O que é química computacional?
A química computacional utiliza matemática e computadores para resolver problemas químicos. Ao utilizar o software de computador, os químicos podem simular resultados experimentais e encontrar propriedades de substâncias. O campo da química computacional ajuda a explorar coisas que, de outra forma, seriam difíceis ou caras de encontrar por causa da pequena natureza das moléculas, átomos e nanopartículas. Grande parte do campo é baseada na equação de Schrodinger, que modela átomos e moléculas usando matemática. A ab initio, a mecânica semi-empírica e molecular são métodos de química computacional frequentemente usados para analisar estruturas moleculares.
O processo de química computacional começa analisando uma teoria, como a teoria da estrutura eletrônica. Isso ajuda a determinar o movimento dos elétrons dentro de uma molécula. Nesse ponto, usando equações matemáticas, um conjunto de bases pode ser determinado com base nos cálculos. Esta informação pode ser inserida no software de computador para descrever coisas como oFunção de onda, que pode ser usada para criar modelos de outras características físicas da molécula. Os químicos podem ver um modelo dos orbitais da molécula, começar a prever estruturas experimentais e observar a energia da molécula.
O uso do ab initio permite que os químicos observem as propriedades físicas de uma substância e usem a equação de Schrodinger para descobrir as características físicas das moléculas. Isso inclui coisas como a geometria das moléculas, o momento dipolar e a energia de uma reação. Frequências vibracionais, taxa de reação e energia livre também podem ser encontradas usando ab initio. Como essas características físicas são extremamente difíceis de resolver, é necessário que os químicos computacionais os simplifiquem o suficiente para que as características físicas possam ser encontradas e ainda sejam precisas.
Mecânica molecular é um método de química computacional usada na bioquímica expERIMENTS E APLICAÇÕES. Esse método pode ser usado para estruturas maiores, como enzimas e depende da física tradicional, mas não pode calcular propriedades eletrônicas em substâncias. O campo da química computacional está constantemente mudando à medida que os avanços da tecnologia e novas teorias são desenvolvidas.
Essas técnicas permitem que os químicos examinem estruturas que seriam quase impossíveis de olhar de outra forma, devido ao seu tamanho extremamente pequeno. As nanopartículas, menores que os átomos, podem ser modeladas para uso em aplicações como eletrônicos, explosivos e medicamentos. Como grande parte da química computacional se baseia na modelagem de propriedades conhecidas, há espaço para erros nessas experiências. É por isso que treinamento e conhecimento avançados em química e pesquisa são necessários para trabalhar em química computacional.