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Exploring Chemistry with Electronic Structure MethodSecond EdithionJames B. ForesmanAeleen FrischGaussian, IncPittsburgh, PA2002年9月25日特别声明本文转自南开大学BBS，在此对译者表示衷心感！！！！用Gaussian研究化学问题说明接触Gaussian已经很久了，但真正用Gaussian做东西还是临近博士毕业时的事情。
当时做计算的时候，就特别希望有一本具体怎么使用从头算的书，可惜一直没有找到。
来到这里后，在新买的Gaussian98包中发现了这本书，感觉如获至宝，也希望能够提供应想用Gaussian做东西的朋友。
我不是专门做量化的，很多术语不清楚怎么翻译，手头又没有中文的资料，错误的地方，只能希望行来指点了。
其实这本书里面介绍的东西，不止限于Gaussian 程序的。
对于从事从头算研究的都有帮助。
容中有很多计算实例，都是在Gaussian94，98程序中提供的。
节译自Exploring Chemistry with Electronic Structure Methos，SecondEdition，作者James B。
Foresman，Eleen FrischGaussian，Inc，USA，1996目录特别声明１用Gaussian研究化学问题１说明１前言1运行Gaussian2Unix/Linux平台2Windows平台2输出文件2第一章计算模型31.1 计算化学概述3分子力学理论3电子结构理论4密度泛函(Density Functional Methods)41.2 化学模型(Model Chemistries)4定义化学模型4模型的组合5第二章单点能计算52.1 能量计算设置5路径5计算的名称6分子结构6多步计算62.3 输出文件中的信息6标准几何坐标。
6能量6分子轨道和轨道能级6电荷分布7偶极矩和多极矩7CPU时间和其他72.4 核磁计算7第三章几何优化93.1 势能面93.2 寻找极小值9收敛标准10几何优化的输入10检查优化输出文件103.3 寻找过渡态103.4 难处理的优化11第四章频率分析134.1 预测红外和拉曼光谱13频率计算的输入13频率和强度13矫正因子和零点能。
高一化学每一章总结知识点高一化学是中学化学学科的第一年学习阶段，在这一学年中，学生们需要学习各种基础的化学知识点。
为了帮助学习者更好地总结和回顾这些知识点，下面将对每一章的内容进行概括和总结。
第一章：化学基础知识1. 原子结构：学习了原子的组成以及质子、中子和电子的性质。
2. 周期表：了解了元素周期表的构成和元素的分类，掌握了元素符号、原子序数和质量数的概念。
3. 元素的性质：学习了元素的物理性质和化学性质，如金属和非金属的区别、氧化还原性等。
第二章：化学反应与计算1. 化学方程式：了解化学方程式的表示方法，学习了如何平衡化学方程式。
2. 化学计算：熟悉了摩尔质量、摩尔比和化学计算等概念，掌握了化学计算的基本方法。
第三章：离子反应与电解质1. 离子反应：学习了离子的定义和离子反应的特点，了解了酸碱中的离子反应和沉淀反应等。
2. 电解质：认识了电解质的概念和离子化程度的影响，理解了强电解质和弱电解质。
第四章：质量、物质与能量1. 相对原子质量：学习了如何计算相对原子质量和分子式。
2. 物质的量和摩尔质量：了解了物质的量的概念并学习了如何计算物质的量和摩尔质量。
3. 燃烧反应：掌握了燃烧反应的基本概念和相关计算方法。
第五章：氧化还原反应1. 氧化还原反应的基本概念：了解了氧化还原反应的规律和判断方法。
2. 电极电势：学习了电极电势的概念以及如何计算标准电极电势。
第六章：酸和碱1. pH值：了解了pH值的含义和计算方法，理解了酸碱指示剂的原理。
2. 酸碱滴定：学习了酸碱滴定的基本过程和相关计算方法。
第七章：盐和金属1. 盐的命名和性质：学习了盐的命名规则和常见盐类的性质。
2. 金属的性质：了解了金属的物理性质和化学性质，包括金属的可塑性和导电性。
第八章：材料的结构与性质1. 金属材料：学习了金属晶体的结构和金属的物理性质，了解了金属合金的种类和应用。
2. 非金属材料：认识了陶瓷材料、高分子材料和复合材料的结构和应用。
