Das makroskopische Verhalten von Stoffen und ihren Umsetzungen in chemischen Prozessen beruht letztendlich auf Eigenschaften und Wechselwirkungen der beteiligten Moleküle. So lassen sich thermodynamische Gröûen für den Standardzustand (ideale Gasphase bei 25 C und 1 bar) über die statistische Mechanik aus den molekularen Energieniveaus gewinnen. Letztere wiederum sind mit den heute verfügbaren quantenmechanischen Methoden sehr genau berechenbar. Im ersten Teil des Vortrages wird eine kurze Übersicht über diese Methoden und die erreichbare Genauigkeit gegeben.
Eine Erweiterung dieses Konzeptes auf Übergangszustände chemischer Reaktionen (Theorie des aktivierten Komplexes) ermöglicht einen Zugang zu kinetischen Reaktionsparametern. Durch Berechnung aller Elementarschritte lassen sich so komplette kinetische Modelle komplexer Reaktionsnetzwerke erstellen. An Beispielen wird die Anwendung dieser und weitergehender Theorien diskutiert.
An den meisten technisch realisierten chemischen Prozessen sind kondensierte Phasen beteiligt. Viele Reaktionen laufen in Lösung ab, oft katalysiert durch einen Feststoff. Der letzte Teil des Vortrages beschäftigt sich mit der Beschreibung intermolekularer Wechselwirkungen und der Berechnung thermodynamischer Gröûen und des Phasenverhaltens von Flüssigkeiten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Solvensmodellen in quantenchemischen Verfahren.