量子力学
量子力学的基本原理
1.简介量子力学的历史和发展量子力学是现代物理学的重要分支，它描述了微观世界中粒子的行为和相互作用。
以下是量子力学历史和发展的简介：•早期量子理论的兴起：在20世纪初，科学家们通过研究辐射现象和黑体辐射问题，开始怀疑经典物理学的适用性。
麦克斯∙普朗克的量子假设和爱因斯坦的光电效应理论为量子理论的发展奠定了基础。
•波粒二象性的提出：在这个阶段，德国物理学家路易斯∙德布罗意提出了物质粒子（如电子）也具有波动性的假设，即波粒二象性。
这一假设通过实验证明，如电子衍射实验，为量子力学奠定了基础。
•薛定谔方程的建立：奥地利物理学家埃尔温∙薛定谔于1926年提出了著名的薛定谔方程，用于描述微观粒子的运动和行为。
这个方程成功地解释了氢原子的能级和谱线，奠定了量子力学的数学基础。
•不确定性原理的发现：德国物理学家瓦尔特∙海森堡于1927年提出了著名的不确定性原理，指出在测量过程中，无法同时准确确定粒子的位置和动量。
这一原理挑战了经典物理学的确定性观念，成为量子力学的核心概念之一。
•量子力学的完备性和广泛应用：随着时间的推移，量子力学逐渐发展成为一个完善的理论体系，并在许多领域得到广泛应用。
它解释了原子和分子的结构、核物理现象、固体物理、粒子物理学等多个领域的现象，并为现代科技的发展提供了基础。
量子力学的历史和发展是科学进步的重要里程碑，对我们理解微观世界的行为和深入探索宇宙的奥秘具有重要意义。
2.波粒二象性和不确定性原理的解释在量子力学中，波粒二象性和不确定性原理是两个核心概念，对我们理解微观世界的行为提出了挑战，下面是它们的解释：•波粒二象性：根据波粒二象性的理论，微观粒子（如电子、光子等）既可以表现出粒子的特性，也可以表现出波的特性。
这意味着微观粒子既可以像粒子一样具有局部位置和动量，也可以像波一样展现出干涉和衍射的现象。
这种波粒二象性的解释可以通过德布罗意的波动假设来理解。
根据德布罗意的假设，微观粒子具有与其动量相对应的波长，这与光波的性质相似。
量子力学
一、量子力学的建立量子力学本身是在1923-1927年一段时间中建立起来的。
两个等价的理论---矩阵力学和波动力学几乎同时提出。
矩阵力学的提出与Bohr的早期量子论有很密切的关系。
Heisenberg一方面继承了早期量子论中合理的内核，如能量量子化、定态、跃迁等概念，同时又摒弃了一些没有实验根据的概念，如电子轨道的概念。
Heisenberg、Bohn和Jordan的矩阵力学，从物理上可观测量，赋予每一个物理量一个矩阵，它们的代数运算规则与经典物理量不同，遵守乘法不可易的代数。
波动力学来源于物质波的思想。
Schr dinger在物质波的启发下，找到一个量子体系物质波的运动方程-Schr dinger方程，它是波动力学的核心。
后来Schr dinger还证明，矩阵力学与波动力学完全等价，是同一种力学规律的两种不同形式的表述。
事实上，量子理论还可以更为普遍的表述出来，这是Dirac 和Jordan的工作。
量子物理学的建立是许多物理学家共同努力的结晶，它标志着物理学研究工作第一次集体的胜利。
二、量子力学产生发展量子力学是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。
它是20世纪人类文明发展的一个重大飞跃，量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步做出重要贡献。
19世纪末正当人们为经典物理取得重大成就的时候，一系列经典理论无法解释的现象一个接一个地发现了。
