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量子化學
量子化學是量子力學在化學系統中的應用，從第一性原理出發，解釋分子中的電子如何決定化學鍵結、反應性與光譜性質。
概觀
預測原子如何結合，需要求解多電子系統的薛丁格方程——這是一個在氫原子以外無精確解的問題，有賴哈特里-福克理論、密度泛函理論與耦合叢集法等系統性近似方法。這些方法揭示了為何某些反應能夠發生而另一些不能，為連結原子尺度物理與宏觀化學的理論基礎提供了支撐。
為什麼重要
量子化學從根本上改變了材料科學與藥物研發，使催化劑、半導體與電池材料得以在合成前以計算方式設計。在醫學與生物學中，計算藥物設計基於電子結構預測候選分子與靶蛋白的交互作用——虛擬篩選大幅降低了昂貴的實驗合成成本，加速了製藥管線的推進。