La mecánica cuántica y la descripción del enlace químico.

La mecánica cuántica y la descripción del enlace químico.

Ensayo.

Desde los orígenes de la mecánica cuántica, poder entender y describir el enlace químico, ha sido una tarea difícil, incluso para los pioneros sobre el tema. Pero ¿realmente fue o es tan complejo comprender un tema como estos? En esta dirección, Almeida nos señala uno de los primeros éxitos que se atribuye a dos físicos alemanes, el cual consiste que a partir de un modelo sencillo, estos grandes físicos demostraron que: “las interacciones Coulómbicas no son las principales responsables de la formación del enlace, que en su lugar, el papel crucial en la estabilización del sistema lo juega la energía de intercambio, consecuencia de lo indistinguible de los electrones”.

Almeida señala que lo anterior parecía afirmar que era el debut de la mecánica cuántica. Sin embargo en base a conocimientos actuales podemos decir que el enlace químico, va más allá que esa pequeña afirmación.

Para poder caracterizar los sistemas moleculares se necesita un desarrollo teórico bastante bien establecido, por lo que fue necesario diversas aproximaciones. Por ejemplo, la primera aproximación es atribuida al químico Robert Oppenheimer y al físico Max Born, en el cual involucra la separación de los grados de libertad nucleares de aquellos electrónicos, los que poseen escalas temporales características muy diferentes entre sí. Esta aproximación permite la descripción separada de los sistemas electrónicos y nucleares, manteniendo el acoplamiento entre ellos.

Además de aproximaciones como la anterior, la realización de teorías para fundamentar las aproximaciones tomo bastante énfasis.
Por ejemplo, entre las primeras, la teoría más aplicada fue la propuesta por el físico danés Christian Møller y por el norteamericano Milton Plesset. Ésta; usualmente referida como MPn, toma al sistema HF como el de referencia (o sistema de orden cero) y trunca la expansión perturbacional en orden n.

Cabe señalar que para que cualquiera de las teorías como la anterior mencionada sea aplicable es indispensable la implementación de un método práctico, que permita la obtención de las funciones moleculares de un electrón, es decir de los orbitales moleculares, que participan en los determinantes de Slater.

El método más ampliamente empleado para la obtención de estos orbitales fue propuesto simultáneamente por el físico holandés Clemens Rothan y por el matemático irlandés George Hall. En ese método, cada uno de los orbitales moleculares se expresa como una expansión en un conjunto de funciones no ortogonales, conocido como conjunto base o simplemente como una base, en los que las funciones se centran en los átomos que forman la molécula. Así, luego de especificar una base, los orbitales moleculares y por ende las funciones de onda, vendrán definidas por el conjunto de coeficientes resultantes de la expansión de cada uno de los orbitales moleculares en términos de las funciones del conjunto base.

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