物理化學的工具與方法
密度泛函理論（density functional theory）
/ DEN-sih-tee FUNK-shun-ul THEER-ee /
假設你要描述一群成千上萬的人。你可以試著追蹤每一個人——累得要命——也可以只畫出人群的密度，即每個地點的擁擠程度，單憑這一點就能了解很多。密度泛函理論對分子裡的電子下了同樣大膽的賭注。
更準確地說，密度泛函理論是一種預測原子、分子和固體的結構與能量的方法：它處理的是電子密度——電子在空間中如何分布——而不是完整的多電子波函數。一條深刻的定理指出，基態能量只由密度本身決定，所以原則上人們只需找到正確的密度，而密度比追蹤每個電子的座標要簡單得多。
為什麼重要：密度泛函理論是計算化學和材料科學的主力，因為它能以遠低於更精確的量子方法的代價，給出實用而準確的能量、幾何構型和性質。一個提醒：把密度與能量聯繫起來的確切配方尚不可知，所以實際計算使用近似的「泛函」。不同的選擇適合不同的問題，而糟糕的選擇會給出自信卻錯誤的答案。
一位電池研究者想知道某種候選電極材料能否把鋰結合得足夠牢。他們不去合成幾十種化合物，而是用密度泛函理論計算來預測每一種的結合能，然後只合成計算排名最有希望的那幾種。
透過從電子密度出發推理，密度泛函理論無需精確求解每個電子，就能預測性質。
密度泛函理論原則上是精確的，實踐中卻是近似的。那條保證「密度決定能量」的定理，並沒有告訴我們實現這一點的公式，所以每一次真實計算都依賴一個近似泛函。這就是為什麼密度泛函理論對某一類問題可以驚人地準確，而對另一類問題——比如微弱的色散力——卻出奇地差。
又稱
另見