Стереохи́мия, отрасль химии, изучающая пространственное строение молекул и его влияние на физические и химические свойства, на направление и скорость их реакций.
Стереохимический подход применим ко всем молекулярным объектам, используется во всех разделах химии (органическая, неорганическая, координационная). Стереохимия включает четыре основных раздела: статическую, или конфигурационную стереохимию (изучает строение молекул и его влияние на физические и химические свойства), конформационный анализ (исследует конформации молекул, их взаимопревращения и зависимость физических и химических свойств от конформационных характеристик), динамическую стереохимию (изучает влияние пространственного строения молекул на скорости и направление реакции) и теоретическую стереохимию (основные понятия и концепции, математические основания и описание формализма стереохимических процессов). В теории стереохимии используются представления квантовой химии и математики (теория групп, алгебра, теория графов, топология, теория множеств). В стереохимических исследованиях применяются все инструментальные методы, особое место занимают хироптические методы (дисперсия оптического вращения и круговой дихроизм), спектроскопия ЯМР, в которой установлены специальные эффекты, имеющие чисто стереохимическое происхождение: энантиотопия (взаимозаменяемость группы операцией симметрии относительно зеркально-поворотной оси) и диастереотопия (взаимозаменяемость групп невозможна любой операцией симметрии). В основе стереохимии лежит фундаментальная триада понятий: конформация, хиральность, конфигурация. Конформация — моментальное состояние молекулы, каждая молекула — совокупность всех достижимых конформаций. Хиральность свойственна объектам, которые несовместимы со своим отображением в плоском зеркале. Практическое значение имеет получение чистых энантиомеров, обладающих биологической активностью. Энантиоселективный синтез и катализ разрабатывает методы получения энантиомерно обогащенных соединений (асимметрический синтез и катализ, стереоселективный синтез).
История стереохимии началась в 1815 году с открытия Ж. Био оптической активности органических соединений в растворах. Затем Л. Пастер в середине 1840-х годов разработал первые химический и биохимический методы разделения рацематов на энантиомеры (оптические изомеры) и высказал мысль, что оптическая активность веществ — следствие асимметрии молекул. В 1873 году была создана первая стехеометрическая теория на основе тетраэдрической модели асимметрического атома углерода (Я. Вант-Гофф и Ж. Ле Бель).Аналогичная теория для комплексных соединений была построена на основе октаэдрической модели атома металла (1893, A . Вернер). Исследование стереохимического хода реакций началось в 1896 году с открытия П. Вальденом обращения конфигурации при бимолекулярном нуклеофильном замещении (вальденовское обращение). В 1966 году была разработана универсальная стереохимическая номенклатура (R, S-номенклатура) и введено понятие о хиральности (Р. Кан, К. Инголд, В. Прелог).