该计算通常被用来分析分子的反应活性预测,通过研究分子轨道的位置可以预测分子在反应中的反应选择性。更多的通过HOMO LUMO研究电反应,光反应,聚合反应的思路可参考相关领域的文献。
上图为氯苯及氯苯的LUMO轨道,氯苯的轨道轨道能级数据如下
HOMO, energy: -0.262446 a.u. -7.141514 eV
LUMO, energy: -0.020249 a.u. -0.551009 eV
HOMO-LUMO gap: 0.242197 a.u. 6.590505 eV 635.887191 kJ/mol
LUMO的轨道成分分析如下
Atom 1(C ) : 2.17940 %
Atom 2(C ) : 24.02679 %
Atom 3(C ) : 22.96426 %
Atom 4(C ) : 2.53301 %
Atom 5(C ) : 22.91464 %
Atom 6(C ) : 24.06248 %
Atom 7(H ) : 0.00000 %
Atom 8(H ) : 0.27348 %
Atom 9(H ) : 0.26523 %
Atom 10(H ) : 0.26462 %
Atom 11(H ) : 0.27393 %
Atom 12(Cl) : 0.24215 %
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