Química teórica
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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.
Historia
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 estadios (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 principios de topología al estudio de la estructura electrónica.
La última área desarrollada 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. 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 Schrödinger 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 campos y la Teoría de la Función de Green de no-equilibrio (Nonequilibrium Green Function Theory) están en boga.
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 proteína-proteína, 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.
Campos de aplicación
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 Química-Física: La química investigada por métodos como técnicas láser, Microscopio de efecto túnel, etc. La distinción formal entre ambos campos es que la química física es una rama de la química, mientras que la fisicoquímica es una rama de la física. En la práctica, esta diferencia es muy vaga.
- Teoría de muchos cuerpos: 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 segunda cuantización 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.
Fuente
Andres J., Beltrán J.,(Editores). Química teórica y Computacional. 2000
