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adro、WebMO、Jmol等。
无需购买额外的并行许可即可进行跨节点并行计算。程序的代码经过专门的优化，保证更快的计算速度。
支持多种方法分析势能面。如冻结带方法、从头算分子动力学、路径积分蒙特卡洛方法及偏Hessian分析。
可进行能量组成分析。如可以把能量分解成库伦项、交换项、极化项及电荷转移项。
可研究电子转移耦合及激发能。支持的方法有限制性DFT、直接耦合及分子片段电荷。
拥有独特的基态泛函。如色散校正泛函XDM、DF-04、XYGJ-OS、WB97X-2等。
快速和更加精确的MP2方法。如SOS-MP2、双基组MP2及局域MP2方法。
支持激发态研究（包括开壳层分子）。如SOS-CIS(D)、TDDFT、ADC等。
Q-Chem 提供优秀的个人技术支持服务，并会依据客户的要求开发所需的功能。
Q-Chem电子结构从头计算程序，可以对分子的基态和激发态进行第一定律计算。
功能：
基态自洽场方法
1. Hartree-Fock方法
限制性，非限制性，和限制性开壳层形式
用于结构优化的解析一阶导数
用于谐振频率分析的解析二阶导数
2. 密度泛函理论
局域泛函和梯度校正泛函。交换泛函：Slater，Becke'88，Perdew'91，Gill'96，Gillbert-Gill'99，Handy-Cohen OPTX。关联泛函：VWN5，Lee-Yang-Parr，Perdew-Zunger'81，Perdew'86，Wigner，Perdew'91。EDF1交换-关联泛函。用户定义的交换-关联泛函。
HF--DFT混合泛函：B3LYP，B3PW91，B3LYP5，用户定义的混合泛函。
局域数值格点的数值积分方案：SG-0标准网格，SG-1标准网格，Lebedev和Gauss-Legendre角向积分方案
用于结构优化的解析一阶导数
用于谐振频率分析的解析二阶道速
3. 线性标度方法
傅立叶变换库仑方法
连续快速多级方法
线性标度HF交换方法
基于格点的线性标度积分，用于交换—关联泛函求值
线性标度NMR化学位移
4. AOINT包用于双电子积分
结合了高性能积分技术的最新进展：COLD PRISM；J-矩阵引擎
SCF改进
in-core和直接SCF的最优混合
DIIS
初始猜测方案：重叠球平均原子密度，广义Wolfsberg-Helmholtz，从小基组投影，芯哈密顿量的猜测
SCF波函的稳定性分析
最大重叠方法
Fock矩阵的直接最小化
计划原子轨道对分子优化的最小基
基于波函的电子关联处理
1. M∅ller-Plesset围绕理论
限制性，非限制性，和限制性开壳层形式
直接和半直接方法计算能量
半直接方法的解析梯度，用于限制性和非限制性形式
在MP3，MP4和MP4SDQ方法的解析梯度计算中处理冻芯轨道
2. 局域MP2方法
根据物理图像截断完全MP2的能量表达式，从而减少计算量
减少计算量相对分析尺寸的标度，近似为两倍，却不明显丢失精度
应用外推PAO用于局部校正
可使用分子中的双原子和分析中的三原子技术
3. RI-MP2
比MP2和局部MP2快十倍
4. 耦合簇方法
CCSD：能量，以及作为能量有限差分的梯度
EOM-XX-CCSD；XX=EE,EA,IP,SF，能够灵活处理自由基，键的断裂，以及对称破缺问题
耦合簇能量的非迭代校正：三级校正CCSD（T），三级和四级校正CCSD（2）
广泛应用分析点群对称性，以改善效率
次双激发耦合簇
QCISD，QCISD（T）和QCISD（2）用于能量
DIIS用于收敛加速
冻芯近似，用于增加可处理体系的尺寸
5. 优化轨道的耦合簇方法
优化轨道的双激发耦合簇（OD）：可避免人为的对称破缺问题；优化平均长参考轨道使能量最小；Brueckner耦合簇；OD，OD（T），和OD（2）的能量及梯度
优化价轨道的耦合簇方法（VOD）：传统CASSCF方法的耦合簇近似；在价活性空间利用截断的OD波函；比CASSCT有更少的磁盘空间需求和更小的体系标度，可处理较大体系；VOD，VOD（T），VQCCD，和VOD（2）的能量及梯度。
激发态方法
1. 支持的计算类型
垂直激发吸收谱
通过激发态能量的有限差分，进行激发态的结构优化
UCIS和RCIS进行激发态的振动分析
自旋反转DFT
2. CIS方法
从Hartree-Fock基态波函计算激发态：获得定性的单电子激发态；结构与频率与基态Hartree-Fock结果有可比性
