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Die theoretische Chemie ist ein sehr vielseitiger und essentieller Teil der Chemie. Ihre Anwendung reicht von informationstechnischen Methoden bis hin zur Lösung chemischer Probleme durch die Anwendung der Mathematik. Sie umfasst zusammengefasst die wichtigsten Grundlagen der Chemie, hat aber die Schwierigkeit, einfachste Theorien und Behauptungen der Chemie mit sehr komplexen mathematischen Formeln darstellen zu können. Daher darf dieser Teil der Chemie nicht unterschätzt werden, denn auch Themen der Quantenmechanik, welche selbst für Leute des Fachs selbst zu kompliziert erscheinen, sind Teilgebiete der theoretischen Chemie.

Was ist die Aufgabe der theoretischen Chemie?

Da die meisten chemischen Verfahren schon erforscht und analysiert worden sind, ist es die Aufgabe der theoretischen Chemie, bereits vorhandene Methoden und Anwendungsmöglichkeiten zu verbessern und zu perfektionieren. Hauptaufgabe der theoretischen Chemie ist die Vorhersage von Ergebnissen aus chemischen Vorgängen. Dies geschieht aber nicht durch Raten oder Probieren. Vielmehr werden Programmierer hierbei beauftragt, anhand chemischer und mathematischer Formeln komplexeste Programme zu schreiben, um somit die Ergebnisse des entsprechenden Experiments mit großer Wahrscheinlichkeit hervorsagen zu können. Genutzt werden die gängigen Programmiersprachen wie C oder Fortran, aber zunehmend werden auch Programmiersprachen der fünften und somit neuesten Generation wie etwa Prolog, Lisp oder C++ angewendet. Daher wird diese Art der Chemie auch nichtexperimentelle Chemie genannt, da allein theoretische Überlegungen genutzt werden, um die praktische Chemie unterstützen zu können.

Ein Beispiel, wie die theoretische Chemie zu Anwendung kommen kann, ist die Interpretation von Bewegungen der einzelnen Atomteile. Die wohl bekannteste Beschreibung dieses Themengebiets ist die Heisenberg'sche Unschärferelation. Diese besagt, dass das Elektron, welches den Atomkern wie der Mond die Erde umkreist, immer nur beschränkt ausfindig gemacht werden kann. Je besser man den Ort des Elektrons zu einem bestimmten Zeitpunkt kennt, desto schlechter kann man vorhersagen, wohin jenes gehen wird. Im Gegenteil dazu kann man zwar die Richtung angeben, in die sich das Elektron bewegen wird, aber der Ort, an dem sich jenes befindet, ist dann nicht genau anzugeben. Dies nur eines von unzähligen Beschreibungen, ohne die wir heute nicht auf dem technischen Niveau leben könnten, wie wir es heute tun. Denn nur durch dieses Fachgebiet können wir heute chemische Bindungen, Moleküle oder andere Arten von Materie aus der Sicht der Mathematik verstehen. Die theoretische Chemie hat all dies für uns greifbar gemacht.

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