目次
66 関係: AMBER (分子動力学)、励起状態、原子価結合法、半経験的分子軌道法、多配置自己無撞着場、密度汎関数理論、局所密度近似、中辻博、一般化勾配近似、化学シフト、ネイチャー、ハートリー＝フォック方程式、メラー＝プレセット法、ラマン効果、ロンドン分散力、ローターン方程式、フランク＝コンドンの原理、ニュートン法、制限開殻ハートリー＝フォック法、分子力学法、分極率、分極連続体モデル、周期的境界条件、イオン化エネルギー、エントロピー、エンタルピー、カリフォルニア大学バークレー校、カリフォルニア工科大学、カーネギーメロン大学、ガウス軌道、グラフィカルユーザインタフェース、ジョン・ポープル、スレーター軌道、ソフトウェア、円偏光二色性、CNDO/2、磁化率、紫外可視近赤外分光法、結合クラスター法、遷移状態、非制限ハートリー＝フォック法、非経験的分子軌道法、計算化学、超微細構造、赤外分光法、量子化学、自由エネルギー、配置間相互作用法、電子スピン共鳴、電気陰性度、... インデックスを展開 (16 もっと) »
AMBER (分子動力学)
AMBER（アンバー、）は、生体分子の分子動力学計算のための力場群である。最初はカリフォルニア大学サンフランシスコ校のピーター・コールマンのグループによって開発された。AMBERは、これらの力場をシミュレーションする分子動力学ソフトウェアパッケージの名称でもある。現在は、ラトガース大学のデイビッド・ケイス、ユタ大学のトム・チーサム、NIEHSのトム・ダーデン、ミシガン州立大学のケン・マーズ、ストーニーブルック大学のカルロス・シマーリング、カリフォルニア大学アーバイン校のレイ・ルオ、エンサイシブ・ファーマシューティカルズ社のジュメイ・ワンによって維持管理がされている。 AMBERによりエタン分子の結合の伸縮エネルギーが最小化される。
励起状態
量子力学において、励起状態（れいきじょうたい、Excited state）は、（原子、分子、あるいは原子核といった）系のハミルトニアンの固有状態のうち、基底状態より高いエネルギーの全ての固有状態（量子状態）を指す。励起（Excitation）は、光、熱、電場、磁場などの外場によって引き起こされる。励起により、基底状態にあった固有状態は励起状態へ、励起状態にあった固有状態はより高いエネルギーを持った励起状態へ移る。 励起を引き起こすものは、上記以外にも電子や陽子、中性子、分子、イオンの入射、衝突や、フォノンなどによる励起もある。 密度汎関数法に基づくバンド計算では、励起状態が正しく求まる保証がない（→密度汎関数法参照）。
原子価結合法
量子化学において原子価結合法（げんしかけつごうほう、valence bond theory、略称: VB法）とは、化学結合を各原子の原子価軌道に属する電子の相互作用によって説明する手法である。
半経験的分子軌道法
半経験的分子軌道法（はんけいけんてきぶんしきどうほう、semi-empirical molecular orbital method）では、ハートリー-フォック方程式を解く際に経験的パラメータを使用して、分子の電子状態を計算する。ab initio分子軌道法に比べ計算量が大幅に減少するため、大きな分子を取り扱うのに有利である。また、経験的パラメータを用いることによって電子相関効果の一部を含むことができる。その近似方法には、省略する分子積分や用いるパラメータによって多くの手法が存在する。
多配置自己無撞着場
多配置自己無撞着場（たはいちじこむどうちゃくば、Multi-configurational Self-consistent Field、略称: MCSCF）は、量子化学において、全電子波動関数の取り扱いがハートリー＝フォック法や密度汎関数理論では不十分な場合（低励起状態で擬縮退している分子の基底状態や、結合が乖離している場合など）に、分子の質的に正しい参照状態を生成するための量子化学の手法である。MCSCFは、配置状態関数（CSF）またはスレーター行列式の線形結合を使用して、原子または分子の正確な電子波動関数を近似する。さらにMCSCFでは、CSFまたはスレーター行列式と分子軌道の基底関数の両方の係数を変化させて、可能な限り低いエネルギーの全電子波動関数を得る。この方法は、配置間相互作用法（分子軌道係数は変化させず、CSFまたはスレーター行列式の展開係数を最適化する）とハートリー＝フォック法（スレーター行列式は1つだけだが、分子軌道係数を変化させる）を組み合わせたものと考えることができる。
密度汎関数理論
密度汎関数理論（みつどはんかんすうりろん、density functional theory、略称: DFT）は電子系のエネルギーなどの物性を電子密度から計算することが可能であるとする理論である。また密度汎関数法（みつどはんかんすうほう）は密度汎関数理論に基づく電子状態計算法である。 密度汎関数理論は物理や化学の分野で、原子、分子、凝集系などの多体電子系の電子状態を調べるために用いられる量子力学の手法である。この理論では多体系の全ての物理量は空間的に変化する電子密度の汎関数（すなわち関数の関数）として表され、密度汎関数理論という名前はそこから由来している。密度汎関数理論は凝集系物理学や計算物理、計算化学の分野で実際に用いられる手法の中で、もっとも使われていて汎用性の高い手法である。