高效的直接算法用于计算闭壳层和开壳层体系的能量、解析梯度和二阶导数
XCIS用于二重和四重态计算
双激发微扰校正CIS（D），可使CIS误差减少两倍或更多，接近于MP2
3. TDDFT
从Kohn-Sham基态波函计算激发态能量
对于低位价激发态，TDDFT比CIS有相当大额改善，但只有相似的计算量
提供激发态中关联效应的内在图像
自由基的低位价激发态，比CIS有相当大的改善
自旋反转密度泛函理论（SFDFT）：把TDDFT推广到低位价激发态之外；可用于键断裂的过程，以及自由基和双自由基体系
4. 基于耦合簇的激发态方法
EOM-CCSD
自旋反转激发态方法：改善了双、三自由基系统的处理；结合单行列式波函处理键断裂问题；可用于OD和CCSD理论级别
OOD方法：与CCSD激发态方法有几乎相同的数值性能；比TDDFT精度更高，到计算量更昂贵
EOM-VOOD方法：类似于EOM-CCSD，但使用VOOD方案
激发态特性计算：跃迁偶极矩和结构
5. 分解分析
显示电子跃迁的工具，用于把电子跃迁分类为价跃迁、Rydberg跃迁，混合跃迁，或电荷转换
特性分析
1. 自动结构优化和过滤态优化
使用Jon Baker博士的OPTIMIZE程序包，用约化内坐标保证迅速收敛，避免初始力常数矩阵
具有一般约束的结构优化：可施加于键角，二面（扭转）角，或平面外的弯曲；直角坐标中冻结原子；约束不一定要加在初始结构上。
优化使用笛卡尔，Z-矩阵或离域内坐标
本征矢跟踪算法，用于过渡态和小化
GDIIS算法用于小化：使到平衡结构的收敛获得很大加速
内反应坐标跟踪；沿着反应路径的连续平衡结构和过渡态
2. 振动光谱
自动调用解析和数值二阶导数
红外和拉曼强度
输出标准的统计热力学信息
同位素替换，用于与实验进行比较
非谐性校正
3. NMR屏蔽张量
4. 自然键轨道分析
使用NBO 4.0
5. Stewart原子
从分析密度重新获得原子特性
Q-Chem用单位分解方法计算这些值
6. 动量密度
7. Intracules
独特的双电子函数，提供分子中库仑能和交换能关于位置和动量的详尽信息
8. 分析中的原子
利用AIMPAC进行AIM分析
9. 溶解模型
简单的Onsager反应场模型
Langevin模型
SS（V）PE：一种新的电解质连续模型
10. 基于Dirac-Fock理论的相对论能量校正
11. 对角绝热校正
计算Born-Oppenheimer对角修正，研究核与电子运动绝热距离的分解
基组
1. 高斯基组
2. 赝势基组
3. 用户定义的基组和赝势
4. 基组重叠误差（BSSE）校正
QM/MM
1. 到CHARMM的接口
2. ONIUM
其他
Q-Chem的功能已经完全整合到Spartan程序中，在图形用户界面下计算更容易
Q-Chem 5.4的功能：
DFT-D4经验色散校正
振动和共振拉曼光谱
瞬态Kohn-Sham方程的实时传播
Auger光谱建模
用于描述表面效应的AIRBED模型
量子力学化学工具
Q-Chem 应用领域：
势能面扫描
Q-Chem 能够高度精确的给出分子在不同构型下的能量，帮助我们找到分子局部的能量极小值以获得稳定的分子结构。还可以根据分子的构象进行势能面扫描。
下图给出了采用Q-Chem计算的di-Peptoid在不同构象下的能量变化。研究者可以通过拟合分子能量和构象的关系构建势能面或分子力场。
分子间相互作用
Q-Chem采用Hartree-Fork，基于各种泛函的DFT方法和高精度的电子相关方法，多体微扰的MPn与Coupled-cluster理论来计算分子间的相互作用，并可以非常便捷的进行BSSE矫正。此外，Q-Chem还可以基于ALMO方法将分子之间的相互作用能进行分解。
Unravelling the Origin of Intermolecular Interactions Using Absolutely Localized Molecular Orbitals.J.Phys. Chem. A. (2007), 111, 8753
过渡态搜索和反应路径分析
Q-Chem 是业界公认的研究化学反应的有力工具。Q-Chem支持多种过渡态搜索的方法，并可进一步对反应路径进行分析和优化。得益于Q-Chem软件的高效率，研究者可以快速方便的研究各种化学反应相关问题。
Oxidative Dehydrogenation of Propane over a VO2-Exchanged MCM-22 Zeolite: A DFT Study.