德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现在热辐射的产生与吸收过程中能量是以hV为最小单位，一份一份交换的。
这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性，而且与辐射能量和频率无关由振幅确定的基本概念直接相矛盾，无法纳入任何一个经典范畴。
当时只有少数科学家认真研究这个问题。
著名科学家爱因斯坦经过认真思考，于1905年提出了光量子说。
1916年美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。
原子中电子绕原子核作圆周运动要辐射能量，导致轨道半径缩小直到跌落进原子核，与正电荷中和），提出定态假设：原子中的电子并不像行星一样可在任意经是电子在不同的稳定轨道态之间的不连续的跃迁过程，光的频率由轨道态之间的能量差AE=hV确定，即频率法则。
什么是量子力学？
什么是量子力学？量子力学是研究物质的微观结构及其相互作用的一门学科。
与经典力学不同，量子力学在描述微观世界的行为时需要考虑到量子效应，如波粒二象性、不确定性原理等。
那么，什么是量子力学？本文将深入探讨。
一、量子力学的起源量子力学是20世纪初期形成的一门新物理学。
在当时，科学家们都认为经典力学已经完美地描述了自然界的规律。
但是，在对物质的进一步研究中，人们发现了一些问题，而一些物理学家，如普朗克和爱因斯坦，提出了量子概念，从而形成了现代量子力学。
二、量子力学的主要概念1.波粒二象性波粒二象性指的是物质既具有波动性质又具有粒子性质。
具体而言，物质有时会表现为波动，有时会表现为粒子。
2.不确定性原理不确定性原理是量子力学的基础之一。
它指出，在观察粒子的位置和动量时，我们无法完全准确地知道它们的精确值。
这是由于原子的特殊性质所导致的。
3.叠加态叠加态是指在量子力学中，物质可以处于多种可能的状态，同时拥有多种属性的状况。
例如，在一个叠加态下，我们既可以获得一个粒子的位置，也可以获得它的动量。
三、量子力学的应用量子力学不仅在物理学中有着深刻的应用，还在化学、材料科学、计算机科学等领域的科技中有着重要的地位。
由于量子力学的精确性和瞬时性，它在现代计算中扮演着至关重要的角色。
1.化学应用量子力学可以应用到化学反应和材料研究中，从而帮助科学家更好地了解物质和能量的行为和相互作用。
2.计算机科学应用量子计算机是利用量子位的特殊状态进行计算的计算机。
量子计算机能够在很小的时间内解决一些经典计算机几亿年才能解决的问题。
因此，在未来，量子计算机将在计算机科学中起着革命性的作用。
四、总结量子力学是一门研究物质的微观结构及其相互作用的重要学科，它能够帮助我们更好地了解自然界的规律和现象，为各个领域的科技发展提供不可替代的支持。
虽然我们还有很多需要了解和学习的，但是我们绝不应该忽视它的作用和价值。
量子力学是什么
量子力学是什么量子力学是一门描述物质微观行为的科学。
它旨在研究微观领域中的原子、分子、原子核等基本粒子的物理状态及其互相作用，并尝试给出它们的物理规律。
在20世纪初期，量子力学的诞生推动了物理学领域的发展，成为了“近代物理之父”玻尔、海森堡、薛定谔等学者的学术研究重要领域。
量子力学理论关注的是那些极小的颗粒，比如电子、质子、中子等，它们对我们物质世界的理解起着非常重要的作用。
事实上，我们生活中的很多技术和产品——比如电视、手机、电脑、激光、半导体等，都是依靠量子力学理论成果创造出来的。
因此，研究量子力学不仅有重要的理论意义，而且对人类社会的各个领域都会产生深远的影响。