2015—高三化学01 班级:_________ 小组:___________ 姓名:____________评价:_____ 12015秋高三化学我规范，我行动。
我成长，我快乐！课型：复习 上课时间： 月 日 第 周 主备人：初立奇 审核人：初立奇2发展学生个性，追求教育品质！数据转化为物质的量是相当的。
如O 2,1mol 相当于32g 或标况下的22.4L【典例解析】例1 ①18gH 218O 中含有的质子数、中子数、电子数分别是多少？②将15 mL 2 mol·L －1 Na 2CO 3溶液逐滴加入到40 mL 0.5 mol·L －1 MCln 盐溶液中，恰好将溶液中的M n+离子完全沉淀为碳酸盐，则MCln 中n 值 是多少？③将a molSO 2通入含有b mol Cr 2O 72-的溶液中，恰好使溶液颜色褪去，已知SO 2 全部转化为 SO 42-，则还原产物中Cr 元素为几价？④a g RO 32-气体中含有b 个氧原子，则c g RO 2 在标况下的体积为多少升？知识模块二、阿伏伽德罗定律及其推论1、内容：阿伏伽德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
这个结论叫阿伏加德罗定律2、理解阿伏伽德罗定律常采用克拉贝隆方程，PV=nRT①指出各字母的含义②利用该方程解释阿伏伽德罗定律③勾画出阿伏伽德罗定律的关键词，并用心识记【典例解析】例2 判断下列说法是否正确，并给出对应的解释 ①同温同压下，气体摩尔质量之比等于密度之比 ②同温同压下，CO 和N 2 具有相同的原子数③相同条件下，体积相同的任何物质均具有相等的微粒个数【达标检测】1、当燃烧8.96升由CH 4、CO 、C 2H 6组成的混和气体时，除生成水外，还生成13.44升CO 2气体(气体体积均在标准状况下测定)。
则原混和气体中含C 2H 6的物质的量是（ ） A 、0.2mol B 、0.4 mol C 、0.6 mol D 、0.8 mol2015—高三化学01 班级:_________ 小组:___________ 姓名:____________评价:_____ 32015秋高三化学我规范，我行动。
化学计算专题一——相对原子质量及分子式的确定[考点扫描]有关相对原子质量、相对分子质量及确定化学式的计算。
[知识指津]1．气体物质相对分子质量的求法应用气体摩尔体积及阿伏加德罗定律等基本概念，依据气态物质在标准状况下的密度和气态方程式求相对分子质量，也可以根据气体的相对密度求相对分子质量。
2．确定物质化学式的方法(1)根据元素的质量分数求物质的化学式方法一：先计算出相对分子质量，求出元素的质量，然后直接求出各元素原子在化合物中的个数，即求得化学式。
方法二：同样先计算出相对分子质量，由元素的质量分数求出化合物中各元素的原子个数最简整数比即得到最简式，再求出分子式。
(2)根据物质的通式求有机物的分子式已知相对分子质量，根据各类有机物的通式求出有机物分子中的碳原子个数确定分子式。
(3)根据物质化学性质写出有关的化学方程式，利用质量守恒等，计算推导物质的化学式(包括根据燃烧产物确定化学式)。
3．确定复杂化学式的计算。
该类题目的特点是：常给出一种成分较为复杂的化合物及其发生某些化学反应时产生的现象，通过分析、推理、计算，确定其化学式。
此类题目将计算、推断融为一体，计算类型灵活多变，具有较高的综合性，在能力层次上要求较高。
其解题的方法思路：一是依据题目所给化学事实，分析判断化合物的成分；二是以物质的量为中心，通过计算确定各成分的物质的量之比。
确定化学式的计算，关键在于理解化学式的意义，准确计算相对分子质量及元素的种类、个数，书写化学式还要符合化合价原则，防止出现不切合实际的化学式。
[范例点击]例1固体A在一定温度下分解生成B、C、D三种气体：2A＝B+2C+3D，若测得生成气体的质量是相同体积的H2的15倍，则固体A的摩尔质量是()A．30g·mol-1B．60g·mol-1C．90g·mol-1D．20g·mol-1解析本题着重考查质量守恒和有关气体摩尔质量的计算。
化学计量法和化学计算化学计量法和化学计算是化学领域中重要的计算方法和技巧，用于研究化学反应过程中物质的量和比例关系。
通过精确的计量和计算，可以帮助化学家预测反应的产率、计算摩尔量以及确定反应的平衡状态。
