程进行研究验证的过程。经过该研究可以确定反应中间过程是否合理，以及中间体是否合理，更可以解释反应选择性等客观问题。

一般该类计算需要提供明确的机理推导过程以供建模研究，下图为典型的实验描述可行但是不适合进行计算研究的反应路径推导图。

上图取自https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.114861  

原文并没有将该过程进行计算化学反应路径计算。此处取图是为了描述实验描述机理和实际计算所需要的反应机理图的区别。显然该图描述的过程每个过程都非基元反应。

真正用作计算化学研究的机理推导过程应该是基元反应。

下图为典型的反应机理研究呈现方式。其中的每个能级的数值都是计算化学手段得到的。可以通过分析计算得到的反应能级图知晓。

文献来源：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b11499 

量子化学（quantum chemistry）是理论化学的一个分支学科，是应用量子力学的基本原理和方法研究化学问题的一门基础科学。研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系；分子与分子之间的相互作用；分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题。

适合的研究方向包括但不限于：有机合成、方法学研究、高分子等

可以计算的体系包括但不限于：小分子、团簇、低聚物、自由基、离子等

常用软件：Gaussian，ORCA，dmol3等

可以计算的内容包括但不限于：

分子性质，如键长键角二面角、HOMO/LUMO、电荷分布、键级、偶极矩、极化率、芳香性、静电势、Fukui函数、激发态研究等

光谱预测，如红外、紫外、拉曼、荧光、磷光、核磁、圆二色谱、旋光度等

能量计算，如结合能、解离能、电离能、弱相互作用分析等

反应相关，如过渡态搜索、势能面扫描、反应位点预测、反应路径、反应机理研究等