量子化学（quantum chemistry）是理论化学的一个分支学科，主要应用量子力学的原理和方法研究化学问题，是一门基础科学。从头算量子化学方法是基于量子化学的计算化学方法，通过求解电子薛定谔方程，获取如电子密度、能量和热力学量等有用信息的重要计算方法，用以处理给定原子核位置和电子数的情况。该方法旨在计算多电子函数，即非相对论和在波恩-奥本海默近似下解出的电子薛定谔方程的解。多电子函数通常由多个简单电子函数的线性组合获得，其中主要函数为Hartree-Fock函数。在单电子近似条件下，仅使用一个电子函数来近似上述多个简单函数，然后将单电子函数展开为有限基函数集的线性组合。量子化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、分子间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、无机、合成、小分子环境转化、团簇化学、均相催化、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：Gromacs， ORCA，Dmol3等

可以计算的内容包括但不限于：

• 分子性质预测，如静电势、偶极矩、布居数、轨道特性、键级、电荷、极化率、电子亲和能、电离势、自旋密度、电子转移等

• 光谱预测，红外、拉曼、紫外吸收、荧光、磷光、核磁谱、圆二色谱、旋光度等

• 激发态反应，如激发态结构确定、激发能、跃迁偶极矩、荧光光谱、磷光光谱、势能面交叉研究等

• 化学反应机理，如稳态及过渡态结构确定、反应热、反应能垒、反应机理及反应动力学等

• 弱相互作用，氢键、卤键、硫键、π-π堆积、盐桥、阳离子-π、疏水作用力等