1.量子力学基本原理量子力学的基本概念和常规物理学非常不同。
常规物理学对物理量的测量和观察结果并不要求输入精确的数字，只需要粗略地推导所得的方程式的解即可。
然而在量子力学中，却要求测量的结果最好是准确的数字。
另一个不同点是量子力学中并不存在“确定性原理”。
在常规物理学中，对一颗粒将要到达何处、在什么时间、以何种速度作运动等，这些都可以很准确地预测。
但在量子力学中，粒子被描述成一个波包，需要测量的物理量并不是像位置、速度这样的具体值，而是一组理论上可能的取值。
真正测量的结果将取决于一个用量子数（wavefunction）描绘的向量，也就是说，量子力学中的结果，更像是某种可能事件的机率。
2.量子纠缠和量子隧穿量子纠缠是指一对粒子通过量子态的之间的相关性，能够在彼此之间传播信息和量子状态，不受两点距离限制。
在这种纠缠关系中，互相依赖的量子态会形成一种复合状态，自成一个整体，这种状态叫作“纠缠态”，也就是大家听过的“非常态”。
量子隧穿是指粒子穿越一些经典物理学中认为是不可透过或高能阻挡物质的现象。
具体来说，当粒子碰到一个势能垒时，常规物理学认为这个粒子是撞在势能垒上后被反弹，或者是靠弹性击打来跨越这个势能垒的。
但是在量子力学中，我们发现粒子会在一定几率下穿过该势垒，这种现象被称为“量子隧穿效应”。
量子力学定义
量子力学定义量子力学（QuantumMechanics）是物理学中的一个分支，专门研究微观物质的性质。
它是20世纪最伟大的科学理论之一，由于它的令人着迷的实验结果，而广受好评。
量子力学的概念也被用于电子，光学，特别是计算机技术方面，可谓前景无限。
量子力学是宇宙范围内物质存在的规律，它通过对基本粒子的描述，以及物质的行为模式，来解释世界上大部分自然现象。
它的名称来自它的基本单位量子，而这些量子的组成和行为受物质本身的原子结构以及物理环境的影响。
量子力学的核心概念是基本粒子，这些粒子具有一定的物理性质，它们能够相互作用，影响着物质的状态变化。
由于它们的尺寸微小，因此它们受量子力学的约束，在宏观尺度上，这种现象就是量子力学效应。
例如，电子在量子力学中可以被视为特殊的波，当它们穿过电场时，它们会受到电场的作用，产生特定的能量状态。
量子力学的基本原理是以量子状态描述物质的性质和行为，特别是能量的变化。
量子状态是由量子数定义的，表示不同物质的不同性质。
这些性质包括电荷，质量，自旋等，这些性质可以用一个矩阵表示，称之为波函数。
波函数描述了物质在特定状态下表现出来的特性，并可以用来计算它们之间的相互作用。
量子力学的实际应用在大量领域，尤其是电子、学和计算机技术方面。
例如，量子力学可以用来描述电子在原子中的状态，可以应用到多能级过程中，也可以用来阐释磁性现象，让计算机在若干时间内快速完成诸如数据传输和加密传输等任务。
此外，量子力学还有着深刻的哲学意义，它提供了对宇宙本质的探索。
它将宇宙维度化，为我们提供了一种理解宇宙的新方法，因而也可以说它改变了人们对宇宙的理解。
因此，量子力学是宇宙现象的本质描述，它的基本原理解释了微观物质的表现，并且广泛应用于其他领域，拓展了人们对物质世界的认识。
它的成就也使它成为哲学界的一项伟大的发现，这是物理学界的一座宏伟的丰碑。
量子力学是什么
量子力学是什么？它与经典力学有何不同？量子力学是一门研究微观世界中微观粒子行为的物理学理论，它描述了微观粒子（如原子、分子、亚原子粒子）的运动和相互作用规律。
量子力学提出了一种全新的描述物理系统的方式，与经典力学有着显著的区别。
以下是量子力学与经典力学之间的主要区别：粒子性质：经典力学：经典力学视物体为具有确定位置和动量的粒子，其运动轨迹可以通过牛顿的运动定律准确描述。