局所密度近似
局所密度近似（きょくしょみつどきんじ、Local Density Approximation、略称LDA）は、密度汎関数理論（DFT）における理論に現れる交換相関（XC）エネルギー汎関数に対する近似の一部類である。空間中の各点でのの値だけに依っている（密度の導関数やコーン–シャム軌道には依存しない）。多くのアプローチによってXCエネルギーに対する局所近似を得ることができる。しかしながら、圧倒的に成功を収めている局所近似は均一電子ガス（HEG）モデルから導かれたものである。この点に関しては、LDAはHEG近似に基づく汎関数と一般的に同義である。 一般に、スピン非偏極系について、交換相関エネルギーに対する局所密度近似は次のような関数系を仮定する。
中辻博
中辻 博（なかつじ ひろし、1943年11月21日- 、大阪府生まれ）は、日本の理論化学者（量子化学）である。NPO法人量子化学研究協会研究所（2006年設立）所長（理事長、第一部門長）。京都大学名誉教授。 中辻は米澤貞次郎（1923年 - 2008年。京都大学）の弟子である。米澤は福井謙一の門下生であるため、福井の孫弟子にあたる。
見る Gaussianと中辻博
一般化勾配近似
一般化勾配近似（いっぱんかこうばいきんじ、Generalized Gradient Approximation, GGA）は、電子状態計算で用いられる局所密度近似を越える試みの一つ。一般化された密度勾配近似などとも訳される。 密度汎関数法では電子間の相互作用である交換相関項は電荷密度で表現されるが、その電荷密度は一様な電子ガスとして解かれた表式を利用するのが局所密度近似である。現実の電荷密度の分布は一様でないので、この一様とする近似を超えて電荷密度の勾配の効果を導入することにより局所密度近似の精度を上げようという試みは古くからあった。 1985年、パデュー等による改良により精度が向上し、実際のバンド計算にも利用されるようになった。このパデュー等による改良版とそれ以降の派生版が一般化勾配近似と呼ばれている。一般化勾配近似により、系の凝集エネルギーなどの精度が改善される。
化学シフト
核磁気共鳴における化学シフト（chemical shift）とは、核スピン周囲の電子の空間的分布の違いにより、核スピンに働く見かけ上の静磁場や共鳴周波数が変化することをいう。
ネイチャー
ネイチャー（Nature）は、イギリスのロンドンを拠点に設立された、国際的な週刊科学ジャーナルである。総合科学学術雑誌であり、科学技術を中心としたさまざまな学問分野からの査読済みの研究雑誌を掲載している。国際的な科学出版会社シュプリンガー・ネイチャーの傘下であり、米国、ヨーロッパ、アジアの各国に中核的な編集事務所が設置されている。2019 Journal Citation ReportsのScience Editionによると、世界で最も引用されている科学ジャーナルの1つであり（インパクトファクターは42.778）、世界で最も読まれ、最も権威のある学術ジャーナルの1つになっている。、オンライン上では月に約300万のユニークアクセスがあった。
ハートリー＝フォック方程式
ハートリー＝フォック方程式（ハートリーフォックほうていしき、Hartree–Fock equation）は、多電子系を表すハミルトニアンの固有関数（波動関数）を一個のスレーター行列式で近似（ハートリー＝フォック近似）した場合に、それが基底状態に対する最良の近似となるような（スピンを含む）1電子分子軌道の組を探し出すための方程式である。ウラジミール・フォックによって導かれた。分子軌道法の基本となる方程式である。 ハートリー＝フォック方程式(次の式は厳密には正準ハートリー＝フォック方程式だが単にハートリー＝フォック方程式と呼ばれることが多い) は、の近似的な解が与えられた場合、方程式中の置換することで方程式 が誘導される。すなわちこの方程式のhatには固有関数psiは含まれず、普通の固有値方程式として解くことが出来る。
メラー＝プレセット法
メラー＝プレセット法（メラー＝プレセットほう、Møller–Plesset method）とは、計算化学の分野におけるハートリー＝フォック法（平均場近似）を超える、より高精度な第一原理計算手法の一つである。レイリー＝シュレーディンガーの摂動論を用いて電子相関を考慮する方法であり、摂動のレベルによりMP2、MP3、MP4などと呼ばれる。 主要な着想は1934年にクリスチャン・メラーとミルトン・S・プレセットによって発表された。
ラマン効果
回折格子で分光したエタノールのレイリー散乱(最も明るい輝線)とラマン散乱(ほかの輝線). ラマン効果（ラマンこうか）またはラマン散乱は、物質に光を入射したとき、散乱された光の中に入射された光の波長と異なる波長の光が含まれる現象。1928年インドの物理学者チャンドラセカール・ラマンとが発見した。
ロンドン分散力
ロンドン分散力の発生機序を示す概念図（上） ロンドン分散力（ロンドンぶんさんりょく、London dispersion force）は、極性分子などが恒常的に持つ電荷や多極子ではなく、分子や原子などに量子論的に生じる一時的な電気双極子間の引力によって生じる弱い分子間力である。 フリッツ・ロンドンにより示された。単に分散力、ロンドン力と呼ばれたり、瞬間双極子-誘起双極子相互作用とも呼ばれる。また、ファンデルワールス力は、狭義にはロンドン分散力を指す。
