Las moléculas de la mecánica cuántica: incompatibilidad conceptual entre las teorías de enlace químico

MARTÍN LABARCA; JUAN CAMILO MARTÍNEZ GONZÁLEZ

Santiago

Congreso; VIII Congreso Internacional de la Asociación de Filosofía e Historia de la Ciencia del Cono Sur; 2012

Asociación de Filosofía e Historia de la Ciencia del Cono Sur

La noción de enlace constituye uno de los conceptos centrales de la química. Más aún, gran parte de la química moderna se ocupa de las propiedades y la dinámica de los enlaces químicos. En particular, la relación entre la teoría del enlace de valencia (TEV) y la teoría del orbital molecular (TOM) ha ocupado una buena parte de la literatura en la filosofía moderna de la química de los últimos años (cfr. por ejemplo, Hendry 2006, 2008; Vemulapalli 2008; Weisberg 2008). A pesar de que ambas teorías están parcialmente basadas en la mecánica cuántica, constituyen descripciones alternativas de sistemas moleculares que son de corriente uso para los químicos que trabajan en el ámbito de la química cuántica y computacional. Las teorías físicas del enlace químico son básicamente dos métodos para resolver de manera aproximada la ecuación de Schrödinger para sistemas moleculares. Cada uno de estos métodos contiene un algoritmo particular para generar la función de onda y las justificaciones para ese algoritmo descansan en nociones conceptuales y cualitativas de la forma que debería tener la función de onda molecular. Para la TEV, las moléculas están compuestas por sus átomos constituyentes en los cuales los electrones tienen una posición localizada específica, asociados a un núcleo particular. De este modo, las funciones de onda deberán reflejar esta característica a través de una combinación lineal de funciones de onda atómicas correspondientes a los átomos dentro de la molécula. Por su parte, la TOM concibe al sistema molecular como una nueva entidad en la cual no se pueden identificar sus átomos constituyentes y no se permite la ubicación especifica de los electrones en torno a un solo núcleo. Así, los electrones se encuentran deslocalizados en la molécula entera, de manera que las funciones de onda que describen este sistema incluyen descripciones que asocian a los mismos electrones con más de un núcleo. El propósito de este trabajo es, entonces, comenzar a elucidar la relación existente entre las dos teorías mecánico cuánticas del enlace. Pondremos de manifiesto que las profundas diferencias conceptuales entre dichas formulaciones teóricas, coexistentes en la práctica científica, radican en que representan de un modo diferente los sistemas moleculares, lo cual, a su vez, es altamente relevante cuando se pretende abordar el problema de la naturaleza del enlace químico.