Termoquímica computacional: en la búsqueda de la precisión química

Computational thermochemistry: searching chemical accuracy

Introducción: la termoquímica computacional es un campo de gran interés por sus diversas aplicaciones en diferentes campos de la química. En la actualidad, con el avance en el desarrollo de los supercomputadores se pueden emplear diversas metodologías que emplean cálculos de estructura electrónica para estimar valores termodinámicos con errores ~ 1,0 kcal/mol en comparación con los datos experi-mentales. Metodología: en este artículo se describen brevemente los principales métodos compuestos empleados en la termoquímica computacional como la serie de Petersson, los métodos Weizmann, el modelo HEAT y con especial énfasis en las teorías Gaussian-n. Aplicaciones: diversas aplicaciones de la termoquímica computacional se presentan en este trabajo tales como el estudio de la reactividad y las estabilidades de nuevos derivados de compuestos químicos con potencialidades como fármacos, estudios de contaminantes en la química de la atmosfera donde se estiman valores importantes de entalpias de formación sobre compuestos derivados del gas de efecto invernadero SF6, estudios de compuestos derivados del petróleo de potencial importancia como nuevos combustibles y el desarrollo de explosivos con estimaciones energéticas de las entalpias de disociación de enlace y de combustión de nuevos compuestos orgánicos. Conclusiones: la termoquímica computacional es una herramienta actual para resolver problemas de la química donde la experi-mentación es difícil y con un alto costo económico. Se espera en un futuro que esta área desarrolle nuevos métodos y códigos computacionales que permitan estudiar sistemas moleculares de gran tamaño importantes en otras áreas de las ciencias como la física, la biología, ciencias de los materiales, entre otros.

Introductión: Computational thermochemistry is an area of great interest for its various applications in many different fields of chemistry. With the increase of the computational power readily available, it is currently possible to use various calcula-tion based on the electronic structure methods for estimate thermodynamic prop-erties with an error on the order of ~1.0 kcal/mol, which is comparable to experi-mental values. Methodology: In this work we briefly describe the main composite methods such as Petersson series, the Weizmann methods the HEAT model and with special focus on the Gaussian-n theories. Applications: Various applications of computational thermochemistry are presented in this work such as the study of reactivity and stabilities of new derivatives of chemical compounds with potential use as drugs, studies of pollutants in atmospheric chemistry where important values of enthalpies are estimated of training on compounds derived from the greenhouse gas SF6, studies of compounds derived from petroleum of potential importance as new fuels and the development of explosives with energ y estimates of the enthalpies of bond dissociation and combustion of new organic compounds. Conclusions:Computational thermochemistry is a current tool to solve chemistry problems where experimentation is difficult and with a high economic cost. It is expected in the future that this area will develop new methods and computational codes that allow studying large molecular systems important in other areas of science such as physics, biolog y, materials science, among others.

Introdução: a termoquímica computacional é uma área de grande interesse devido às suas diversas aplicações em diferentes campos da química. Hoje em dia, com o avanço no desenvolvimento de supercomputadores, várias metodologias podem ser utilizadas que utilizam cálculos de estrutura eletrônica para estimar valores termodi-nâmicos com erros de ~ 1,0 kcal/mol em comparação com os dados experimentais. Metodologia: este artigo descreve resumidamente os principais métodos compostos usados em termoquímica computacional, como a série Petersson, os métodos de Weizmann, o modelo HEAT e com especial ênfase nas teorias Gaussianas-n. Apli-cações: várias aplicações da termoquímica computacional são apresentadas neste trabalho tais como o estudo da reatividade e estabilidades de novos derivados de compostos químicos com potencial como drogas, estudos de poluentes em química atmosférica onde valores importantes de entalpias são estimados de treinamento em compostos derivados do gás de efeito estufa SF6, estudos de compostos derivados do petróleo com potencial importância como novos combustíveis e o desenvolvimento de explosivos com estimativas energéticas das entalpias de dissociação de ligações e combustão de novos compostos orgânicos. Conclusões: a termoquímica compu-tacional é uma ferramenta atual para resolver problemas de química onde a expe-rimentação é difícil e com alto custo econômico. Espera-se que no futuro esta área desenvolva novos métodos e códigos computacionais que permitam estudar grandes sistemas moleculares importantes em outras áreas da ciência como física, biologia, ciência dos materiais, entre outras.