ローターン方程式
ローターン方程式（ローターンほうていしき、ルーターン方程式、ロートハーン方程式、Roothaan equation）は、ハートリー-フォック方程式を、ガウス型やスレイター型の非直交基底で行列表示したものである。 すべての分子軌道や原子軌道が2つの電子で占められているような閉殻分子や原子で適用される。これは一般的に制限ハートリー–フォック（RHF）法と呼ばれる。 この方法はクレメンス・ローターンとが1951年にそれぞれ独立に開発し、しばしばローターン–ホール方程式と呼ばれる。ローターン方程式は、非線形であるため標準的な固有値問題ではないが、と似た形で書くことができる。 ここでboldsymbol はフォック行列、boldsymbol は基底の展開係数、boldsymbol は基底関数の重なり行列、boldsymbolは軌道エネルギーの対角行列である。
フランク＝コンドンの原理
フランク＝コンドンの原理（フランク＝コンドンのげんり、Franck–Condon principle）とは、分光学および量子化学において、振動電子状態間の遷移確率（振電遷移の強度）を説明する法則である。 振電遷移とは、分子の電子エネルギー準位と振動エネルギー準位が光子の吸収や放出に起因して同時に変化することを指す。 この法則によれば、電子遷移に伴って起こる振動エネルギー準位間の遷移は、電子遷移をまたいだ2つの振動状態の波動関数の重なりが大きい程生じやすい。
ニュートン法
数値解析の分野において、ニュートン法（ニュートンほう、Newton's method）またはニュートン・ラフソン法（Newton–Raphson method）は、方程式系を数値計算によって解くための反復法による求根アルゴリズムの1つである。対象とする方程式系に対する条件は、領域における微分可能性と2次微分に関する符号だけであり、線型性などは特に要求しない。収束の速さも2次収束なので古くから数値計算で使用されていた。名称はアイザック・ニュートンとジョゼフ・ラフソンに由来する。
制限開殻ハートリー＝フォック法
制限開殻ハートリー＝フォック法 (せいげんかいかくハートリー＝フォックほう、restricted open-shell Hartree–Fock method、ROHF法)とは、分子を計算するためのハートリー-フォック法の一手法である。 ROHF法では可能な限り二重に占有された分子軌道を用い、不対電子についてのみ半占軌道(SOMO)を用いる。 これは開殻分子の描像としては単純だが、計算手法の実装は難しい。 ROHF法の基礎は クレメンス・ローターンによって初めて定式化され 、後に他の研究者らによって拡張された。
分子力学法
力場がこのエタン分子の結合伸縮エネルギーを最小化するために使われる。 分子力学法（ぶんしりきがくほう、Molecular Mechanicsの頭文字よりMM法と略される）あるいは分子力場計算（ぶんしりきばけいさん）は、分子の立体配座の安定性や配座間のエネルギー差を原子間に働く力によるポテンシャルエネルギーの総和によって計算する手法のことである。 分子の持つエネルギーはシュレーディンガー方程式を解くことによって計算することが可能であるが、これは分子を構成する原子および電子の数が多くなると計算量が急激に増加し困難になる。 しかしその一方で、分子の内部の原子同士に働く力はその原子の種類や結合様式が同じならば、別の種類の分子でもほぼ同じである。例えばsp3混成の炭素原子と水素原子の結合距離はどのような分子でもほぼ0.11 nm、結合エネルギーはほぼ4.1×102 kJ mol−1、赤外吸収スペクトルでほぼ2950 cm−1付近に吸収を示す。このことはsp3混成の炭素原子と水素原子の結合距離の伸縮に伴って2つの原子間に働く力が分子によらず、ある一つの数式で表すことができることを示唆している。
分極率
分極率(ぶんきょくりつ、polarizability)とは、原子や分子の電子雲などがもつ電荷分布の相対的な偏りを表す物理量である。電荷分布は近くに存在するイオンや双極子の存在などによって引き起こされる外部電場によって歪められる。この歪められた電荷分布の通常の状態からの偏差が分極率である。
見る Gaussianと分極率
分極連続体モデル
分極連続体モデル（ぶんきょくれんぞくたいモデル、polarizable continuum model, PCM）とは、計算化学の分野において溶媒効果を取り扱うために広く用いられる手法である。溶媒仲介反応をモデル化する際、溶媒を構成する分子1つ1つを別個に分子として取り扱うと計算コストが大きくなりすぎてしまい、取り扱うことができなくなる。そこで、溶媒を分子の形ではなく分極する連続体として扱えば、第一原理計算が可能となる。よく使われる分極連続体モデルには2種類あり、1つは連続体を分極するものとして扱う誘電体分極連続体モデル (dielectric PCM, D-PCM) 、もう1つは連続体を で用いられるものに似た、導電体的なものとして扱う C-PCM (conductor-like PCM) であるJacopo Tomasi, Benedetta Mennucci, and Roberto Cammi (2005).
