Escuela de Ciencias Biológicas - Pontificia Universidad Católica del ...

Curiosidades Científicas
La Química Teórica
Por Lorena Meneses Olmedo
(lmmeneses@puce.edu.ec)
¿Qué es la Química Teórica?
44 Nuestra Ciencia n.º 12 (2010)
en América Latina
Es posible que en general,
no se conozca
en qué consiste
la química teórica.
Es común asociar
a la química solamente
con procesos
experimentales,
industriales, y por qué no, con fenómenos
cotidianos. Muy poco se
conoce de cómo se llega a diseñar
un proceso experimental, de cómo
se puede hacer la verificación de
que un proceso se ha llevado con
éxito, de la manera de determinar la
estructura de un producto o cómo
se establece el mecanismo de una
reacción. Pues de todo esto se ocupa
la química teórica.
El estudio de la química teórica
se inició en Europa y EE UU a raíz
del desarrollo de la mecánica cuántica
a principios del siglo veinte. El
contenido de la química teórica es
más amplio que el de la mecánica
cuántica, engloba además de los fundamentos
de la mecánica cuántica,
las técnicas estadísticas que permiten
pasar del micro al macrocosmos,
y, por lo tanto, interpretar y predecir
las experiencias fenomenológicas. La
química teórica es parte de la química
que se encarga del desarrollo de
teorías y métodos, gracias a la utilización
de modelos matemáticos, que
permiten predecir y estudiar el comportamiento
de las moléculas desde
el punto de vista mecano-cuántico.
La incidencia práctica de la química
teórica está estrechamente ligada
al desarrollo de la informática.
En la actualidad, la informática está
invadiendo todos los campos científicos
y profesionales, pero esto es
especialmente relevante en el campo
de la química, ya que la química
teórica ha podido desplegar todas
sus posibilidades gracias a la explosión
de la potencia de cálculo de los
modernos ordenadores. No es de
extrañar que los químicos teóricos
sean los principales usuarios de los
diferentes centros de cálculo. Las
simulaciones de Monte Carlo y de
Dinámica Molecular son verdaderos
experimentos numéricos con
ordenadores.
En un número anterior de esta
revista (cfr. Nuestra Ciencia n.°10, pp.
58-60) hicimos una revisión completa
de las áreas de la química en
las cuales se aplica la química cuántica
y hablamos sobre el desarrollo
de la informática. En este número,
haremos una revisión del estado actual
de la química teórica en América
Latina, cuáles son las áreas de
estudio en las que están interesados
los químicos teóricos de Latinoamérica
y cuáles los principales resultados
obtenidos por el grupo de
química teórica de la PUCE.
En América Latina
Partimos por Brasil, el país más
grande de América Latina, y que ha
contribuido enormemente al desarrollo
de la química en general, y en
particular de la química teórica. En
la Universidad de Brasilia, se han
optimizando las funciones de onda
del método Monte Carlo Cuántico
(un método que permite calcular
integrales numéricamente) para el
estudio de moléculas diatómicas.
Una función de onda es un valor
propio de energía que permite solucionar
la ecuación de Schrödinger.
En la Universidad de Sao Paulo, se
están realizando estudios de procesos
químicos en medio acuoso
por medio de la utilización de varios
métodos de la química teórica
como el método Monte Carlo
y los métodos ab initio de química
cuántica. En esta Universidad, también
se ha estudiado la exactitud y
confiabilidad de la información
espectroscópica mediante la caracterización
de estados electrónicos
de sistemas diatómicos, y cómo
los métodos de la química cuántica
pueden proporcionar resultados
energéticos suficientemente confiables
para calcular la constante
de velocidad y ayudar a elucidar
mecanismos de reacción en sistemas
de relevancia atmosférica. En
la Universidad Federal de Bahía, se
ha estudiado el impacto de las interacciones
inter e intramoleculares
sobre las propiedades de materiales
basados en fulerenos. Un fulereno
es una molécula compuesta por 60
átomos de carbono dispuestos de
tal manera que forman una esfera
similar a un balón de fútbol, que ha
encontrado potenciales aplicaciones