量子力学：量子力学认为微观粒子的运动和位置并不确定，而是由波函数描述的概率分布来表征。
微观粒子表现出波粒二象性，既有粒子特性也有波动特性。
不确定性原理：经典力学：在经典力学中，我们可以同时准确地确定一个物体的位置和动量，而不会出现任何矛盾。
量子力学：根据海森堡不确定性原理，我们无法同时准确地确定微观粒子的位置和动量。
例如，如果我们精确地确定了一个粒子的位置，那么它的动量就会变得模糊，反之亦然。
量子态叠加：经典力学：在经典物理中，物体的状态是确定的，不会同时处于多种可能性之间。
量子力学：根据量子力学的叠加原理，微观粒子可以同时处于多种可能性的叠加状态。
例如，在双缝实验中，电子可以同时穿过两个缝隙，形成干涉条纹。
测量效应：经典力学：在经典力学中，测量一个物体的属性不会影响到物体的状态。
量子力学：根据量子力学，进行测量会导致系统的状态崩溃为一个确定值，这个过程被称为波函数坍缩。
总的来说，量子力学提出了一种全新的描述微观世界的框架，与经典力学在描述物体行为和特性上有明显的不同。
量子力学的发展为理解原子、分子、光子等微观粒子的行为提供了重要的理论基础，并且在许多现代技术和应用中发挥着关键作用。
量子力学的五大原理
线性展开(考虑本征值为分立谱情况)，即：
态中测得力学量F的值为本征值 n 的概
2
率为 C n
Cn为概率幅
量子力满足薛定谔方程
ˆ i H t
原理五：微观全同粒子体系的状态不因其粒子相互交
换位置而改变。 (微观粒子的全同性原理)
量子力学的五大基本原理：
原理一：微观体系的状态用一个复数函数即波函数完全描 述，波函数满足连续性、有限性、单值性。
原理二：力学量用厄密算符表示，而该算符的本征函数具
有正交性、归一性和完全性。
量子力学的五大基本原理：
原理三：体系的状态波函数
用算符
ˆ 的本征函数 F
Cn u n
在
n
un
什么是量子力学？
什么是量子力学？量子力学是研究微观物质世界中粒子运动和相互作用的物理学理论。
每个物质都由原子和分子组成，而这些微观粒子的运动和相互作用是由量子力学来描述的。
通过研究量子力学，我们可以更好地理解宇宙的本质和一些奇特的现象，如量子隧穿、纠缠等。
一、量子力学本质量子力学的本质是基于量子理论的。
量子力学的理论基础是波粒二象性，即粒子既有粒子又有波的特性。
在微观粒子的运动和相互作用中，波动性和粒子性会相互转换，并且存在随机性。
这种量子力学的本质和经典物理学有很大的差别。
二、量子力学重要概念1.量子态量子态是描述量子粒子状态的概念，可以用矢量空间中的向量来表示。
对于一个固定的粒子，它的量子态是唯一的，而对于多个粒子的量子态则可能存在一些相互依赖的情况。
2.波函数波函数是描述粒子运动和相互作用的数学函数。
通过对波函数的求解，可以得到粒子位置、动量等物理量的概率分布情况。
3.不确定性原理不确定性原理是量子力学的一个基本原则，它阐述了粒子位置和动量的确定所存在的局限性。
不确定性原理表明，如果我们精确地知道粒子的位置，那么我们就无法精确地知道它的动量，反之亦然。
三、量子力学的应用量子力学不仅是一门基础科学，而且在实际应用中有着广泛的作用。
以下是一些常见的量子力学应用：1.量子计算量子计算是利用量子力学的一些特性来实现更高效的计算，例如通过量子纠缠来实现超高速的运算。
2.量子通信量子通信利用量子纠缠来实现信息的安全传输。
由于量子态的测量会对测量过程产生影响，因此量子通信可以有效地防止信息被窃取。
3.量子电路量子电路是由一系列量子门组成的电路，用于实现量子计算等一些特定的量子力学应用。
量子电路的设计和构建是量子计算和量子通信等领域的基础。