周期的境界条件
周期的境界条件（しゅうきてききょうかいじょうけん、periodic boundary condition, PBC）は、境界条件の一つ。周期境界条件とも言う。
イオン化エネルギー
イオン化エネルギー（イオンかエネルギー、ionization energy、電離エネルギー、イオン化ポテンシャルとも言う）とは、原子、イオンなどから電子を取り去ってイオン化するために必要な最小のエネルギー。ある原子がその電子をどれだけ強く結び付けているのかの目安である。 気体状態の単原子（または分子の基底状態）の中性原子から取り去る電子が1個目の場合を第1イオン化エネルギー（IE1）、2個目の電子を取り去る場合を第2イオン化エネルギー（IE2）、3個目の電子を取り去る場合を第3イオン化エネルギー（IE3）・・・（以下続く）と言うShriver & Atkins (2001), p.39。。単にイオン化エネルギーといった場合、第1イオン化エネルギーのことを指すことがある。
エントロピー
エントロピー（entropy）は、熱力学および統計力学において定義される示量性の状態量である。熱力学において断熱条件下での不可逆性を表す指標として導入され、統計力学において系の微視的な「乱雑さ」「でたらめさ」と表現されることもある。ここでいう「でたらめ」とは、矛盾や誤りを含んでいたり、的外れであるという意味ではなく、相関がなくランダムであるという意味である。を表す物理量という意味付けがなされた。統計力学での結果から、系から得られる情報に関係があることが指摘され、情報理論にも応用されるようになった。物理学者ののようにむしろ物理学におけるエントロピーを情報理論の一応用とみなすべきだと主張する者もいる。
エンタルピー
エンタルピー（）とは、熱力学における示量性状態量のひとつである。熱含量（ねつがんりょう、）とも。エンタルピーはエネルギーの次元をもち、物質の発熱・吸熱挙動にかかわる状態量である。等圧条件下にある系が発熱して外部に熱を出すとエンタルピーが下がり、吸熱して外部より熱を受け取るとエンタルピーが上がる。 名称はカメルリング・オネスによる。
カリフォルニア大学バークレー校
カリフォルニア大学バークレー校(カリフォルニアだいがくバークレーこう、University of California, Berkeley、略称：UC Berkeley、UCB、Cal)は、アメリカ合衆国カリフォルニア州バークレーに位置する州立大学。
カリフォルニア工科大学
カリフォルニア工科大学（カリフォルニアこうかだいがく、California Institute of Technology）は、米国カリフォルニア州ロサンゼルス郡パサデナ市本部を置く私立大学である。 略称CIT、通称カルテックCaltechとして知られ、東部のマサチューセッツ工科大学Massachusetts Institute of Technology（MIT）と並んでアメリカ合衆国でもっとも権威のある科学技術の専門大学のひとつHerrera, F.
