Redacci\u00f3n\/Zona Roja.<\/p>\n\n\n\n
Oaxaca de Ju\u00e1rez, Oax., a 15 de noviembre de 2024.- \u201cLa qu\u00edmica te\u00f3rica y computacional nos permite adentrarnos en el universo invisible de las mol\u00e9culas y \u00e1tomos que componen nuestro mundo. Imagina que en la punta de un alfiler caben cinco billones de ellos. En ese espacio tan peque\u00f1o, la qu\u00edmica cu\u00e1ntica se convierte en la herramienta fundamental para explorar lo que sucede a nivel molecular\u201d. As\u00ed nos lo explica Oscar Jim\u00e9nez Halla, doctor en Qu\u00edmica Te\u00f3rica y Computacional, sobre su campo de investigaci\u00f3n cient\u00edfica.<\/p>\n\n\n\n
QU\u00cdMICA CU\u00c1NTICA<\/p>\n\n\n\n
La qu\u00edmica cu\u00e1ntica utiliza modelos matem\u00e1ticos para explicar el comportamiento de \u00e1tomos y mol\u00e9culas. Los \u00e1tomos est\u00e1n compuestos por protones y neutrones en su n\u00facleo, alrededor de los cuales giran los electrones a velocidades impresionantes. Estos electrones se mueven tan r\u00e1pido que, si pudi\u00e9ramos verlos, parecer\u00eda que est\u00e1n en todas partes a la vez. Para describir este comportamiento complejo, los cient\u00edficos utilizan algo llamado \u00abfunci\u00f3n de onda\u00bb, una herramienta matem\u00e1tica propuesta en 1925 por el f\u00edsico Erwin Schr\u00f6dinger.<\/p>\n\n\n\n
Gracias a la funci\u00f3n de onda, los qu\u00edmicos te\u00f3ricos pueden entender y predecir c\u00f3mo interact\u00faan las mol\u00e9culas en las reacciones qu\u00edmicas que ocurren en el medio ambiente. Esta teor\u00eda ha permitido avanzar en el conocimiento de conceptos clave de la qu\u00edmica, como la aromaticidad, que describe la estabilidad de ciertas estructuras moleculares, y los mecanismos de reacci\u00f3n, que explican c\u00f3mo y por qu\u00e9 unas mol\u00e9culas se transforman en otras.<\/p>\n\n\n\n
Responder el c\u00f3mo y el por qu\u00e9 fueron lo que desde ni\u00f1o motivaron su inter\u00e9s por la ciencia y, hasta ahora, el Dr. Jim\u00e9nez Halla empieza a encontrar algunas de las respuestas que desde ni\u00f1o se plante\u00f3 mientras acompa\u00f1aba a su padre, catedr\u00e1tico de Qu\u00edmica, a su laboratorio en la Instituto Tecnol\u00f3gico de Oaxaca. Su sue\u00f1o era convertirse en uno de los mejores qu\u00edmicos del pa\u00eds.<\/p>\n\n\n\n
LAS INSTRUCCIONES<\/p>\n\n\n\n
Un mecanismo de reacci\u00f3n es como un guion detallado de c\u00f3mo una mol\u00e9cula se convierte en otra. En cada paso, los \u00e1tomos se mueven y los electrones se reorganizan para formar nuevas estructuras. Estos procesos ocurren en s\u00f3lidos, l\u00edquidos y gases y son esenciales para producir materiales de gran valor comercial, como pl\u00e1sticos, pigmentos, fibras sint\u00e9ticas o medicamentos.<\/p>\n\n\n\n
Comprender los mecanismos de reacci\u00f3n es crucial, ya que permite a los cient\u00edficos ajustar las condiciones de una reacci\u00f3n para optimizar el resultado deseado. Por ejemplo, en la fabricaci\u00f3n de medicamentos. Saber el camino que siguen las mol\u00e9culas ayuda a seleccionar la ruta m\u00e1s eficiente, reduciendo costos y tiempo de producci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
ESTADO DE TRANSICI\u00d3N.<\/p>\n\n\n\n
Para que ocurra una reacci\u00f3n qu\u00edmica, las mol\u00e9culas deben chocar con suficiente energ\u00eda y en una posici\u00f3n adecuada. Este nivel de energ\u00eda se llama energ\u00eda de activaci\u00f3n, que permite a las mol\u00e9culas superar la barrera que separa a los reactivos, los materiales de partida, de los productos, las sustancias resultantes.<\/p>\n\n\n\n
