Química teórica para niños

La química teórica es como el cerebro de la química. Imagina que la química experimental es la que hace pruebas en el laboratorio, mezclando cosas y viendo qué pasa. Pues la química teórica es la que usa las matemáticas y las computadoras para entender por qué pasan esas cosas.

Esta parte de la química usa ideas de la física para estudiar cómo se comportan los átomos, las moléculas y otros materiales muy pequeños. Intenta entender cómo están organizados los electrones dentro de ellos. Para esto, a veces usan algo llamado la función de onda, que es una descripción matemática de cómo se mueven los electrones.

Como es muy difícil calcular la función de onda de forma exacta, los científicos usan diferentes maneras de aproximarse a ella. Algunos métodos famosos son el método de Hartree-Fock o la interacción de configuraciones. También se usan otros métodos que ayudan a predecir cómo se comportarán las moléculas. Para moléculas muy grandes, hay métodos más sencillos pero muy útiles.

Una parte de la química teórica es la mecánica molecular. Aquí no se mira el detalle de cada electrón, sino que se usan modelos para entender cómo interactúan los átomos entre sí. La ventaja de este método es que permite estudiar muchas moléculas a la vez y simular sus movimientos durante mucho tiempo.

Además, la mecánica estadística es muy importante en la química teórica. Ayuda a predecir cómo el calor afecta las reacciones químicas y a calcular valores promedio de lo que ocurre con el tiempo.

¿Qué estudia la química teórica?

La química teórica se divide en varias áreas, cada una enfocada en un aspecto diferente:

Química cuántica: El mundo de lo muy pequeño

Esta rama aplica las reglas de la mecánica cuántica al estudio de la química. La mecánica cuántica es una parte de la física que describe cómo se comportan las partículas más pequeñas, como los electrones y los átomos.

Química computacional: Usando computadoras para entender la química

Aquí se usan programas de computadora y código fuente para resolver problemas químicos. Las computadoras son herramientas muy poderosas para hacer cálculos complejos y simular lo que ocurre en las reacciones.

Modelado molecular: Creando modelos de moléculas

Esta área se encarga de crear modelos de las estructuras de las moléculas. No siempre necesita la mecánica cuántica. Por ejemplo, ayuda a entender cómo se unen las moléculas, cómo las proteínas interactúan entre sí, o cómo diseñar nuevos medicamentos.

Dinámica molecular: El movimiento de las moléculas

Esta rama usa las leyes de la mecánica clásica para simular cómo se mueven los átomos y las moléculas. Es como hacer una película de cómo se mueven las partículas en una reacción química.

Mecánica molecular: Interacciones entre átomos

Se enfoca en cómo interactúan los átomos y las moléculas entre sí. Lo hace sumando las fuerzas que actúan entre ellos, como si fueran pequeños imanes o resortes.

Química matemática: La química con números

Esta parte usa métodos matemáticos para describir y predecir cómo son las estructuras de las moléculas, sin necesidad de usar la mecánica cuántica.

Cinética química teórica: La velocidad de las reacciones

Estudia la velocidad a la que ocurren las reacciones químicas. Usa ecuaciones matemáticas para entender cómo cambian los sistemas químicos con el tiempo.

Áreas relacionadas con la química teórica

Históricamente, la química teórica ha sido muy útil en campos como:

• Física atómica: Se ocupa de los electrones y el núcleo atómico de un solo átomo.
• Física molecular: Se dedica a los electrones que rodean el núcleo de una molécula.

Las corrientes anulares de benceno son un fenómeno donde un compuesto llamado benceno circula en forma de anillos cerrados en procesos químicos. Esto ayuda a usar el benceno de forma más eficiente en la producción de materiales como plásticos.

Véase también

En inglés: Theoretical chemistry Facts for Kids