カーネギーメロン大学
カーネギーメロン大学（カーネギーメロンだいがく、Carnegie Mellon University）は、ペンシルベニア州ピッツバーグに本部を置くアメリカ合衆国の私立研究大学である。1900年に設立され、略称はCMU。大学のモットーは「My heart is in the work（私の心は仕事の中にある）——創立者アンドリュー・カーネギー」。大学は7つのカレッジと、独立したスクールにて構成される。カーネギー高等教育機関分類では「R1: Doctoral Universities – Very High Research Activity」 に分類される。 特に、情報工学と芸術が国際的にも有名で、また異なる学術間の交流が活発であり、それを推進・実施している大学としても知られている。例えば、コンピュータゲームにもっとドラマ性を持たせる、というビジョンのもとで演劇専門とコンピューターサイエンス専門の二人の教授がキャンパス内に設立したエンターテイメント・テクノロジー・センター（ETC）は、いまや世界屈指のコンピュータゲーム開発・製造メーカー（SONYなど）までもが自社の社員をこのセンターに留学させるほど、世界最高峰・最先端のストーリー性のあるゲームの実現に貢献している。このようなテーマ性のある「センター」がキャンパス内に多数存在し、高いレベルで異分野間共同開発が行われている。
ガウス軌道
計算化学および分子物理学において、ガウス軌道（ガウスきどう、) またはガウス型軌道 （）とは、原子軌道またはLCAO法における分子軌道、およびそれに依存する様々な量を計算するために用いられる関数である。
グラフィカルユーザインタフェース
GUIを提供するソフトウェアの1つ、GNOME グラフィカルユーザインタフェース（graphical user interface、略称：GUI（ジーユーアイ、グイ、グーイ））は、コンピュータグラフィックスとポインティングデバイスなどを用いる、グラフィカル（ビジュアル）であることを特徴とするユーザインタフェース。キャラクタユーザインタフェース (CUI) やテキストユーザインタフェース (TUI) と対比して語られることが多い。
ジョン・ポープル
サー・ジョン・アンソニー・ポープル（Sir John Anthony Pople、1925年10月31日 - 2004年3月15日）は、イギリス生まれで主にアメリカで活動した理論化学者である。1998年に「量子化学における計算化学的方法の展開」でノーベル化学賞を受賞した。
スレーター軌道
スレーター軌道（スレーターきどう、Slater-type orbital、略称: STO）は量子力学において、多電子系、例えば原子番号の大きい原子の原子軌道関数をみつもるために提案された近似的な波動関数である。名称は1930年にこの軌道を提案したジョン・スレーターに因む。 スレーター型軌道は遠距離で指数関数的に減衰し、近距離で加藤のカスプ条件を満足する（水素様原子関数、すなわち1電子原子についての定常状態シュレーディンガー方程式の解析解と組み合わせた時）。水素様シュレーディンガー軌道とは異なり、STOは動径節（球面節）を持たない。 角度方向の波動関数は、水素原子で求められたものと同じとして、動径波動関数を次の式で近似する。
ソフトウェア
ソフトウェア（software）は、コンピューター分野でハードウェア（物理的な機械）と対比される用語で、何らかの処理を行うコンピュータ・プログラムや、さらには関連する文書などを指す。
円偏光二色性
円偏光二色性（えんへんこうにしょくせい、circular dichroism）とは、物質が円偏光を吸収する際に左円偏光と右円偏光に対して吸光度に差が生じる現象のことである。物質がキラリティーを持つ場合に見られる。円二色性（えんにしょくせい）あるいはCD（）とも呼ばれている。
CNDO/2
CNDOは、Complete Neglect of Differential Overlap（微分重なりの完全無視）の略で、量子化学における最初の半経験的手法の1つである。以下の2つの近似を使用する。
磁化率
磁化率（じかりつ、magnetic susceptibility）とは、物質の磁化の起こりやすさを示す物性値である。帯磁率、磁気感受率などともいう。
見る Gaussianと磁化率
紫外可視近赤外分光法
紫外可視近赤外分光法（しがいかしきんせきがいぶんこうほう、UV-Vis-NIR）は、紫外 (UV, UltraViolet)、可視 (Vis, Visible)、および近赤外 (NIR, Near InfraRed) 領域の光吸収を測定する分光法である。通常、200–1,500 nm 程度の波長範囲について測定する。 一般に、この範囲の吸光は、分子内の電子遷移に由来する。遷移過程としては、π-π* 遷移、n-π* 遷移、d-d 遷移、金属-配位子間電荷移動 (MLCT)、原子価間電荷移動移動 (IVCT) などがあるが、このような遷移過程を持つ分子は比較的少ない（一方、赤外吸収は分子振動・回転に由来するため、ほとんど全ての分子が示す）。
結合クラスター法
結合クラスター法（けつごうクラスターほう、クラスター展開法、CC法：Coupled Cluster）は多体系を記述するために使われる数値手法である。最もよく使われるのは、量子化学（計算化学）におけるポスト-ハートリー-フォック第一原理計算がある。CC法は、ハートリーフォック分子軌道法を基本にして、電子相関を考慮する指数関数クラスター演算子を使って多電子波動関数を構成する。CC法を用いて、小さい分子や中程度の大きさの分子について最も正確な計算を行うことができる。