En el punto m\u00e1ximo de esta barrera, las mol\u00e9culas alcanzan el llamado estado de transici\u00f3n. Es un momento inestable en el que las mol\u00e9culas \u00abdeciden\u00bb si continuar hacia los productos de la reacci\u00f3n o regresar a su estado original. Henry Eyring, un qu\u00edmico estadounidense nacido en Chihuahua, M\u00e9xico, fue uno de los pioneros en describir el estado de transici\u00f3n. Su teor\u00eda revolucion\u00f3 la manera en que entendemos las reacciones qu\u00edmicas, y a\u00f1os m\u00e1s tarde, el qu\u00edmico egipcio Ahmed Zewail utiliz\u00f3 t\u00e9cnicas de l\u00e1ser para \u00abfotografiar\u00bb este estado por primera vez, un logro que le vali\u00f3 el Premio Nobel en 1999.<\/p>\n\n\n\n
DISE\u00d1ANDO EL FUTURO<\/p>\n\n\n\n
La qu\u00edmica te\u00f3rica y computacional no solo busca entender c\u00f3mo ocurren las reacciones, sino que tambi\u00e9n permite dise\u00f1ar nuevas reacciones. Imaginemos que queremos desarrollar un combustible m\u00e1s eficiente para cohetes o crear nuevos materiales que hagan nuestras tecnolog\u00edas m\u00e1s avanzadas y sostenibles. Para lograrlo, los qu\u00edmicos necesitan conocer a fondo los mecanismos de reacci\u00f3n, desde los cambios en los enlaces entre \u00e1tomos hasta el movimiento preciso de los electrones. Estos estudios han llevado al descubrimiento de nuevas estructuras moleculares y enlaces qu\u00edmicos inesperados.<\/p>\n\n\n\n
DETECTIVES DE LAS MOL\u00c9CULAS.<\/p>\n\n\n\n
Estudiar qu\u00edmica te\u00f3rica es como investigar la vida personal de las mol\u00e9culas, observando sus interacciones y secretos m\u00e1s profundos. En un laboratorio, los cient\u00edficos pueden simular reacciones para anticipar c\u00f3mo se comportar\u00e1n en el mundo real. Este conocimiento es invaluable para dise\u00f1ar nuevos medicamentos, aleaciones m\u00e1s resistentes y materiales avanzados para diversas aplicaciones tecnol\u00f3gicas.<\/p>\n\n\n\n
Podr\u00edamos pensar en los qu\u00edmicos te\u00f3ricos como una especie de \u00abagencia de detectives de mol\u00e9culas\u00bb, donde cada experimento es una pista hacia nuevos descubrimientos. Su trabajo contribuye a avances en medicina, tecnolog\u00eda y ecolog\u00eda, ayud\u00e1ndonos a entender los fen\u00f3menos naturales y a aplicar este conocimiento en beneficio de la humanidad.<\/p>\n\n\n\n
UNIVERSO DE POSIBILIDADES<\/p>\n\n\n\n
El campo de la qu\u00edmica te\u00f3rica sigue expandi\u00e9ndose, y cada nuevo descubrimiento abre puertas a aplicaciones que parec\u00edan imposibles. Desde crear compuestos que mejoran nuestra salud hasta desarrollar materiales de alta tecnolog\u00eda, esta disciplina est\u00e1 en la frontera de la innovaci\u00f3n cient\u00edfica.<\/p>\n\n\n\n
La pr\u00f3xima vez que escuche hablar sobre qu\u00edmica cu\u00e1ntica, recuerde que no se trata solo de conceptos abstractos; es un esfuerzo continuo por entender y aprovechar las leyes fundamentales que rigen nuestro mundo. Gracias a estos \u00abdetectives de mol\u00e9culas\u00bb, el futuro se presenta lleno de posibilidades que hasta hace poco eran solo ciencia ficci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El Dr. Oscar Jim\u00e9nez Halla es un destacado investigador oaxaque\u00f1o trabajando fuera de nuestra tierra. Su esfuerzo personal lo ha llevado a obtener la m\u00e1xima categor\u00eda como investigador en M\u00e9xico, el nivel 3, dentro del Sistema Nacional de Investigadores, SNI, y tener el privilegio de publicar numerosos ensayos en revista especializadas a nivel internacional.<\/p>\n\n\n\n
La pregunta que de ni\u00f1o se hizo sigue en permanente investigaci\u00f3n, como al principio: \u00bfc\u00f3mo una mol\u00e9cula se convierte en otra?<\/p>\n\n\n\n
Texto de N\u00e9stor Y. S\u00e1nchez Islas y Javier Toledo Flores<\/p>\n\n\n\n