本文将介绍化学计量法和化学计算的基本概念和应用。
一、化学计量法的概念和原理化学计量法是通过化学反应中的物质的量关系，计算和推导出其他物质的量的方法。
其基本原理是以反应方程式中的化学计量关系为基础进行计算。
化学计量法的应用领域广泛，包括化学合成、分析化学以及确定元素的相对原子质量等。
在化学计量法中，常用的计量单位是摩尔。
摩尔是物质量的计量单位，用化学计量单位的摩尔质量表示。
化学计量法通过化学方程式中的化学计量关系以及已知物质的质量或化学计量关系推导未知物质的质量。
化学计量法的基本步骤包括确定所需计算的物质、编写反应方程式、确定已知和未知物质的质量以及根据化学计量关系计算出未知物质的质量。
例如，已知某化学反应中产生了1 mol的H2O，需要计算反应中产生的CO2的摩尔量，可以通过已知的化学计量关系计算出。
二、化学计算的应用化学计算在化学领域中具有广泛的应用，以下将介绍一些常见的应用。
1. 反应产率的计算反应产率是指化学反应中实际产生的物质在理论上可以产生的最大量之比。
通过化学计量法可以根据已知物质的质量和反应的化学计量关系计算反应产率。
2. 摩尔质量的计算摩尔质量是指物质1摩尔的质量，通常以g/mol表示。
通过已知物质的质量和化学计量关系，可以计算出未知物质的摩尔质量。
3. 反应平衡的计算在化学反应中，反应物和产物之间存在一定的比例关系，即反应平衡。
通过化学计算可以确定反应平衡时各个物质的摩尔量，并帮助化学家预测反应的方向和平衡常数。
4. 结晶水的计算结晶水是某些物质中结合的水分子，通过化学计量法可以计算出物质中结晶水的摩尔量。
例如，通过质量差异可以计算出固体物质中结晶水的摩尔量，进而确定物质的化学组成。
Gaussi an 量子化学计算技术与应用Gaussian 是做半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件，可研究诸如分子轨道，结构优化，过渡态搜索，热力学性质，偶极矩和多极矩，电子密度和电势，极化率和超极化率，红外和拉曼光谱，NMR，垂直电离能和电子亲合能，化学反应机理，势能曲面和激发能 QM/MM 计算等化学领域的许多课题。
应用非常广泛，而且易于上手。
一、理论计算化学理论及相关程序入门1 理论计算化学简介1.1 理论计算化学概述1.2 HF理论及后HF方法(高精度量化方法)1.3 密度泛函理论和方法1.4 不同理论计算方法的优缺点及初步选择1.5 基组及如何初步选择基组2 Gaussian安装及GaussView安装及基本操作2.1 Gaussian安装及设置（Win版和Linux版）2.2 GaussView安装及设置2.3 GaussView使用及结构构建3 Linux、Vi编辑器等及Gaussian基本介绍3.1 学习Linux基本命令及Vi编辑器3.2 详细认识输入文件和输出文件（Win和Linux）3.3 构建Gaussian输入文件并提交任务二、Gaussian专题操作及计算实例4 Gaussian专题操作Ⅰ：（均含操作实例）4.1 结构几何优化及稳定性初判4.2 单点能（能量）的计算及如何取值4.3 开壳层与闭壳层计算4.4 频率计算及振动分析(Freq)4.5 原子受力计算及分析（Force）4.6 溶剂模型设置及计算（Solvent）5 Gaussian专题操作Ⅱ：（均含操作实例）5.1 分子轨道、轨道能级计算及查看5.2 HOMO/LUMO图的绘制5.3 布居数分析、偶极矩等计算及查看5.4 电子密度、静电势计算及绘制（SCF、ESP）5.5 自然键轨道分析（NBO）三、 Gaussian进阶操作及计算实例6 Gaussian进阶操作I：势能面相关（均含操作实例）6.1 势能面扫描 (PES)6.2 过渡态搜索（TS和QTS）6.3 反应路径IRC等6.4 反应能垒：熵，焓，自由能等7 Gaussian进阶操作II：——各类光谱计算及绘制（均含操作实例）7.1 紫外吸收，荧光和磷光7.2 红外光谱IR7.3 拉曼光谱RAMAN7.4 核磁共振谱NMR7.5 电子/振动圆二色谱（ECD/VCD）7.6 外加电场与磁场(Field)8 Gaussian进阶操作III：——激发态专题8.1 垂直激发能与绝热激发能8.2 垂直电离能与电子亲和能8.3 重整化能（重组能）8.4 激发态势能面8.5 激发态能量转移（EET）8.6 