量子化学模拟计算能干啥？
做有机方向，除了实验数据，不知道文章还放啥？
研究光电材料，想提前筛选方案，不知道咋下手？
想搞清楚反应机理，手里没有有效的研究手段？
别捉急啊，量子化学模拟计算来帮你！
快来看看量子化学都能干些啥吧！指定能帮到你！
结构优化是所有量子化学计算的必经步骤，可以得到基态和激发态分子，以及过渡态的结构信息，包括立体结构，各键长键角等。
在此基础上可对得到的结构进行深入的波函数分析与计算，得到轨道图形、电荷分布、键级等数据。还可进行弱相互作用分析、芳香性分析、电子激发分析、反应位点预测等。
通过计算分析轨道特征是对新型化合物进行研究的标配方法
(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 14244)
Hirshfeld surface analysis对研究分子晶体内的弱相互作用极为有用 (CrystEngComm, 2009, 11, 19-32)，证明分子间的弱相互作用方式除了测量原子间距离和夹角这种低级方式外，量子化学计算可以提供更多更吸引人的方式。
对于分子间的弱相互作用影响，RDG分析和IGM分析则是首选，可以通过对分析得到的图形中颜色的辨认，直接读取分子间弱相互作用方式。（蓝，氢键等；绿，范德华作用等，红，位阻作用等）
反应位点预测是进行反应物筛选的重要手段，目前已经有很多种经得起推敲的预测手段（轨道成分分析，静电势分析，原子电荷分析、福井函数）被提出。反应位点预测是探究反应机理以及节省实验耗时的重要手段。(Struct Chem (2014) 25: 1521.)
通过对顺磁环流的计算研究锇配合物的金属芳香性
（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13749.）
反应机理计算是量子化学最重要的应用之一。量子化学计算可以给出反应中可能存在的各中间体和过渡态的能量，给出反应路径中各步的热力学和动力学，进而确定反应机理。整合实验测得的各种信息，填补机理实验无法确定的空白，或是从多种可能性中找出最优机理，都是量子化学计算的强项。
计算已经成为现代化学确定机理的最有效手段。除了给出各基元步骤的热力学和能垒外，还可以对速率、动力学同位素效应、隧穿等进行计算，物理有机化学家感兴趣的各种信息都可以由量子化学计算给出。
计算给出的反应势能面和各关键过渡态结构（Nat. Chem. 2017, 9, 1126.）
计算表明钴催化硅氢化的活性物种并非过去认为的Co(I)而是Co(0)物种，这一预言被之后的实验证实（J. Org. Chem. 2018, 83, 23, 14646.）
3光谱计算/光电磁性质预测
量子化学计算对红外、拉曼、核磁、圆二色谱等进行预测，是对不稳定化合物光谱指认最重要的手段。计算结果可以给出完整的光谱图以及每个峰对应的跃迁，结合轨道分析等手段可以有力地对化合物的光谱行为进行解释和预测。量化可以解释荧光强度与寿命的变化，考察其变化的成因。
除光谱外，量子化学可以计算的范围还包含零场裂分（ZFS）参数、旋轨耦合常数、极化率和超极化率等，从而成为化合物光电磁性质预测的有利武器。计算是单分子磁体研究的标配，在OLED材料等具备特殊性能的分子的预先筛选中也有广泛应用。
通过对红外光谱计算值和观测值的对比指认了一系列质谱中观测到的碳正离子信号
（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 19, 6034.）
对荧光探针的理论计算中，分析HOMO LUMO是最常用的也是最错误的分析方法，应该分析的是激发态情况下的轨道跃迁情况，对分析荧光强度以及猝灭原因都很有用
结合光谱测定和计算手段探明化合物的各光物理过程，并从轨道特征中窥见其光物理特性。图中出现的所有激发态的能量，几何结构和电子结构都可以由计算给出
（JACS ASP, doi: 10.1021/jacs.9b02765）
以上内容，科学指南针都可以提供计算服务，有需求联系项目负责人：
谢老师：15210358385
Chemistry is no longer a purely experimental science.
- John A. Pople 1998
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