Premio Nobel de Química 1998 Química do laboratorio ao computador

1998/12/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Kimika
• Sariak

O Nobel de Química deste ano, do mesmo xeito que o de Física e Medicamento, viaxou a Estados Unidos, pero os gañadores non son estadounidenses senón europeos: Walter Kohn é austriaco e John A. Pople británico.

Os galardoados foron pioneiros no desenvolvemento de métodos de cálculo paira a realización de estudos teóricos das propiedades das moléculas e dos procesos químicos que se producen entre elas, motivo polo que a Real Academia Sueca de Ciencias outorga o premio a ambos os investigadores.

XX. A principios do século XX o desenvolvemento da física cuántica abriu novas posibilidades paira comprender a estrutura molecular e poder así calcular as propiedades das moléculas e as súas interaccións. Pero as aplicacións prácticas aínda estaban lonxe, xa que era imposible utilizar as complicadas formulaciones matemáticas da física cuántica en moléculas tan complexas. As cousas empezan a cambiar na década de 1960, cando os computadores comezan a empregarse paira resolver ecuacións complexas, cando a química cuántica empeza a desenvolverse como una nova rama da química. Desde entón, esta rama tivo un gran desenvolvemento e revolucionou a química. E nese desenvolvemento foron fundamentais as obras de Walter Kohn e John Pople.

O traballo de Walter Kohn foi puramente teórico, establecendo as bases paira simplificar e simplificar o modelo matemático de descrición de enlaces entre átomos. Anteriormente, o cálculo convencional das propiedades das moléculas baseábase na descrición dos electróns individualmente considerados, polo que os cálculos eran moi complexos. W. Kohn demostrou que non era necesario tomar os electróns individualmente, que era suficiente con coñecer a cantidade media de electróns en calquera punto do espazo, é dicir, a densidade electrónica. Demostrouse que calquera propiedade dos átomos e moléculas é función (mellor devandito, funcional) desta densidade. Isto permitiu dar un paso importante paira comprender mellor por que un átomo únese a outro paira formar moléculas e crear sistemas cada vez máis complexos.

A chamada teoría da densidade funcional é a vía que desenvolveu e que permite estudar moléculas moi complexas, con moitos átomos, dunha maneira moito máis sinxela. Grazas a iso, e desde entón, moitos investigadores desenvolveron W. Seguindo a liña aberta por Kohn, o sistema de cálculo afinouse e desenvolvido, sendo un dos instrumentos de cálculo máis utilizados actualmente na química cuántica.

Na década de 1960 moitos investigadores en Europa e Estados Unidos comezaron a ampliar o uso do computador e a crear métodos de cálculo. Neste ámbito é necesario situar a John Pople a un nivel superior. Os seus métodos permiten analizar teoricamente as propiedades das moléculas e as súas interaccións nas reaccións químicas. Os métodos están baseados nas leis fundamentais da física cuántica.

Ao computador fornécenselle os datos básicos dunha determinada molécula ou reacción química e o computador devolve a descrición das súas propiedades ou explica como se produce esta reacción química. Permite predicir os resultados de moitos tipos de experimentos e, ademais, sen complexos e custosos experimentos, é posible predicir, teoricamente e con gran fiabilidade, a estrutura e propiedades de moitas moléculas.

J. Ademais de desenvolver o método, Pople deseñou una aplicación práctica que utiliza este método, o programa de computadores Gaussian, paira ser utilizado por investigadores de todo o mundo. A primeira versión publicouse en 1970, e desde entón, cando a última saíu leste mesmo ano, foise afinando e mellorando continuamente. Programas Gaussian W a principios dos 90. Implementó a teoría da densidade funcional de Kohn, ampliando o camiño paira poder analizar teoricamente moléculas cada vez máis complexas. Na actualidade, miles de químicos utilizan este programa en universidades e empresas químicas de todo o mundo.