Abstract

CHAVEZ, Victor H.  and  WASSERMAN, Adam. Hacia una teoría de funcionales de la densidad de fragmentos moleculares. ¿Cuál es la forma de los átomos en las moléculas?. Rev. acad. colomb. cienc. exact. fis. nat. [online]. 2020, vol.44, n.170, pp.269-279.  Epub June 15, 2021. ISSN 0370-3908.  https://doi.org/10.18257/raccefyn.960.

En cierta forma, la mecánica cuántica da solución a todos los problemas de la química, lo único que hay que hacer es resolver las ecuaciones de Schrödinger para las moléculas de interés. Desafortunadamente, el costo computacional de resolver estas ecuaciones crece exponencialmente con el número de electrones y para más de ~100 electrones resulta imposible resolverlas con precisión química (~2 kcal/mol). Las ecuaciones de Kohn-Sham (KS) de la teoría del funcional de la densidad (density functional theory, DFT) permiten reformular las ecuaciones de Schrödinger usando la densidad de probabilidad electrónica como la variable central sin necesidad de calcular las funciones de onda de Schrödinger. El costo de resolver las ecuaciones de Kohn-Sham solo crece como N 3 , donde N es el número de electrones, lo que ha llevado a la inmensa popularidad de la DFT en química. A pesar de esta popularidad, incluso las aproximaciones más sofisticadas de las KS-DFT llevan a errores que limitan el uso de métodos basados exclusivamente en la densidad electrónica. En este artículo se discute cómo pueden desarrollarse nuevos métodos que escalen linealmente con N usando densidades de fragmentos como las variables principales en lugar de densidades totales, así como la forma en que estos métodos proveen una respuesta atractiva a la pregunta del subtítulo: ¿cuál es la forma de los átomos en las moléculas?

Keywords : Funcionales de la densidad; Estructura electrónica; Reactividad química.

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