总结：量子力学是一门重要的基础科学，在描述微观世界中粒子的运动和相互作用方面有着独特的作用。
通过对量子力学的研究，我们能够更好地理解宇宙的本质和一些奇特的现象。
同时，量子力学也有着广泛的实际应用，如量子计算、量子通信、量子电路等，在推动现代科技的发展方面发挥着重要的作用。
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量子力学一计算方法⏹分子力学: MM⏹半经验方法: MNDO、CNDO …⏹从头计算方法(ab initio methods): HF、post-SCF ( MP2、CI、CCSD、CASSCF…)⏹密度泛函理论: DFT⏹量子力学与分子力学结合: QM/MM；◌◌◌量子力学的重要性⏹从1925年之后，几乎所有的二十世纪的物质文明都是从相对论和量子力学这两个物理基础科学的发展衍生的。
原子构造、分子构造、核能、激光、半导体、超导体、Ｘ光、超级计算器……假如没有狭义相对论和量子力学，这一切都不会有。
相对论和量子力学作为物理学的基础，已成为现代精密科学的两大柱石。
二者的结合，不仅使物理学本身日新月异，而且也使物理学以外的其它自然科学改变了面貌。
量子化学与其它学科的交叉⏹物理化学: 计算热分子的力学性质、动力学性质、光谱性质、固体的化学成键性质等.－量子电化学；量子反应动力学；…⏹有机化学: 预测异构体的相对稳定性、反应中间体性质、反应机理与谱学性质(NMR,ESR…) 等。
―量子有机化学.分析化学: 实验光谱的解析等.无机化学: 过渡金属化合物的成键的性质的解析等。
―量子无机化学.生物化学: 活性中心结构、结构环境效应、酶与底物相互作用等。
―量子生物化学.随着计算量子化学方法与计算机科学的发展, 本世纪可望在复杂体系的精确量子化学计算研究方面取得较大进展.量子化学(Quantum Chemistry)量子化学是用量子力学原理研究原子、分子和晶体的电子层结构、化学键理论、分子间作用力、化学反应理论、各种光谱、波谱和电子能谱的理论, 以及无机和有机化合物、生物大分子和各种功能材料的结构和性能关系的科学.量子力学在化学中应用⏹量子化学现在已广泛地应用在化学、生物化学以及分子物理的各个分支学科中。
不仅用于解释观察的实验结果，补充实验条件达不到因而不能观察的一些实验结果，而且还被用于预见分子的结构、过渡态和反应途径；预见分子的电学、磁学和光学性质；应用于从Ｘ射线到ＮＭＲ等光谱中，以及大分子、晶体和溶液中分子间的相互作用。
量子力学在药物设计中应用⏹20世纪60年代开始运用量子化学（Quantum Chemistry）企图从电子水平研究药物作用的原理。
随着其本身不断完善和计算机技术的发展，量子化学已成为研究药物分子结构和性质的最重要方法之一。
理论简介⏹1900年Planck提出量子假设⏹能量不连续的概念与经典⏹物理学是完全不相容的！⏹普朗克本人也有很多的困⏹惑和彷徨· · · ·⏹1918 Nobel“我当时打算将基本作用量子h归并到经典理论范畴中去，但这个常数对所有这种企图的回答都是无情的”“企图使基本作用量子与经典理论调和起来的这种徒劳无功的打算，我持续了很多年，它使我付出了巨大的精力”普朗克（1858_1947）1905年，爱因斯坦引进光量子的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。
1907年，爱因斯坦提出固体的振动能量是量子化的，解释了低温下固体比热问题。
电流计理论简介⏹1905年Einstein提出光量子假说，直接推动了量子力学的产生与发展⏹1921 Nobel 光(波)具有粒子性，德布罗意假设那么实物粒子也应具有波动性。
