Química teòrica

Química teòrica

Les corrents anular de benceno són un fenomen que es produïx en sistemes de reacció química a on el benceno, un compost orgànic aromàtic, circula en forma d'anells o corrents tancades. Estes corrents anular es formen en processos químics específics, com la producció d'polímero o la síntesis de composts químics. En la producció d'polímero, com el poliestireno o el polipropileno, s'utilisen reactors en els que el benceno circula en una corrent tancada. El benceno s'introduïx en el reactor i se somet a una série de reaccions químiques per a formar l'polímero desijat. Despuix de la reacció, el benceno es recupera i es recircula novament en el sistema per a participar en la següent etapa de la reacció. Este procés d'recirculación en forma de corrents anular permet un us més eficient del benceno i optimisa la producció de l'polímero. La formació de corrents anular de benceno també pot estar present en atres processos químics, com la síntesis de composts químics aromàtics o la producció de productes químics a partir del benceno. En estos casos, el benceno pot circular en un sistema tancat, passant per diferents etapes de reacció i recuperació, lo que permet una major eficiència i aprofitament del compost. És important mencionar que les corrents anular de benceno requerixen un disseny cuidadós del sistema de reacció, incloent la selecció dels materials i equips adequats, aixina com un control precís de les condicions de temperatura i pressió. Açò és necessari per a garantisar la seguritat i l'eficiència del procés, aixina com per a evitar qualsevol possible fuga o contaminació del benceno.

La química teòrica és un complement de la química experimental per a explicar els canvis que sofrix la matèria davant una reacció química. Una diferència important entre la química teòrica i la química experimental és que la química teòrica es desenrolla a través de métodos matemàtics i computacionals usant conceptes de la física. Una part d'esta disciplina s'encarrega d'estudiar l'estructura electrònica d'àtoms, molècules o sistemes cristalins a nivell molecular a través de la funció d'ona o a través de la teoria del funcional de la densitat. Per la complexitat d'obtindre en precisió a la funció d'ona a través de la equació de Schrödinger, es tenen varis nivells d'aproximació a la funció d'ona. Moltes de les aproximacions com el método de Hartree-Fock, interacció de configuracions, o multiconfiguraciones es basen en el método variacional. També són usats els métodos basats en la teoria de destorbament o cúmuls acoplats. Per a sistemes moleculars de gran tamany s'apliquen els métodos semiempíricos que han tingut auge en anys recents.

La mecànica molecular forma partix de la química teòrica, pero en este cas no es té el detall del comportament dels electrons en sistemes moleculars, a canvi l'interacció entre els àtoms es pren en conte a través de potencials model, també coneguts com a camps de força. La ventaja d'este método sobre els métodos d'estructura electrònica es basa en el gran número de molècules que pot considerar, la qual cosa permet realisar dinàmiques moleculars en grans intervals de temps.

És important mencionar que la mecànica estadística és crucial dins dels métodos teòrics ya que permet predir efectes tèrmics o valores promig en el temps, els quals són determinants per a l'estudi d'una reacció química.

Branques de la química teòrica

Química quàntica

L'aplicació de mecànica quàntica a la química.

Química computacional

L'aplicació de còdic font a la química.

Modelació molecular

Métodos per a modelar estructures moleculars sense recórrer necessàriament a la mecànica quàntica. Per eixemple: enllaçat molecular, enllaçat proteïna-proteïna, disseny de fàrmacs, química combinatòria.

Dinàmica molecular

L'aplicació de mecànica clàssica per a simular el moviment del centre d'una formació d'àtoms i molècules.

Mecànica molecular

És la modelació de les interaccions de superfície d'energia potencial intra i intermoleculars per mig d'una suma de forças d'interacció.

Química matemàtica

La discussió i predicció de l'estructura molecular usant métodos matemàtics sense recórrer necessàriament a la mecànica quàntica.

Cinètica química teòrica

L'estudi teòric dels sistemes dinàmics associats a químics reactius i els seus corresponents equacions diferencials.

Disciplines altament relacionades

Històricament, el major camp d'aplicació de la química teòrica ha segut en els següents camps d'investigació:

• Física atòmica: La disciplina que tracta en els electrons i el núcleu atòmic.
• Física molecular: La disciplina abocada als electrons que rodegen el núcleu molecular,