激发态和光谱计算
除了研究基态的化学性质外， Q-Chem还支持激发态结构的能量计算和优化，新版本的Q-Chem还加入了M11等新的泛函并支持EOM-CCSD方法。Q-Chem可以计算各种光谱性质，包括：IR、Raman、紫外-可见、VCD、ECD等。下面的图片就是采用Q-Chem计算的DNA氘化碱基对的红外谱。
线性标度的量化计算
Q-Chem支持多种线性标度的量子化学反应，包括：傅立叶变换库伦方法，线性标度HF交换方法，基于格点的线性标度积分等。在下图所示的工作中，研究者采用Q-Chem软件中线性标度的GIAO-HF方法完成了含有1000多个原子体系的NMR化学计算。
Ab Initio NMR Spectra for Molecular Systems with a Thousand and More Atoms: A Linear-Scaling Method. Angew. Int. (2004), 43, 4485.
QM/MM计算
Q-Chem支持ONIOM计算并自带了与分子动力学模拟软件CHARMM的程序接口。可以非常方便的进行QM/MM计算。
下图所示的研究工作采用Q-Chem和CHARMM软件考察了钙和镁离子在蛋白磷酸化酶中的作用机理。
Calcium inhibition of Ribonuclease H1 Two-Metal Ion Catalysis. J. Am. Chem. Soc. ASAP.
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无需购买额外的并行许可即可进行跨节点并行计算。程序的代码经过专门的优化，保证更快的计算速度。
支持多种方法分析势能面。如冻结带方法、从头算分子动力学、路径积分蒙特卡洛方法及偏Hessian分析。
可进行能量组成分析。如可以把能量分解成库伦项、交换项、极化项及电荷转移项。
可研究电子转移耦合及激发能。支持的方法有限制性DFT、直接耦合及分子片段电荷。
拥有独特的基态泛函。如色散校正泛函XDM、DF-04、XYGJ-OS、WB97X-2等。
快速和更加精确的MP2方法。如SOS-MP2、双基组MP2及局域MP2方法。
支持激发态研究（包括开壳层分子）。如SOS-CIS(D)、TDDFT、ADC等。
Q-Chem 提供优秀的个人技术支持服务，并会依据客户的要求开发所需的功能。
Q-Chem电子结构从头计算程序，可以对分子的基态和激发态进行第一定律计算。
功能：
基态自洽场方法
1. Hartree-Fock方法
限制性，非限制性，和限制性开壳层形式
用于结构优化的解析一阶导数
用于谐振频率分析的解析二阶导数
2. 密度泛函理论
局域泛函和梯度校正泛函。交换泛函：Slater，Becke'88，Perdew'91，Gill'96，Gillbert-Gill'99，Handy-Cohen OPTX。关联泛函：VWN5，Lee-Yang-Parr，Perdew-Zunger'81，Perdew'86，Wigner，Perdew'91。EDF1交换-关联泛函。用户定义的交换-关联泛函。
HF--DFT混合泛函：B3LYP，B3PW91，B3LYP5，用户定义的混合泛函。
局域数值格点的数值积分方案：SG-0标准网格，SG-1标准网格，Lebedev和Gauss-Legendre角向积分方案
用于结构优化的解析一阶导数
用于谐振频率分析的解析二阶道速
3. 线性标度方法
傅立叶变换库仑方法
连续快速多级方法
线性标度HF交换方法
基于格点的线性标度积分，用于交换—关联泛函求值
线性标度NMR化学位移
4. AOINT包用于双电子积分
结合了高性能积分技术的最新进展：COLD PRISM；J-矩阵引擎
SCF改进
in-core和直接SCF的最优混合
DIIS
初始猜测方案：重叠球平均原子密度，广义Wolfsberg-Helmholtz，从小基组投影，芯哈密顿量的猜测
SCF波函的稳定性分析
最大重叠方法
Fock矩阵的直接最小化