实物粒子具有波动性吗?L.V. de Broglie（法，1892-1986）从自然界的对称性出发,认为:既然光(波)具有粒子性，1924.11.29.德布洛意把题为“量子理论的研究”的博士论文提交巴黎大学。
粒子的波动性理论简介⏹de Broglie的物质波理论量子力学理论体系是1923~1927这一阶段建立起来的。
矩阵力学和波动力学两个等价的理论几乎同时提出。
量子力学在旧的量子论基础上建立了起来。
以玻恩、海森伯为代表建立了矩阵力学，以薛定谔、德布罗意建立了波动力学。
玻恩对波函数的统计诠释⏹要描述微观粒子的运动，应该用一个函数（称为波函数），它必须能把“颗粒性”与“可叠加性”统一起来理论简介⏹1926年玻恩首次提出波函数的几率解释⏹1954 Nobel Prize理论简介⏹1925到1926年，Heisenberg和Schrödinger最终建立了量子力学，解决了原子物理、光谱等基本问题，取得了巨大成功奥地利物理学家薛定谔（Schrodinger 1887-1961）量子力学找微观粒子在不同条件下的波函数，就是：求不同条件下薛定谔方程的解。
1933年薛定谔获诺贝尔物理奖。
提出量子力学中最基本的方程。
量子力学研究化学问题⏹1885年根据埃格斯特朗发表的精确氢原子光谱实验数据，推出了一个经验公式，能非常精确地代表光谱系。
巴耳末6562Å4340Å4860Å玻尔（原子）模型：1913年玻尔把量子论推广到原子系统。
（1）定态条件：电子绕核作圆周运动，但不辐射能量（经典轨道+定态）。
（2）当原子从某一能量状态跃迁到另一能量状态时服从频率条件卢瑟福---玻尔。
（3）角动量量子化条件。
理论简介⏹Bohr运用量子理论和核式结构模型解决了氢原子光谱之谜量子化学的产生⏹1927年海特勒和伦敦用量子力学基本原理讨论氢分子结构问题，说明了两个氢原子能够结合成一个稳定的氢分子的原因，并且利用相当近似的计算方法，算出其结合能。
由此，使人们认识到可以用量子力学原理讨论分子结构问题，从而逐渐形成了量子化学这一分支学科。
⏹应用量子力学原理研究了两个氢原子组成氢分子的化学键本质海特勒泡利不相容原理：不可能有两个或两个以上的电子处在同一量子状态，即原子中的电子不可能有完全相同的四个量子数。
但是，泡利不相容原理反映的这种电子状态的严格的排斥性的物理本质是什么？至今尚不清楚。
理论简介⏹泡利的“不相容原理”又给量子力学抹上了灿烂的一笔。
⏹(W．Pauli,奥地利人1900—1958)⏹1945年诺贝尔物理奖理论简介⏹在1929年，当时的剑桥大学数学教授Paul Dirac，把整个化学归结成一些数学方程的基本定律已经完全搞清楚了，唯一的问题是方程太复杂，以至于不能解这些方程，这就是著名的“狄拉克方程”。
狄拉克方程⏹1928年把相对论引进了量子力学，建立了相对论形式的薛定谔方程⏹一是满足相对论的所有要求，适用于运动速度无论多快电子；⏹二是它能自动地导出电子有自旋的结论。
这一方程的解很特别，既包括正能态，也包括负能态。
⏹狄拉克由此做出了存在正电子的预言，认为正电子是电子的一个镜像，它们具有严格相同的质量，但是电荷符号相反。
量子化学形成⏹将狄拉克方程应用于化学就形成了量子化学。
由于相对论效应主要由内层电子提供，而外层电子在化学中起主导作用，因此在量子化学中主要求解Schrödinger方程理论简介⏹量子力学不仅较大地推动了原子物理、原子核物理、光学、固体材料、化学等科学理论的发展，还引发了人们对哲学意义上的思考。