自然跃迁轨道（NTO）8.7 激发态计算方法讨论9 Gaussian进阶操作IV：——高精度和多尺度计算方法9.1 多参考态(CASSCF)方法及操作9.2 背景电荷法9.3 ONIOM方法与QM/MM方法及操作9.4 结合能（ Binding Energy ）和相互作用能（包含BSSE 修正，色散修正等）9.5 非平衡溶剂效应及其修正四、 Gaussian计算专题与实践应用10 Gaussian综合专题I：Gaussian报错及其解决方案10.1 如何查看报错及解决Gaussian常见报错10.2 专项：SCF不收敛解决方案10.3 专项：几何优化不收敛（势能面扫描不收敛）解决方案10.4 专项：消除虚频等解决方案10.5 专项：波函数稳定性解决方案11 Gaussian综合专题II：常用密度泛函和基组分类、特点及选择问题11.1 Jacobi之梯下的交换相关能量泛函11.2 常见交换相关泛函优缺点及用法11.3 长程修正泛函、色散修正泛函等11.4 常见基组特点及用法选择（自定义基组等，基组重叠误差等）12 Gaussian文献I: 聚集诱导荧光（AIE）和激发态分子内质子转移（ESIPT）12.1 聚集诱导荧光(AIE)与聚集诱导猝灭（ACQ）12.2 激发态质子转移ESIPT12.3 晶体结构及分子建模12.4 QM/MM与ONIOM计算12.5 重整化能，圆锥交叉及质子转移(文献：Dyes and Pigments Volume 204, August 2022, 110396 )13 Gaussian文献专题II: 热激活延迟荧光(TADF)13.1 热激活延迟荧光TADF机理13.2 分子内能量转移Jablonski图13.3 旋轨耦合与各类激发能13.4 辐射速率、非辐射速率、（反）系间穿越等13.5 评估荧光效率（文献： ACS Materials Lett. 2022, 4, 3, 487–496 ）14 其他量化软件简介及总结Molcas/Molpro, Q-chem, lammps, Momap, ADF, Gromacs等详情：【腾讯文档】Gaussian量子化学、LAMMPS分子动力学课程。
1计算化学概述计算化学在最近十年中可以说是发展最快的化学研究领域之一。
究竟什么是计算化学呢?由于其目前在各种化学研究中广泛的应用, 我们并不容易给它一个很明确的定义。
简单的来说, 计算化学是根据基本的物理化学理论通常指量子化学、统计热力学及经典力学及大量的数值运算方式研究分子、团簇的性质及化学反应的一门科学。
最常见到的例子是以量子化学理论和计算、分子反应动力学理论和计算、分子力学及分子动力学理论和计算等等来解释实验中各种化学现象,帮助化学家以较具体的概念来了解、分析观察到的结果。
对于未知或不易观测的化学系统, 计算化学还常扮演着预测的角色, 提供进一步研究的方向。
除此之外, 计算化学也常被用来验证、测试、修正、或发展较高层次的化学理论。
同时准确或有效率计算方法的开发创新也是计算化学领域中非常重要的一部分。
简言之, 计算化学是一门应用计算机技术, 通过理论计算研究化学反应的机制和速率, 总结和预见化学物质结构和性能关系的规律的学科。
如果说物理化学是化学和物理学相互交叉融合的产物, 那么计算化学则是化学、计算机科学、物理学、生命科学、材料科学以及药学等多学科交叉融合的产物, 而化学则是其中的核心学科。
近二十年来, 计算机技术的飞速发展和理论方法的进步使理论与计算化学逐渐成为一门新兴的学科。
今天、理论化学计算和实验研究的紧密结合大大改变了化学作为纯实验科学的传统印象, 有力地推动了化学各个分支学科的发展。
而且, 理论与计算化学的发展也对相关的学科如纳米科学和分子生物学的发展起到了巨大的推动作用。
2计算化学的产生、发展、现状和未来2.1计算化学的产生计算化学是随着量子化学理论的产生而发展起来的, 有着悠久历史的一门新兴学科。
自上个世纪年代量子力学理论建立以来, 许多科学家曾尝试以各种数值计算方法来深人了解原子与分子之各种化学性质。
然而在数值计算机广泛使用之前, 此类的计算由于其复杂性而只能应用在简单的系统与高度简化的理论模型之中, 所以, 即使是在此后的数十年里, 计算化学仍是一门需具有高度量子力学与数值分析素养的人从事的研究, 而且由于其庞大的计算量, 绝大部分的计算工作需依靠昂贵的大型计算机主机或高端工作站来进行。
