Implementació de programari de pràctiques d'introducció a la química quàntica i d'introducció a la programació en live CDs utilitzables pels alumnes fora de les aules

L'objectiu d'aquest projecte és desenvolupar live CDs per tal de facilitar als alumnes de les assignatures obligatòries del Departament de Química Física que inclouen pràctiques amb ordinadors el treball fora de les aules, com a complement del realitzar durant les sessions de pràctiques.

Eficiência quântica do fotossistema II de mudas de abacaxizeiro 'imperial' em resposta a associação com Piriformospora indica e herbicidas

O objetivo foi avaliar o efeito dos herbicidas diuron, ametryn e sulfentrazone, e da associação micorrízica na eficiência quântica do fotossistema II de mudas de abacaxizeiro 'Imperial'. Foi utilizado o esquema de parcela subdividida, tendo na parcela o fatorial 2 x 4, sendo dois tipos de mudas: inoculadas com P. indica e sem inoculação, e quatro doses de herbicidas: 0; 1,5; 3,0 e 6,0 L ha-1 para o ametryn, 0; 1,6; 3,2 e 6,4 L ha-1 para o diuron e 0; 0,4; 0,8 e 1,6 L ha-1 para o sulfentrazone, e na subparcela as épocas de avaliação, distribuídos no delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Os herbicidas foram aplicados ao substrato antes do plantio das mudas. A inoculação com o fungo P. indica foi feita no momento do plantio. A avaliação da eficiência quântica foi feita por meio da razão de fluorescência da clorofila a (Fv/Fm), determinada aos 60; 90 e 120 dias após o plantio das mudas, obtendo-se a fluorescência inicial, máxima, e variável. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e regressão polinomial. O herbicida ametryn não comprometeu a eficiência do fotossistema II das mudas de abacaxizeiro inoculadas com o fungo P. indica. A inoculação com fungo P. indica aumentou a eficiência do fotossistema II das mudas. A aplicação dos herbicidas diuron e sulfentrazone em doses elevadas reduziu a eficiência do fotossistema II de mudas de abacaxizeiro 'Imperial' não inoculadas com o fungo P. indica.

O ensino de química quântica e o computador na perspectiva de projetos

This paper aims to discuss and reflect about the use of computers in the teaching of Quantum Chemistry. A course on Computational Quantum Chemistry concentrating on Medicinal Chemistry projects was developed for undergraduate and graduate students. The results showed that students got more motivated and involved when there is an articulation between theory and practice. This work presents an alternative way to teach Theoretical Chemistry using projects.

Aplicação da química quântica computacional no estudo de processos químicos envolvidos em espectrometria de massas

The field of application of mass spectrometry (MS) has increased considerably due to the development of ionization techniques. Other factors that have stimulated the use of MS are the tandem mass spectrometry (MS/MS) and sequential mass spectrometry (MSn) techniques. However, the interpretation of the MS/MS and MSn data may lead to speculative conclusions. Thus, various quantum chemical methods have been applied for obtaining high quality thermochemical data in gas phase. In this review, we show some applications of computational quantum chemistry to understand the formation and fragmentation of gaseous ions of organic compounds in a MS analysis.

Modelos da Química Quântica no espaço de momento: diferentes representações de um mesmo sistema

The conventional approach to simple quantum chemistry models is contrasted with that known as momentum representation, where the wavefunctions are momentum dependent. Since the physical interactions are the same, state energies should not change, and whence the energy differences correlating with the real world as spectral lines or bands. We emphasize that one representation is not more fundamental than the other, and the choice is a matter of mathematical convenience. As spatial localization is rooted in our brains, to think in terms of the momentum present us a great mental challenge that can lead to complementary perspectives of a model.

A topologia molecular QTAIM e a descrição mecânico-quântica de ligações de hidrogênio e ligações de di-hidrogênio

Hydrogen bonds formed through the interaction between a high electronic density center (lone electron pairs, π or pseudo-π bonds) and proton donors cause important electronic and vibrational phenomena in many systems. However, it was demonstrated that proton donors interact with hydrides, such as alkali and alkaline earth metals (BeH2, MgH2, LiH and NaH), what yields a new type of interaction so-called dihydrogen bonds. The characterization of these interactions has been performed at light of the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM), by which the electronic densities ρ are quantified and the intermolecular regions are characterized as closed-shell interactions through the analysis of the Laplacian field ∇2ρ.

