Inicialmente, las herramientas desarrolladas a partir de la mecánica cuántica se limitaban a estudiar sistemas constituidos por una sola molécula aislada [1], estas herramientas lograban obtener información importante sobre su comportamiento en estado gaseoso,
pero en algunos casos, como la determinación de pK o las reacciones SN , es indispensable a tener en cuenta las interacciones soluto-solvente [1], por lo tanto, es necesario implementar estrategias que permitan estudiar dichas interacciones.
Para estudiar los efectos del solvente computacionalmente existen diferentes métodos, que pueden ser clasificados en dos grupos de acuerdo a si se consideran las moléculas de solvente explicitamente ó implicitamente.
Si se consideran las moléculas de solvente explicitamente, es necesario determinar la cantidad optima de moléculas para estudiar la interacción soluto-solvente [1]. Adicionalmente, se debe tener en cuenta que el costo computacional aumenta proporcionalmente al
agregar moléculas de solvente a nuestro sistema. [2].
Por lo tanto, es necesario usar otro tipo de métodos que nos permitan dar cuenta de la interacción soluto-solvente sin aumentar el costo computacional significativamente
[3]. Estos métodos son denominados métodos de solvente implícito, en ellos un medio continuo describe implicitamente la presencia del solvente de interés caracterizado por sus propiedades macromoleculares, generalmente por la constante dieléctrica y en algunos casos por la tensión superficial. El método consiste en introducir el soluto en una cavidad rodeada por el medio y calcular la interacción entre el medio y el soluto. [4]
Para contribuir al estudio de los fenómenos de solvatación, se implementará un método de solvatación implícita para cualquier partícula en el paquete computacional LOWDIN [5], bajo el lenguaje de programación Fortran 95 estándar 2003.
El método incluirá la teoría APMO desarrollada por el grupo de química cuántica y computacional de la Universidad Nacional de Colombia, que permite realizar cálculos de estructuctura electrónica para cualquier tipo y número de de partículas cuánticas como
núcleos cuánticos , muones, positrones y pseudo-particulas. [5] |