2.2计算化学的发展从60年代起,由于电子计算机的兴起使量子化学步人蓬勃发展的第二阶段, 其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计算方法、半经验计算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应用的范围, 提高了计算的精度。
在先于计算机的第一发展阶段中, 已经看到实验和半经验计算之间的定性符合。
在第二阶段里, 由于引人了快速计算机, 从头计算的结果可以与实际半定量的符合。
在世纪结束以前, 计算化学研究进展学正处于第三阶段的开端, 当我们理论上可以达到实验的精度时, 计算和实验就成为科研中不可偏废、互为补充的重要手段。
在量子化学发展历史上, 计算方法的开发是至为重要的。
在二十世纪年代中期开始, 由于使用在个人计算机上的处理器,几抽以及外围设备如高速内存及硬盘的大幅进步, 个人计算机的运算速度已经直逼一些传统的工作站再加上个人计算机系统无需负担传统多人多任务系统中复杂的作业,使得个人计算机逐渐开始成为从事量子化学计算的一种经济而有效率的工具。
计算化学普及的另外一个原因是图形接口的发展与使用。
此前计算工作的输人与输出都是以文字方式来表示, 不但输人耗时易错,许多计算结果的解读也非常不易。
近年来图形接口的使用大大简化了这些过程, 使得稍具计算化学知识的人都能够轻易地设计复杂的理论计算, 并且能够以简单直接的视觉效果来分析计算所得的结果。
现在的人们已经很难想象以往化学计算工作者成天坐在计算机终端机前逐字地将大分子的矩阵敲人的情形。
计算化学的现状从验证解释跨越到预示设计—计算化学面临的机遇与挑战化学已经成为一门实验与理论并重的科学。
即化学的进步必须依靠“实验、理论方法和计算”三驾马车同时拉动, 化学理论及其由此建立和发展起来的计算化学为化学、物理、生命及材料科学的发展提供了不可替代的支撑作用, 从而成为化学不可或缺的组成部分, 化学的发展由此进人了一个新的阶段。
借助于新理论及其计算方法, 依靠计算机技术,利用理沦计算仅仅定性地说明和验证实验结论的时代已经过去精确计算纠正实验的错误、考察实验难以确认的中间微观过程, 合理、定量而有效地解释隐藏在现象背后的原因从而揭示其本质、在总结规律的基础上做出预示甚至设计新的分子或功能材料, 已经成为现实。
化学也因此正在经历着一场空前的革命性变化。
自从年和因为建立和发展量子化学计算方法而获得诺贝尔奖金后,实际上宣告了量子化学理论和计算方法已经足够成熟。
颁奖公告说“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具, 将化学带入一个新时代, 在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。
化学不再是纯粹的实验科学了”。
所以在21世纪, 理论和计算方法的应用将大大加强, 理论和实验更加密切结合。
今后在该领域的研究应该是向应用领域开拓, 在不断开拓其应用领域的过程中逐步改善其方法。
基于这样的构思, 这方面研究将对许多学科在分子水平上的发展作出不可估量的贡献。
它不仅可验证、解释各类实验现象, 更重要的是可以预测还未实现的实验结果及发现现在实验结果中的不合理现象。
2.3计算化学的未来由于计算化学主要是依靠计算机作为硬件载体和实施手段的一门学科, 因此, 计算机技术的发展将对其起到一定的促进作用。
由于计算机科技进步的速度非常快, 因此不易预测长远的未来计算化学的发展。
十五年来在功能上有超过倍的提升, 而未来十五年的发展又是如何呢依照专家的估计, 由于物理定律的限制, 类似现有的处理器结构在功能上大概只有十倍的成长空间。
短期来看, 平行处理的技术可大幅提升运算的效率长远而言,或许光学计算机甚至于量子计算机将会提供现今无法想象的计算速率。
然而, 计算化学要有真正突破性的发展, 除了硬件的进步外, 理论上的研究似乎更为重要。
目前对于大分子的计算限于理论的复杂性只能使用分子力学或半经验法而且就算计算机功能上能有倍的提升,距离准确的量子仿真仍有一段距离。
目前的理论方法, 仅能对大约小于十个原子的系统达到化学误差一一内的准确度而且这些准确的计算方法的计算量大约是跟系统大小的七次方成正比。
因此, 计算机计算功能的提升通常并无法将可准确仿真的系统加大多少。