遷移状態
遷移状態（せんいじょうたい、transition state）とは、化学反応の過程で原系(反応系)から生成系に変換するときに通る最もエネルギーの高い状態のことである。 例えば、2つの分子の衝突によって反応が開始するとき、衝突によって力学的エネルギーが分子内部のエネルギーに変換され、2つの分子の構造は元の構造とは異ったゆがんだ構造となり、元の構造のときよりもエネルギーが高い。このような構造の内、最もエネルギーの高い状態を遷移状態と呼び、その周辺の状態を活性錯体（または活性複合体、活性錯合体）と呼ぶ。 遷移状態は、一般の反応中間体のように直接観測することはできない。しかしフェムト秒単位での赤外分光法により、遷移状態にごく近い反応中間体を捉えることが可能になっており、遷移状態は一般には元の結合が残る一方で新たな結合が形成されつつある状態であると考えられている。
非制限ハートリー＝フォック法
非制限ハートリー＝フォック法(ひせいげんハートリーフォックほう、Unrestricted Hartree–Fock method、UHF法)とは、alphaスピンとbetaスピンの電子数が一致しないような、分子を扱うための、最も一般的な分子軌道法である。スピン軌道ごとに異なる空間軌道を用いるという特徴がある。
非経験的分子軌道法
非経験的分子軌道法（ひけいけんてきぶんしきどうほう、non-empirical molecular orbital method）または第一原理分子軌道法（だいいちげんりぶんしきどうほう、ab initio molecular orbital method）とは、量子化学に基づく計算化学手法である。 非経験的分子軌道法では、ハートリー-フォック方程式（正確には、閉殻系の場合はRoothaan-Hall方程式、開殻系の場合はPople-Nesbet方程式である）を解くために必要な分子積分を、実験値に置き換えたり省略したりせずにすべて計算する。物理定数以外の実験値を全く使用せずに分子軌道を計算するため、ab initio MO法、ab initio分子軌道法、第一原理分子軌道法とも呼ばれる。
計算化学
計算化学（けいさんかがく、computational chemistry）とは、計算によって理論化学の問題を取り扱う、化学の一分野である。複雑系である化学の問題は計算機の力を利用しなければ解けない問題が多いため、計算機化学と呼ばれることもあるが、両者はその言葉の適用範囲が異なっている。 近年のコンピュータの処理能力の発達に伴い、実験、理論と並ぶ第三の研究手段と考えられるまでに発展した。主に以下の手法を用いて化学の問題を取り扱う。
超微細構造
超微細構造（Hyperfine structure）とは、原子物理学において、原子や分子のエネルギー準位（あるいはスペクトル）に含まれる小さな分裂を表す。 これは運動する電子の磁気双極子モーメントと核磁気モーメントとの相互作用により起こる。
赤外分光法
赤外分光法（せきがいぶんこうほう、、 略称IR）とは、測定対象の物質に赤外線を照射し、透過（あるいは反射）光を分光することでスペクトルを得て、対象物の特性を知る方法のことをいう。対象物の分子構造や状態を知るために使用される。
量子化学
とは理論化学（物理化学）の一分野で、量子力学の諸原理を化学の諸問題に適用し、原子と電子の振る舞いから分子構造や物性あるいは反応性を理論的に説明づける学問分野である。
自由エネルギー
自由エネルギー（じゆうエネルギー、）とは、熱力学における状態量の1つであり、化学変化を含めた熱力学的系の等温過程において、系の最大仕事(潜在的な仕事能力)、自発的変化の方向、平衡条件などを表す指標となるChang『生命科学系のための物理化学』 pp.63-65アトキンス『物理化学(上)』 pp.120-125。 自由エネルギーは1882年にヘルマン・フォン・ヘルムホルツが提唱した熱力学上の概念で、呼称は彼の命名による。一方、等温等圧過程の自由エネルギーと化学ポテンシャルとの研究はウィラード・ギブズにより理論展開された。 等温等積過程の自由エネルギーはヘルムホルツの自由エネルギー（）と呼ばれ、等温等圧過程の自由エネルギーはギブズの自由エネルギー（）と呼びわけられる。ヘルムホルツ自由エネルギーは F で表記され、ギブズ自由エネルギーは G で表記されることが多い。両者の間には G。
配置間相互作用法
配置間相互作用法（はいちかんそうごさようほう、configuration interaction method、略称: CI 法）は、量子化学において、多電子系におけるボルン-オッペンハイマー近似のもとで非相対論的シュレーディンガー方程式を解くために用いられる線形変分的なポスト-ハートリー-フォック法である。 数学的に「配置」とは、波動関数として用いられるスレイター行列式の線形結合で記述される。軌道の占有数（たとえば(1s)2(2s)2(2p)1...）の観点では、「相互作用」は異なる電子配置（状態）の混ざり合い（相互作用）を意味する。CI計算には必要なCPU時間や巨大なハードウェアが必要なため、CI法の使用は相対的に小さい系に限られる。
電子スピン共鳴
電子スピン共鳴（でんしスピンきょうめい: Electron Paramagnetic Resonance、略称EPR、Electron Spin Resonance、略称 ESR）は不対電子を検出する分光法の一種。遷移金属イオンもしくは有機化合物中のフリーラジカルの検出に用いられる。
