Es un hecho que el caracter cuantico de una particula aumenta al disminuir su masa. Es asi que en la mayoria de los fen´omenos moleculares encontramos que los electrones presentan un comportamiento mayormente cu´antico, mientras que los n´ucleos at´omicos (mas lentos y masivos) presentan un comportamiento mayormente cl´asico. En general, en un estudio te´orico de fen´omenos moleculares se parte de la aproximaci´on de Born- Oppenheimer (ABO)[1]. Esta aproximaci´on se basa en dos suposiciones, la primera es que los electrones se ajustan instantaneamente al movimiento m´as lento de los n´ucleos, la segunda considera que los n´ucleos se mueven sobre una superficie de energia potencial (PES), derivada de un solo estado electr´onico. La ABO es la base sobre la que se construyen los m´etodos convencionales de estructura electr´onica, los cuales se usan para determinar las estructuras y energias de reactivos, productos, estados de transici´on al igual que las PES usadas en m´etodos cl´asicos de din´amica molecular como Car-Parinello[2] o de propagaci´on de la matriz de densidad[3]. Sin embargo, la experiencia ha mostrado repetidas veces que existen procesos quimicos muy importantes como la transferencia electr´onica, los procesos fotoquimicos, las reacciones sobre superficies met´alicas, la transferencia de protones, los efectos isot´opicos, entre otros, en los cuales se presenta un rompimiento de la ABO, ya que estos procesos en cierta medida est´an dominados por efectos cu´anticos nucleares (ECN) como la energia del punto cero (ZPE), las vibraciones nucleares y el tunelamiento nuclear. Para incluir los ECN en estudios de fen´omenos quimicos a partir de c´alculos de estructura electr´onica se han ingeniado muchas correciones. Las ZPE se calculan tipicamente con la aproximaci´on arm´onica, en donde las frecuencias se obtienen diagonalizando la matriz Hessiana[4]. El tunelamiento nuclear se determina con frecuencia empleando la correcci´on de Bell[5], que se deriv´a al aproximar la barrera de potencial como un par´abola truncada. Los efectos del tunelamiento tambi´en se determinan a trav´es de c´alculos del tunelamiento semicl´asico basado en caminos de energia minima[6]. En todos estos casos las correcciones se aplican despu´es de que se han generado las PES por alguno de los m´etodos de estructura electr´onica. Seria ideal entonces el tener la capacidad de emplear un tratamiento cu´antico tanto de los electrones como de los n´ucleos para el estudio de fen´omenos en donde se hacen evidentes los ECN. Sin embargo, esto no es posible en el presente excepto para sistemas muy pequenos, lo cual se debe a complicaciones te´oricas y computacionales que aumentan r´apidamente al crecer el n´umero de grados de libertad cu´anticos. Esta es entonces una de las razones por las que se sigue recurriendo a la ABO y de ser necesario los ECN se introducen posteriormente como correcciones. Recientemente, y a fin de evitar el uso de la ABO, se han desarrollado m´etodos que ofrecen una soluci´on a la ecuaci´on de Schr¨odinger n´ucleo-electr´onica independiente del tiempo. Entre estos tenemos el MCMO (Multicomponent Molecular Orbital) propuesto por Tachikawa[7, 8, 9], el NO-MO (Nuclear Orbital-Molecular Orbital) propuesto por Nakai[10], el ENMO (Electronic and Nuclear Molecular Orbitals) propuesto por Sherill[11] y el NEO (Nuclear-Electronic Orbital) propuesto por Hammes-Schiffer[12, 13]. En principio estos m´etodos incorporan directamente los ECN en un c´alculo regular de estructura electr´onica, ya que existe una retroalimentaci´on entre los grados de libertad electr´onicos y nucleares. Estos m´etodos prometen extender el rango de valid´ez de los m´etodos de estructura electr´onica y din´amica molecular tradicionales, a´un reteniendo sus ventajas de practicabilidad y aplicabilidad a sistemas complejos. Es esta propuesta nos concentraremos en el m´etodo de orbitales n´ucleo-electr´onicos (NEO), el cual propone un tratamiento cuantomec´anico de los n´ucleos at´omicos al mismo nivel que los electrones en los m´etodos de estructura electr´onica. Muchas aplicaciones de este m´etodo est´an a la vista, en especial para el estudio de fen´omenos en los cuales los n´ucleos de hidr´ogeno presentan un car´acter cu´antico marcado, como en sistemas enlazados por puentes de hidr´ogeno, que presenten transferencia intramolecular de hidr´ogenos, o que sean substituidos isot´opicamente (para estudiar en estos ´ultimos los efectos de is´otopo primarios y secundarios en geometria y estructura electr´onica). Entre las ventajas que ofrece en el papel este m´etodo sobre los tradicionales de estructura electr´onica estan: - Las energias de los niveles vibracionales de los hidr´ogenos tratados cuantomecanicamente resultan directamente de un c´alculo regular de estructura electr´onica - La energia del punto cero (ZPE) esta incluida en el c´alculo - Los resultados contienen el efecto de las masas nucleares en estructura electr´onica, ning´un m´etodo te´orico permite de estructura electr´onica permite esto - El tratamiento de los n´ucleos por medio de orbitales permite en principio estudiar deslocalizaci´on nuclear Sin embargo y a pesar de que gran parte de la teoria de este m´etodo se ha reportado en distintas publicaciones[12, 13, 14], su alcance est´a a´un por probarse ya que su aplicabilidad es muy limitada, debido principalmente a problemas en la implementaci´on computacional. El objetivo central de este proyecto es la creaci´on de un paquete computacional basado en el m´etodo NEO a nivel Hartree-Fock (HF) para electrones y n´ucleos, que nos permita estudiar efectos cu´anticos nucleares. Una de las contribuciones m´as novedosas ser´a el crear la capacidad de calcular ECN en sistemas que contienen mezclas de is´otopos de hidr´ogeno. Para determinar la correcta implementaci´on del paquete computacional se realizar´an unos c´alculos preliminares a distintos haluros de hidr´ogeno, hidruros de metales alcalinos y a la mol´ecula de agua en todas sus versiones isot´opicas, para los cuales existen numerosos resultados experimentales y te´oricos. En futuros proyectos se crear´an rutinas que permitan la optimizaci´on de las geometrias moleculares, se mejorar´a la teor´¿a por medio de m´etodos perturbativos para incorporar parte de la correlaci´on electr´onica y electro-nuclear, se espera que esta parte no sea tan dificil de implementar una vez se haya finalizado con este proyecto.