计划原子轨道对分子优化的最小基
基于波函的电子关联处理
1. M∅ller-Plesset围绕理论
限制性，非限制性，和限制性开壳层形式
直接和半直接方法计算能量
半直接方法的解析梯度，用于限制性和非限制性形式
在MP3，MP4和MP4SDQ方法的解析梯度计算中处理冻芯轨道
2. 局域MP2方法
根据物理图像截断完全MP2的能量表达式，从而减少计算量
减少计算量相对分析尺寸的标度，近似为两倍，却不明显丢失精度
应用外推PAO用于局部校正
可使用分子中的双原子和分析中的三原子技术
3. RI-MP2
比MP2和局部MP2快十倍
4. 耦合簇方法
CCSD：能量，以及作为能量有限差分的梯度
EOM-XX-CCSD；XX=EE,EA,IP,SF，能够灵活处理自由基，键的断裂，以及对称破缺问题
耦合簇能量的非迭代校正：三级校正CCSD（T），三级和四级校正CCSD（2）
广泛应用分析点群对称性，以改善效率
次双激发耦合簇
QCISD，QCISD（T）和QCISD（2）用于能量
DIIS用于收敛加速
冻芯近似，用于增加可处理体系的尺寸
5. 优化轨道的耦合簇方法
优化轨道的双激发耦合簇（OD）：可避免人为的对称破缺问题；优化平均长参考轨道使能量最小；Brueckner耦合簇；OD，OD（T），和OD（2）的能量及梯度
优化价轨道的耦合簇方法（VOD）：传统CASSCF方法的耦合簇近似；在价活性空间利用截断的OD波函；比CASSCT有更少的磁盘空间需求和更小的体系标度，可处理较大体系；VOD，VOD（T），VQCCD，和VOD（2）的能量及梯度。
激发态方法
1. 支持的计算类型
垂直激发吸收谱
通过激发态能量的有限差分，进行激发态的结构优化
UCIS和RCIS进行激发态的振动分析
自旋反转DFT
2. CIS方法
从Hartree-Fock基态波函计算激发态：获得定性的单电子激发态；结构与频率与基态Hartree-Fock结果有可比性
高效的直接算法用于计算闭壳层和开壳层体系的能量、解析梯度和二阶导数
XCIS用于二重和四重态计算
双激发微扰校正CIS（D），可使CIS误差减少两倍或更多，接近于MP2
3. TDDFT
从Kohn-Sham基态波函计算激发态能量
对于低位价激发态，TDDFT比CIS有相当大额改善，但只有相似的计算量
提供激发态中关联效应的内在图像
自由基的低位价激发态，比CIS有相当大的改善
自旋反转密度泛函理论（SFDFT）：把TDDFT推广到低位价激发态之外；可用于键断裂的过程，以及自由基和双自由基体系
4. 基于耦合簇的激发态方法
EOM-CCSD
自旋反转激发态方法：改善了双、三自由基系统的处理；结合单行列式波函处理键断裂问题；可用于OD和CCSD理论级别
OOD方法：与CCSD激发态方法有几乎相同的数值性能；比TDDFT精度更高，到计算量更昂贵
EOM-VOOD方法：类似于EOM-CCSD，但使用VOOD方案
激发态特性计算：跃迁偶极矩和结构
5. 分解分析
显示电子跃迁的工具，用于把电子跃迁分类为价跃迁、Rydberg跃迁，混合跃迁，或电荷转换
特性分析
1. 自动结构优化和过滤态优化
使用Jon Baker博士的OPTIMIZE程序包，用约化内坐标保证迅速收敛，避免初始力常数矩阵
具有一般约束的结构优化：可施加于键角，二面（扭转）角，或平面外的弯曲；直角坐标中冻结原子；约束不一定要加在初始结构上。
优化使用笛卡尔，Z-矩阵或离域内坐标
本征矢跟踪算法，用于过渡态和小化
GDIIS算法用于小化：使到平衡结构的收敛获得很大加速
内反应坐标跟踪；沿着反应路径的连续平衡结构和过渡态
2. 振动光谱
自动调用解析和数值二阶导数
红外和拉曼强度
输出标准的统计热力学信息
同位素替换，用于与实验进行比较
非谐性校正
3. NMR屏蔽张量
4. 自然键轨道分析
使用NBO 4.0
5. Stewart原子
从分析密度重新获得原子特性
Q-Chem用单位分解方法计算这些值
6. 动量密度
7. Intracules
独特的双电子函数，提供分子中库仑能和交换能关于位置和动量的详尽信息