電気陰性度
電気陰性度（でんきいんせいど、electronegativity)は、原子が電子を引き寄せる強さの相対的な尺度であり、ギリシア文字のχで表されるShriver & Atkins (2001), p.45。。 異種の原子同士が化学結合しているとする。このとき、各原子における電子の電荷分布は、当該原子が孤立していた場合と異なる分布をとる。これは結合の相手の原子からの影響によるものであり、原子の種類により電子を引きつける強さに違いが存在するためである。 この電子を引きつける強さは、原子の種類ごとの相対的なものとして、その尺度を決めることができる。この尺度のことを電気陰性度と言う。一般に周期表の左下に位置する元素ほど小さく、右上ほど大きくなる。
J結合
J結合（Jけつごう、J-coupling）は、2つの核の間の磁場中にある結合性電子の影響による2つの核スピン間の相互作用（カップリング）である。 他方で、結合を介さないスピン間の相互作用は、（磁気）双極子相互作用と呼ばれる。 J結合は間接双極子-双極子相互作用（indirect dipole dipole coupling）、J相互作用、スピン結合（スピンカップリング）とも呼ばれる。 J結合は二面角に関する情報を含んでおり、カープラス式を用いて推定することができる。J結合は一次元核磁気共鳴分光法における重要な観測可能な効果である。
見る GaussianとJ結合
Linux
Linux（リナックス、他の読みは#「Linux」の読み方で後述）とは、狭義にはUnix系オペレーティングシステムカーネルであるLinuxカーネルを指し、広義にはそれをカーネルとして周辺を整備したシステム全体のことをいう（GNU/Linuxも参照）。
MacOS
macOS（マックオーエス）は、Appleが開発・販売するMacのオペレーティングシステムである。当初の名称はMac OS X（マックオーエステン）で、のちにOS X（オーエステン）に改められていた（後述）。 技術的には直系ではないが、Classic Mac OS（Mac OS、System）の後継として、新たにBSD系UNIXをベースに開発された。
Microsoft Windows
Microsoft Windows（マイクロソフト ウィンドウズ）は、マイクロソフトが開発・販売するオペレーティングシステム (OS) の製品群である。グラフィカルユーザインタフェース (GUI) を採用している。Windows発売以前では高価なワークステーション（ハイエンドパソコンを上回る性能のデスクトップコンピュータ）でしか実現されていなかったマルチタスクやGUIを中心とした使い勝手の良さを、一般消費者が入手しやすい標準的な規格のパソコンに順次取り込んで行き、一般向けOSのシェアのほとんどを占めるに至り、今や大きな知名度を持つ。
MNDO
計算化学において、MNDO法もしくはModified Neglect of Diatomic Overlap法とは、分子の電子構造を量子力学的に計算するための半経験的分子軌道法のひとつである。NDDO（Neglect of Diatomic Differential Overlap; 二原子微分重なりの無視）積分近似に基づく。類似する先行物として 法が挙げられる。らにより、MOPACプログラムパッケージの一部として開発された。AMPAC、GAMESS (US)、PC GAMESS、GAMESS (UK)、Gaussian、ORCA、CP2Kなどのプログラムにも組込まれている。 その後、MNDO法は新手法のおよびPM3により置き換えられた。これらはMNDOと類似した手法であるが、パラメータ化の方法が異なっている。
NMR
NMR。
見る GaussianとNMR
ONIOM
ONIOM（オニオム、our own N-layered integrated molecular orbital and molecular mechanics）法は、諸熊奎治らによって開発された計算手法である。ONIOM法は複数のレベルの手法を組み合わせるハイブリッド法であり、分子/系の異なる部分にそれぞれの手法を適用し、短縮した計算時間で信頼できる構造とエネルギーを計算することができる。扱える計算手法には非経験的手法(ab initio QM)や密度汎関数法 (DFT)、密度汎関数法に基づくタイトバインディング法 (DFTB)、半経験的手法、分子力学法 (MM) がある。階層レベルは2つ（QM/MM）や3つ（QM/QM'/MM）などが選べる。この階層構造をタマネギに例えて命名された。
PM3
PM3あるいはParameterized Model number 3は、計算化学において分子の電子構造の量子計算のための半経験的手法の一つである。PM3法はNDDO (Neglect of Diatomic Differential Overlap) 積分近似（二原子微分重なりの無視）を基にしている。 PM3法は法と同じ形式化および方程式を使用している。PM3とAM1の差異は: 1) PM3はコア反発関数のために2つのガウス関数を使用しているが、AM1は元素に応じて1から4つのガウス関数を使用している; 2) パラメータの数値が異なる: という2点のみである。その他の差異はパラメータ化の際の哲学と手法にある。AM3は分光測定からパラメータ値の一部を得ているが、PM3は最適値として扱っている。 本手法は、J.
