Curso de química cuántica

Curso de Química Cuántica

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Introducción a la química cuántica

La química es aquella ciencia que pretende estudiar y analizar la materia, la energía y sus cambios. El objeto de estudio de la química son las diferentes sustancias y sus interacciones.

La química cuántica la podemos definir como aquella rama de la química teórica donde se va a aplicar la mecánica cuántica y la teoría de la cuántica de campos. Esta, investiga las estructuras moleculares, la reactividad y la estabilidad de los compuestos químicos, los mecanismos de reacción de los mismos, la selectividad y los espectros moleculares. Podemos afirmar que las aplicaciones que se pueden realizar a través de la química cuántica son muy variadas, ya que esta nos permite estudiar la reactividad química o la capacidad de las moléculas de una sola sustancia para ver cómo reacciona con otras moléculas de la misma u otra sustancia diferente.

Una aplicación interesante de la química cuántica es el estudio del comportamiento que tienen los átomos y las moléculas. Esto se hace en referencia a sus propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas y mecánicas. Además, también podemos tener en cuenta su reactividad química y sus propiedades redox, entre otras. También, se estudian los materiales sólidos extendidos como las superficies.

¿Qué es la Teoría Funcional de la densidad?

Esta teoría aplicada a sistemas electrónicos, es un procedimiento variacional alternativo a la solución de la ecuación de Schrödinger, donde el funcional de la energía electrónica es minimizado con respecto a la densidad electrónica. Es uno de los métodos más utilizados en los cálculos cuánticos de la estructura electrónica de la materia, tanto en la física de la materia condensada como en la química cuántica.

Los orígenes de la teoría del funcional de la densidad electrónica se encuentran en un modelo desarrollado por Llewellyn Thomas y Enrico Fermi a final de los años 1920. Sin embargo, no fue hasta mediados de los años 1960 cuando las contribuciones de Pierre Hohenberg, Walter Kohn y Lu Sham establecieron el formalismo teórico en el que se basa el método usado actualmente. En 1998, Walter Kohn recibió el premio Nobel de Química por sus aportes al desarrollo de esta teoría

¿Qué te vamos a enseñar en este Curso de Química Cuántica?

El temario de este Curso de Química Cuántica se divide en 2 partes diferenciadas dentro de las cuales se estructuran una serie de unidades didácticas. La primera parte son fundamentos, donde se tocarán conceptos como el estudio mecánico-cuántico de sistemas sencillos, el momento angular, el átomo de hidrógeno, métodos aproximados en mecánica cuántica y la simetría molecular.

Por otro lado, la segunda parte es sobre Aplicaciones Computacionales, en la que tocaremos conceptos como las aplicaciones de los métodos de Huckel, del método Hartree Fock, introducción de la correlación electrónica, análisis de las superficies de potencial y la reactividad química.

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