Química computacional

QUIMICA COMPUTACIONAL

• Finales de los 70
• Impulsado por químicos dedicados a obtención de medicamentos
• Cambia el concepto de química puramente experimental
• ↓la idea de que para obtener conocimiento hay que hacer experimentos
• Es la disciplina que comprende todos aquellos aspectos de la investigación en química que se benefician de la aplicación de las computadoras.
• La definición incluye desde el control de los equipos hasta manejo de bancos de información
• implica el uso de modelos matemáticos para la predicción de propiedades químicas y físicas de compuestos, empleando computadoras
• Enrico Clementi (1980) refiere         que la química teórica permite el desarrollo de modelos para describir cualquier sistema químico y la q. computacional pretende brindar las técnicas operacionales para resolver los modelos teóricos y para probar su validez mediante la comparación simultánea con los datos experimentales.
• 1985 Hopfinger, 1985): “Modelado cuantitativo del comportamiento químico empleando una computadora y los formalismos de la química teórica”
• Shreiner 1998. “el modelado preciso de todos los aspectos de la química real empleando cálculos en lugar de experimentos”
• Emplean erróneamente química teórica como sinónimo- La química teórica está asociada con la búsqueda de mejores teorías para describir cantidades determinadas experimentalmente, usa desarrollos de otras ciencias  , los transforma en algoritmos para desarrollar programas de computadora que pueden programarse, así que ella provee métodos que se pueden aplicar en q computacional
• Que se puede calcular con la química teórica 

1. Los arreglos geométricos de los átomos que corresponden a moléculas estables y a estados de transición;
2. las energías relativas de varias moléculas;
3. sus propiedades: momento dipolar, polarizabilidad, etcétera;
4. propiedades espectroscópicas como corrimientos químicos y constantes de acoplamiento, frecuencias vibracionales, etcétera;
5. propiedades termoquímicas;
6. la rapidez con la que sucede una reacción;
7. la dependencia de algunas propiedades, como la estructura molecular con el tiempo

• no son rivales, son complementarias
• Hay experimentos que son muy peligrosos, muy caros o muy largos, entonces se abordan con q computacional
• Con la q computacional se pueden determinar las propiedades electrónicas del estado de transición que conecta a un reactivo con un producto en una reacción elemental, evaluar el efecto que tienen los patrones de sustitución sobre su estabilidad, y con ello eliminar especulaciones que con poca sustentación se hacen con frecuencia
• Cualquier mecanismo de reacción que se proponga con la sola observación puede ser comprobado con la q computacional
• En la química computacional, las moléculas se calculan, por lo general, aisladas, en fase de vapor y a 0 grados kelvin,
• Si se está interesado en las propiedades de un radical libre pequeño o un ión se debe emplear métodos de primeros principios, o sea en estos cálculos se emplean constantes fundamentales de la física
• Si se está interesado en propiedades de un material, como defectos cristalinos o las propiedades termodinámicas de fluido se deben emplear métodos estadísticos
• Si los sistemas moleculares son grandes, las dificultades para calcularlas aumentan, pues los recursos de cómputo requeridos son grandes. Se necesita simplificar el modelo teórico. De esas simplificación surgen los métodos semiempíricos y la mecánica molecular (dependientes de la parametrización).

LA QUÍMICA COMPUTACIONAL COMO NUEVO CAMPO DE CONOCIMIENTO

• requiere de individuos preparados especialmente para desarrollarla, por lo que ha sido integrada en los programas académicos de muchas universidades del mundo. Un químico computacional debe tener sólidos conocimientos de química experimental, ya que es el experimento el que califica sus resultados
•  Ha generado sus propios medios especializados para difundir los nuevos conocimientos que produce: revistas impresas y electrónicas. Por otro lado, los desarrollos y la vitalidad de la química computacional pueden seguirse a través de las revistas especializadas destinadas a difundir su progreso.

BREVE HISTORIA DE LA QUÍMICA COMPUTACIONAL

En los años sesenta, la mecánica cuántica dio a los químicos modelos cuantitativos para el cálculo de propiedades moleculares que pudieron incorporarse a computadoras, pero éstos se limitaban al estudio de sistemas electrónicos π de moléculas aromáticas. Éste puede ser el origen de la química computacional en el sentido más próximo al fenómeno de la reactividad.

QUÍMICA MODELO

La implementación de los modelos teóricos al cómputo es denominada química teórica modelo, o simplemente química modelo. Una vez que se ha definido un modelo teórico, se procede a su implementación computacional y se evalúa con una amplia gama de sistemas químicos cuyas propiedades han sido determinadas experimentalmente

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