見る GaussianとPM3
QM/MM
QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) 法は、正確な量子力学的手法 (QM) と高速な分子力学法 (MM) の各々の長所を組み合わせた計算化学の手法である。本手法によって、溶液やタンパク質における化学過程のような、大規模な系の取り扱いが可能になった。QM/MM法は1976年にウォーシェルとレビットの論文中で初めて発表された。ウォーシェルとレビットはカープラスと共に、「複雑な化学系のためのマルチスケールモデルの開発」という受賞理由で、2013年にノーベル化学賞を受賞した。 QM/MM法の大きな長所は効率が良いことである。ほとんどの素朴な分子力学法 (MM) の計算コストはO(N2) に比例する（ここでNは系の原子数を表す）。これは主に静電相互作用の項によるものである。
UNIX
UNIX （ユニックス、Unix、）は、コンピュータ用のマルチタスク・マルチユーザーのオペレーティングシステムの一種である。 公式な商標は「UNIX」だが、商標以外の意味として「Unix」、またはスモールキャピタルを使用して「Unix」などとも書かれる。2007年に、「UNIX」の商標の所有者である標準化団体のThe Open Groupは、Single UNIX Specificationを完全に満たすと認証を受けたシステムのみが「UNIX」の商標を得られるとした。このためそれ以外のシステムは（ずっと以前から、AT&T版およびBSD以外を指して使われていた用語だが）「Unixシステムライク」または「Unixライク（Unix系）」と呼ばれるようになった。ただし The Open Groupはその呼称を気に入っていない。
World Association of Theoretical and Computational Chemists
World Association of Theoretical and Computational Chemists（略：WATOC、日本語訳：理論化学者・計算化学者の世界協会）とは、「化学の理論的方法の開発と応用を奨励するために」、1982年に設立された理論化学・計算化学分野における最大規模の国際学会である。
見る GaussianとWorld Association of Theoretical and Computational Chemists
比熱容量
とは、圧力または体積一定の条件で、単位質量の物質を単位温度上げるのに必要な熱量である。単にということも多い。単位記号は J/(kg・K) 計量法における単位記号である。が用いられる。例えば、水の比熱容量（18℃における）は、約4184 J/(kg・K) である。
混成汎関数
混成汎関数（こんせいはんかんすう、Hybrid functional、ハイブリッド汎関数）は、コーン・シャム密度汎関数理論における交換–電子相関エネルギー汎関数に対する近似の一分類である。非経験的または経験的な方法で得た交換および相関エネルギーとハートリー＝フォック理論からの正確な交換エネルギーを線形結合（混合）させる。この交換エネルギー汎関数は密度よりもむしろコーン–シャム軌道の観点から表わされるため、「陰な」（implicit）汎関数と呼ばれる。最も一般的に使われる混成汎関数の一つにB3LYP（Becke、3-parameter、Lee–Yang–Parrの頭文字）がある。
最急降下法
最急降下法（さいきゅうこうかほう、gradient descent, steepest descent）は、関数（ポテンシャル面）の傾き（一階微分）のみから、関数の最小値を探索する連続最適化問題の勾配法のアルゴリズムの一つ。勾配法としては最も単純であり、直接・間接にこのアルゴリズムを使用している場合は多い。最急降下法をオンライン学習に改良した物を確率的勾配降下法と呼ぶ。 尚、最急降下法の“最急”とは、最も急な方向に降下することを意味している。すなわち、収束の速さに関して言及しているわけではない（より速いアルゴリズムがあり得る）。
旋光
旋光（せんこう、optical rotation）とは、直線偏光がある物質中を通過した際に回転する現象である。この性質を示す物質や化合物は旋光性あるいは光学活性を持つ、と言われる。右に回転させることを右旋性、左に回転させることを左旋性と言う。不斉な分子（糖など）の溶液や、偏極面を持つ結晶（水晶）などの固体、偏極したスピンをもつ気体原子・分子で起こる。糖化学ではシロップの濃度を求めるのに、光学では偏光光は、進行方向に対し互いに直交する2つの面内を電場と磁場が同位相で正弦曲線を描いて進行している。今電場のみを考えると、自然光線では電場の進行波が進行方向を含むあらゆる方向の面に対称的に分布している。もし分布が対称的でない場合には、その光は偏光しているという。
見る Gaussianと旋光
時間依存密度汎関数法
時間依存密度汎関数理論（じかんいぞんみつどはんかんすうりろん、Time-dependent density-functional theory、略称: TDDFT）は、電場や磁場といった時間依存的ポテンシャルの存在下での多体系の性質と動力学を調べるために物理学および化学において使われる量子力学理論である。こういった場の分子や固体に対する効果はTDDFTを使って研究することが可能であり、励起エネルギー、周波数依存応答特性、光吸収スペクトルのような特徴を抽出できる。 TDDFTは密度汎関数理論（DFT）の拡張であり、概念的、計算的基礎は類似している。（時間に依存する）波動関数は（時間に依存する）電子密度と等価であることを示し、次に任意の相互作用のある系と同じ密度を返す相互作用のない架空の系の有効ポテンシャルを導く。こういった系を構築するうえでの問題はTDDFTでより複雑である。これは、とりわけ全ての瞬間における時間依存有効ポテンシャルがそれより前の全ての時間における密度の値に依存するためである。その結果として、TDDFTの実装についての時間依存近似の開発はDFTに遅れた。応用ではこの記憶の必要性はいつも決まって無視されている。