解决化学问题的有关理论⏹量子化学的发展历史可分两个阶段：第一个阶段是1927年到20世纪50年代末，为创建时期。
其主要标志是三种化学键理论的建立和发展，分子间相互作用的量子化学研究。
⏹应用量子力学(quantum mechanics)原理处理化学问题，形成分子轨道理论、价键理论与配位场理论。
价键理论⏹在三种化学键理论中，价键理论是由鲍林在海特勒和伦敦的氢分子结构工作的基础上发展而成，其图象与经典原子价理论接近，为化学家所普遍接受。
配位场理论⏹配位场理论由贝特等在1929年提出，最先用于讨论过渡金属离子在晶体场中的能级分裂，后来又与分子轨道理论结合，发展成为现代的配位场理论。
分子轨道理论⏹分子轨道理论是在1928年由马利肯等首先提出，1931年休克尔提出的简单分子轨道理论，对早期处理共轭分子体系起重要作用。
⏹分子轨道理论易于使用计算机计算，计算较简便，又得到光电子能谱实验的支持，使它在化学键理论中占主导地位。
⏹三种化学键理论建立较早，至今仍在不断发展、丰富和提高，它与结构化学和合成化学的发展紧密相联、互相促进。
合成化学的研究提供了新型化合物的类型，丰富了化学键理论的内容；同时，化学键理论也指导和预言一些可能的新化合物的合成；结构化学的测定则是理论和实验联系的桥梁。
⏹第二个阶段是20世纪60年代以后。
主要标志是量子化学计算方法的研究，其中严格计算的从头算方法、半经验计算的全略微分重叠和间略微分重叠等方法的出现，扩大了量子化学的应用范围，提高了计算精度。
⏹1928～1930年，许莱拉斯计算氦原子，1933年詹姆斯和库利奇计算氢分子，得到了接近实验值的结果。
70年代又对它们进行更精确的计算，得到了与实验值几乎完全相同的结果。
计算量子化学的发展，使定量的计算扩大到原子数较多的分子，并加速了量子化学向其他学科的渗透。
⏹量子化学的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。
量子化学应用⏹量子化学的研究结果在其他化学分支学科的直接应用，导致了量子化学对这些学科的渗透，并建立了一些边缘学科，主要有量子有机化学、量子无机化学、量子生物和药物化学、表面吸附和催化中的量子理论、分子间相互作用的量子化学理论和分子反应动力学的量子理论等。
⏹其它化学许多分支学科也已使用量子化学的概念、方法和结论。
例如分子轨道的概念已得到普遍应用。
绝对反应速率理论和分子轨道对称守恒原理，都是量子化学应用到化学反应动力学所取得的成就。
⏹今后，量子化学在其他化学分支学科的研究方面将发挥更大的作用，如催化与表面化学、原子簇化学、分子动态学、生物与药物大分子化学等方面。
分子轨道理论的三个近似⏹分子轨道理论最早由Hartree提出，后来Fock进行了改进，因此，又称为Hartree-Fock理论。
分子轨道理论在物理模型上有三个基本近似：非相对论近似，Born-Oppenheimer近似（绝热近似）及单电子近似（轨道近似）。
非相对论近似⏹非相对论近似是电子在原子核附近运动而不被原子核俘获，必须保持很高运动速度。
近似认为电子质量等于电子静止的质量，即电子质量恒为1个单位。
Born-Oppenheimer近似⏹Born-Oppenheimer近似是在计算分子总能量（电子总能量与核排斥能之和）时，把电子的运动和核的运动分开处理，忽略贡献很小的电子态之间偶合项，即非绝热项，故又称绝热近似。
单电子近似⏹单电子近似则把每个电子都近似地看着是在原子核和其余n-1个电子构成的平均势场中无能无力，认为电子波函数为n个电子所占据的轨道（单电子函数）的乘积。
⏹导致分子轨道理论的一个核心概念——自洽场(selfconsistent SCF)的出现。