Química Computacional

La Química Computacional (QC) es una rama de la Química caracterizada por la aplicación de las nuevas tecnologías electrónicas y las matemáticas para comprender un sistema o modelo químico, nace con la necesidad de comprender aspectos importantes que no se pueden resolver de forma práctica, como lo es conocer estados intermediarios en reacciones que se efectúan rápidamente, conocer el comportamiento de un material a temperaturas muy altas que son muy difíciles de alcanzar en un laboratorio, o simplemente calcular propiedades en sistemas de alto costo. (Valles-Sánchez,  Rosales-Marines, Serrato-Villegas & Lorena FaríasCepeda, 2014)

Estudia los problemas químicos a nivel microscópico (atómico-molecular) utilizando las ecuaciones proporcionadas por la Mecánica Cuántica (que permite caracterizar la estructura electrónica de átomos y moléculas) y la Mecánica Estadística (que permite obtener propiedades macroscópicas a partir de los constituyentes microscópicos).

Química Teórica

La mecánica cuántica nació a comienzos del siglo XX, cuando se definieron conceptos y se establecieron ecuaciones que lograron explicar fenómenos microscópicos que anteriormente no pudieron ser explicados con la mecánica de Newton, actualmente conocida como mecánica clásica. Entre estos fenómenos se encuentran la radiación del cuerpo negro, la distribución de Planck, la determinación de la capacidad calorífica y la espectroscopia atómica y molecular. En otras palabras, la mecánica clásica fracasa cuando se aplica a la transferencia de energías muy bajas y a objetos de masa muy pequeña. Es por este motivo que desde ese entonces se ha venido aplicando la mecánica cuántica a diversos campos de la ciencia, en donde es necesario el estudio de sistemas a escala microscópica. (Soriano, 2017)

Se caracteriza por el uso de modelos: un modelo es una representación simplificada del sistema real que es resoluble. Por ejemplo, podemos estudiar una molécula diatómica modelizándola como dos masas unidas por un muelle armónico. El modelo puede ser realista si se utiliza por ejemplo la Mecánica Cuántica para encontrar el valor de la constante de fuerza del muelle, de forma que represente lo más fielmente posible el sistema real. Esta es la base de la representación de moléculas mediante Mecánica Molecular. (UV, 2018)

Modelización Computacional de una molécula. Tomado de http://feriaposgrado.usal.es/index.php/quimica-teorica-y-modelizacion-computacional

Referencias

(1) Métodos y Usos de la Química Computacional. (2014). Alberto Valles-Sánchez, *Lucero Rosales-Marines, Lilia Eugenia Serrato-Villegas y Lorena FaríasCepeda.  Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila. Recuperado de http://www.posgradoeinvestigacion.uadec.mx/AQM/No.%2011/3.pdf

(2) USO DE LA QUÍMICA COMPUTACIONAL COMO HERRAMIENTA PARA LA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA EN INSTITUCIONES EDUCATIVAS (2017) .Dennis Tatiana Patino Soriano. Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales

(3) Química Computacional Introducción a la Química Computacional y Familiarización con el Entorno de Trabajo. Universidad de Valencia. Recuperado de https://www.uv.es/tunon/QComp/Sesion_QC_Entorno.pdf