Kvantová chemie dává návod na výpočet vlastností molekul a materiálů pouze s pomocí základních fyzikálních konstant. Nadšení nad krásou chemie ukryté v jediném vzorci nebylo vždy sdíleno. V roce 1830 Auguste Comte napsal:

Každý pokus o~zavedení matematických metod ke studiu chemických problémů musí být považován za hluboce iracionální a odporující duchu chemie. Jestliže by matematika měla hrát někdy významnou úlohu v~chemii -- úchylka naštěstí málo pravděpodobná -- vedlo by to k~rychlé degeneraci této vědy.

Ale již o sto let později (1929) píše zakladatel relativistické kvantové mechaniky Paul Dirac:

Přesně to je hlavní mise kvantové chemie. Zákony chemie v principu známe, ale s konkrétními aplikacemi se trápíme (a radujeme) přes 80 let. Věříme, že alespoň část posluchačů se na někdy trnitou cestu kvantové chemie vydá s námi. Jsme si navíc skoro jisti, že totéž by dnes učinil i Auguste Comte, pokud by se znovu narodil.

Jak tento text vznikal?

Předkládaný text je komunitním dílem, které vzniklo na základě přednášek z kvantové chemie na VŠCHT Praha. Na jeho tvorbě se od roku 2014 podílelo větší množství autorů, ať již studentů a spolupracovníků Laboratoře teoretické fotodynamiky či studentů předmětu. Skripta přitom nejsou uzavřena dalším úpravám od nové generace studentů – je dlouholetou zkušeností, že jedině učením někoho jiného se dá něco nového naučit. Významný český chemik Otto Wichterle sice kdysi poznamenal, že žádný kolektiv ještě nevytvořil operu. Kdyby ale viděl třeba dnešní Wikipedii, možná by vytvořil tým i na tu operu.

Co potřebuji znát, než se pustím do studia?

Předpokládáme znalosti matematické analýzy v rámci úvodních kurzů na VŠCHT Praha. U studentů předpokládáme alespoň rudimentární znalost kvantové mechaniky v rozsahu základních přednášek z Anorganické chemie I a II, případně Fyziky II a Teoretické chemie, základy kvantové teorie jsou ale stručně shrnuty.

Co ve skriptech chybí a co přebývá?

Text je pouze úvodem. Nejsou pokryty formálnější partie kvantové chemie, pokročilejší techniky založené kupříkladu na formalismu druhého kvantování a nepříliš důkladně se zabýváme detaily kvantově chemických algoritmů. Řada oblastí pouze nastíněných v našem kurzu je však dále probírána v navazujících přednáškách z molekulového modelování, výpočetní chemie či molekulové spektroskopie. Text naopak obsahuje pasáže, které nejsou přednášeny – například kapitoly o molekulové symetrii či pevných látkách. Přidáváme je pro úplnost pro zájemce.

Dokonalost spočívá v maličkostech, ale dokonalost není maličkost.

Citátem Michelangela Buonarrotiho uvedl jeden z recenzentů, prof. Jiří Kolafa, impozantní sbírku nejrůznějších chyb nalezených v našem textu. Další řadu chyb nalezl dr. Ondřej Demel. Oběma recenzentům jsme zavázáni, textu velmi pomohli. Děkujeme i studentům předmětu Kvantová chemie za pozorné a kritické čtení. Čtenář přesto objeví řadu dalších překlepů, gramatických pochybení, typografických nešvarů či docela normálních nesmyslů. Budeme za upozornění na chyby vděčni a v elektronické verzi je budeme průběžně upravovat.

Kde najdu errata a aktuální verzi skript?

Na stránkách naleznete aktuální verzi tohoto textu, v barvě i černobíle. Text bude k dispozici také na oficiálních stránkách předmětu https://ufch.vscht.cz/studium/mgr/kvantova_chemie.

Za autory Eva Muchová a Petr Slavíček