8. 分析中的原子
利用AIMPAC进行AIM分析
9. 溶解模型
简单的Onsager反应场模型
Langevin模型
SS（V）PE：一种新的电解质连续模型
10. 基于Dirac-Fock理论的相对论能量校正
11. 对角绝热校正
计算Born-Oppenheimer对角修正，研究核与电子运动绝热距离的分解
基组
1. 高斯基组
2. 赝势基组
3. 用户定义的基组和赝势
4. 基组重叠误差（BSSE）校正
QM/MM
1. 到CHARMM的接口
2. ONIUM
其他
Q-Chem的功能已经完全整合到Spartan程序中，在图形用户界面下计算更容易
Q-Chem 5.4的功能：
DFT-D4经验色散校正
振动和共振拉曼光谱
瞬态Kohn-Sham方程的实时传播
Auger光谱建模
用于描述表面效应的AIRBED模型
量子力学化学工具
Q-Chem 应用领域：
势能面扫描
Q-Chem 能够高度精确的给出分子在不同构型下的能量，帮助我们找到分子局部的能量极小值以获得稳定的分子结构。还可以根据分子的构象进行势能面扫描。
下图给出了采用Q-Chem计算的di-Peptoid在不同构象下的能量变化。研究者可以通过拟合分子能量和构象的关系构建势能面或分子力场。
分子间相互作用
Q-Chem采用Hartree-Fork，基于各种泛函的DFT方法和高精度的电子相关方法，多体微扰的MPn与Coupled-cluster理论来计算分子间的相互作用，并可以非常便捷的进行BSSE矫正。此外，Q-Chem还可以基于ALMO方法将分子之间的相互作用能进行分解。
Unravelling the Origin of Intermolecular Interactions Using Absolutely Localized Molecular Orbitals.J.Phys. Chem. A. (2007), 111, 8753
过渡态搜索和反应路径分析
Q-Chem 是业界公认的研究化学反应的有力工具。Q-Chem支持多种过渡态搜索的方法，并可进一步对反应路径进行分析和优化。得益于Q-Chem软件的高效率，研究者可以快速方便的研究各种化学反应相关问题。
Oxidative Dehydrogenation of Propane over a VO2-Exchanged MCM-22 Zeolite: A DFT Study.
激发态和光谱计算
除了研究基态的化学性质外， Q-Chem还支持激发态结构的能量计算和优化，新版本的Q-Chem还加入了M11等新的泛函并支持EOM-CCSD方法。Q-Chem可以计算各种光谱性质，包括：IR、Raman、紫外-可见、VCD、ECD等。下面的图片就是采用Q-Chem计算的DNA氘化碱基对的红外谱。
线性标度的量化计算
Q-Chem支持多种线性标度的量子化学反应，包括：傅立叶变换库伦方法，线性标度HF交换方法，基于格点的线性标度积分等。在下图所示的工作中，研究者采用Q-Chem软件中线性标度的GIAO-HF方法完成了含有1000多个原子体系的NMR化学计算。
Ab Initio NMR Spectra for Molecular Systems with a Thousand and More Atoms: A Linear-Scaling Method. Angew. Int. (2004), 43, 4485.
QM/MM计算
Q-Chem支持ONIOM计算并自带了与分子动力学模拟软件CHARMM的程序接口。可以非常方便的进行QM/MM计算。
下图所示的研究工作采用Q-Chem和CHARMM软件考察了钙和镁离子在蛋白磷酸化酶中的作用机理。
Calcium inhibition of Ribonuclease H1 Two-Metal Ion Catalysis. J. Am. Chem. Soc. ASAP.
睿于心
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