Química teórica

La Química teórica incluye el uso de la física para explicar o predecir fenómenos químicos. En los últimos años, ha sido conformada principalmente de la Química cuántica, por ejemplo, en la aplicación de Mecánica cuántica a problemas de Química. La Química teórica se puede dividir ampliamente en ramas como estructura electrónica, dinámica, y mecánica estadística. En el proceso de resolver los problemas de predecir la reactividad química, todos los procesos anteriores pueden ser usados en diferente profundidad. Otras áreas "variadas" en la química teórica incluyen la caracterización matemática de la química "bruta" in varios estadíos (por ejemplo en el estudio de la Cinética química) y el estudio de la aplicación de los más recientes desarrollos matemáticos a las áreas básicas de estudio (como por ejemplo, la posible aplicación de los pricipios de topología al estudio de la estructura electrónica.) La última área desarrolada en la química teórica es normalmente llamada Química matemática.

Parte de esta disciplina puede ser clasificada como Química computacional, aunque la química computada normalmente indica la aplicación de la química teórica con una configuración específica, usualmente con algún modelo aproximado del estilo post Hartree-Fock, Teoría funcional de la densidad, métodos semiempíricos (como los métodos PM3) o de campo de fuerza. Algunos químicos teóricos aplican Mecánica estadística para crear un puente entre los fenómenos microscópicos del mundo cuántico y las propiedades "gruesas" de los sistemas macroscópicos.

Las aproximaciones teóricas a los problemas químicos empiezan en los viejos tiempos, pero hasta la formulación de la ecuación de Schödinger por el físico austríaco Erwin Schrödinger, las técnicas disponibles eran a la vez toscas y especulativas. Actualmente, aproximaciones teóricas mucho más sofisticadas, basadas en la Teoría cuántica de campo y la Teoría de la Función del "Desequilibrio Verde" (Nonequilibrium Green Function Theory) están en boga.

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Ramas de la química teórica

Química cuántica

La aplicación de Mecánica cuántica a la química

Química computacional

La aplicación de Código fuente a la química

Modelado molecular

Métodos para modelar estructuras moleculares sin recurrir necesariamente a la mecánica cuántica. Por ejemplo: Enlazado molecular, Enlazado proteina-proteina, Diseño de fármaco, Química combinatoria.

Dinámica molecular

La aplicación de Mecánica clásica para simular el movimiento del Centro de una formación de átomos y moléculas.

Mecánica molecular

Es el modelado de las interacciones de Superficie de Energía Potencial intra- e inter-moleculares por medio de una suma de Fuerzas de interacción.

Química matemática

La discusión y predicción de la estructura molecular usando métodos matemáticos sin recurrir necesariamente a la mecánica cuántica.

Cinética química teórica

El estudio teórico de los sistemas dinámicos asociados a Químicos reactivos y sus correspondientes ecuaciones diferenciales.

Disciplinas altamente relacionadas

Históricamente, el mayor campo de aplicación de la química teórica ha sido en los siguientes campos de investigación:

• Física atómica: La disciplina que trata con los electrones y el núcleo atómico.
• Física molecular: La disciplina abocada a los electrones que rodean el núcleo molecular, y al movimiento del núcleo mismo. Este término usualmente se refiere al estudio de moléculas formadas de pocos átomos en fase gaseosa. Algunos consideran que la física molecular comprende también al estudio de las propiedades generales de los químicos a nivel molecular.
• Fisicoquímica y Física de químicos: La química investigada por métodos como técnicas laser, Microscopio de efecto túnel, etc. La distinción formal entre ambos campos es que la fisicoquímica es una rama de la química, mientras que la física de químicos es una rama de la física. En la práctica, esta diferencia es muy vaga.
• Teoría de cuerpos varios: La disciplina que estudia los efectos que aparecen en sistemas con un gran número de constituyentes. Está basada en la Física cuántica - especialmente en el formalismo de la Cuantización Secundaria - y la Electrodinámica cuántica.

Por ende, la disciplina de la química teórica es vista muchas veces como una rama de los campos de investigación anteriormente mencionados. Sin embargo, recientemente, con la aparición de la Teoría del funcional de la densidad y otros métodos como la Mecánica molecular, el área de aplicación se ha extendido a sistemas químicos que pertenecen a otros campos de la química y la física como la Bioquímica, la Física de la materia condensada, la Nanotecnología o la Biología molecular.

Bibliografía

• Attila Szabo and Neil S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory, Dover Publications; New Ed edition (1996) ISBN-10: 0486691861, ISBN-13: 978-0486691862

Enlaces externos

• [1] Universidad de Cambridge, Centro de Química Computacional (inglés)
• [2] Universidad de Groningen, Grupo de Química Teórica] (inglés)
• [3] Universidad de Lund, Grupo de Química Teórica] (inglés)
• Universidad Vrije de Amsterdam, Ciencias Químicas y Farmacéuticas (inglés)
• VCCLAB: Laboratorio Virtual de Química Computacional (inglés)
• [4] Base de Datos NIST de Pruebas y Comparaciones en Química Computacional (inglés)

La versión inicial de este artículo ha sido una traducción de http://en.wikipedia.org/wiki/Theoretical_chemistry.