一般认为要能以计算化学准确仿真各种生物及材料系统, 理论化学家需要研发出计算量仅与系统大小的平方甚至一次方成正比的准确量子化学方法。
因此, 我们可以预见, 随着计算机技术和化学计算方法的进一步发展, 计算化学必将对真正意义上的现代化学产生巨大的推动作用。
3计算化学常用的方法及其介绍下面对计算化学中常用的几种理论计算方法作一个简单的介绍：3.1 从头算方法从头算方法仅使用一些最基本的物理常数（如光速、普朗克常数等）作为已知参数，完全利用数学工具来求解薛定锷方程，而不引入任何经验性质的化学参数。
由于绝大多数化学体系的薛定锷方程没有严格的解析解，只能在求解的过程中引入各种数学近似，使用数值解法得到结果。
因此，从头算方法并不是100%的从头算，给出的结果并不是薛定锷方程的严格解，使用不同的从头算方法得到的解的精度也各不相同。
下式是Schr觟dinger 方程，量子化学的一个基本问题就是求解Schr觟dinger 方程。
3.2半经验方法从头算法虽然有严谨的理论支持，能得到较好的计算结果，但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时，计算很耗时，其计算代价无法承受。
为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点，科学家们以从头算法为基础，忽略一些计算量极大但是对结果影响极小的积分，或者引用一些来自实验的参数，从而近似求解薛定谔方程，就诞生了半经验算法。
如：AM1、PM3、MNDO、CNDO、ZDO 等。
半经验方法理论上没有从头算法那么严谨，因而在处理复杂体系的中间体、过渡态时会遇到一定的困难，其计算的结果只带有定性和半定量的特性。
3.3密度泛函方法（DFT）密度泛函方法也要求解薛定锷方程，但与从头算法和半经验法不同的是，密度泛函方法不使用波函数，而使用电子的空间分布（即电子密度函数）。
通常情况，密度泛函方法在计算速度上优于从头算方法，而在精度上可与较高级别的从头算法相媲美。
上世纪90 年代以来，DFT 方法发展迅速，已经在理论计算的很多方面如计算键能、预测化合物结构和反应机理等方面，取得了巨大成功。
它的突出优点就是运算快速，同时能很好地处理电子相关。
4计算化学的应用随着人们对“化学不再是纯实验科学”论断认识的不断提高, 理论化学和计算化学将在各个化学研究领域和交叉学科领域发挥作用。
特别是随着当前世界学科前沿的发展趋势, 材料、生命、医药、环境等学科越来越被政府和科学家们重视,理论化学和计算化学也将在这几个方面发挥重大作用。
从现在来看, 其重要应用领域包括以下几个方面在纳米科学中关于纳米尺寸效应的理论研究纳米微粒的性质表面效应表面原子与体向原子的比例随粒径减小急剧增大, 比表面积急剧增大表面效应表面原子配位高度不饱和, 表面原子活性很高。
量子尺寸效应当粒子尺寸下降到某一值时, 金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级, 以及能隙变宽, 物理和化学随粒子数的增加出现不连续的变化。
小尺寸效应微粒尺寸与光波波长、德布罗意波长等物理特征尺寸相当或更小时, 晶体周期性的边界条件将被破坏, 非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小, 导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的小尺寸效应。
纳米催化剂中的尺寸效应纳米粒子与周期性大块固体物质物理和化学性质的显著差异, 是造成其催化性能与传统催化剂非常不同的根本原因, 相应地, 纳米催化剂的催化活性、选择性也与大块固体催化剂的有显著不同, 出现显著的小尺寸效应。
量子尺寸效应一一个原子一个原子的调节催化剂的活比和选择性。
5结束语近十几年来，由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学计算变得更加迅速和方便。
目前在材料、能源、催化以及生物大分子体系研究中，量子化学发挥了重要的作用。
可以预言，在不久的将来，计算化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。
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