A Química Quântica na compreensão de teorias de Química Orgânica

Quantum chemical calculations were performed in order to obtain molecular properties such as electronic density, dipole moment, atomic charges, and bond lengths, which were compared to qualitative results based on the theories of the organic chemistry. The quantum chemistry computational can be a useful tool to support the main theories of the organic chemistry.

A importância do método de Hartree no ensino de química quântica

Hartree's original ideas are described. Its connection with electrostatics can be explored in order to decrease the gap between teaching of Physics and Chemistry. As a consequence of its simplicity and connection with electrostatics, it is suggested that Hartree's method should be presented before the Hartree-Fock method. Besides, since the fundamental concepts of indistinguishibility of electrons along with the antissimetry of the wave function are missing in the Hartree's product, the method itself can be used to introduce these concepts. Despite the fact that these features are not included in the trial wavefunction, important qualitatively correct results can be obtained.

Ramon Carbó i la semblança molecular quàntica

Entrevista en Ramon Carbó-Dorca sobre la semblança molecular quantica

Algorisme d'optimització global de les mesures de semblança quàntica molecular

Les Mesures de Semblança Quàntica Molecular (MSQM) requereixen la maximització del solapament de les densitats electròniques de les molècules que es comparen. En aquest treball es presenta un algorisme de maximització de les MSQM, que és global en el límit de densitats electròniques deformades a funcions deltes de Dirac. A partir d'aquest algorisme se'n deriva l'equivalent per a densitats no deformades

Aplicació de la semblança molecular quàntica en la reducció de l'espai configuracional per a l'estat fonamental i primers excitats de l'àtom d'Heli

Es presenta un mètode de selecció d'orbitals atòmics relacionat amb la teoria de la Semblança Molecular Quàntica, que permet reduir l'espai actiu quan es vol dur a terme un càlcul a nivell d'Interacció de Configuracions per a l'àtom d'heli

Sobre les relacions lineals d'energia lliure: mesures de semblança molecular quàntica sobre funcions de densitat electrònica modificad

En aquest treball es presenta l'ús de funcions de densitat electrònica de forat de Fermi per incrementar el paper que pren una regió molecular concreta, considerada com a responsable de la reactivitat molecular, tot i mantenir la mida de la funció de densitat original. Aquestes densitats s'utilitzen per fer mesures d'autosemblança molecular quàntica i es presenten com una alternativa a l'ús de fragments moleculars aillats en estudis de relació entre estructura i propietat. El treball es complementa amb un exemple pràctic, on es correlaciona l'autosemblanca molecular a partir de densitats modificades amb l'energia d'una reacció isodòsmica

Sobre els mapes de semblança quàntica molecular

Partint de les definicions usuals de Mesures de Semblança Quàntica (MSQ), es considera la dependència d'aquestes mesures respecte de la superposició molecular. Pel cas particular en qnè els sistemes comparats siguin una molècula i un Àtom i que les mesures es calculin amb l'aproximació EASA, les MSQ esdevenen funcions de les tres coordenades de l'espai. Mantenint fixa una de les tres coordenades, es pot representar fàcilment la variació del valor de semblança en un pla determinat, i obtenir els anomenats mapes de semblança. En aquest article, es comparen els mapes de semblança obtinguts amb diferents MSQ per a sistemes senzills

Relacions estructura-propietat per un conjunt d'hidrocarburs a partir de nous descriptors tridimensionals derivats de la semblança molecular quàntica

En aquest article es defineixen uns nous índexs tridimensionals per a la descripció de les molècules a partir de paràmetres derivats de la Teoria de la Semblança Molecular i de les distàncies euclidianes entre els àtoms i les càrregues atòmiques efectives. Aquests indexs, anomenats 3D, s'han aplicat a l'estudi de les relacions estructura-propietat d'una família d'hidrocarburs, i han demostrat una capacitat de descripció de tres propietats de la família (temperatura d'ebullició, temperatura de fusió i densitat) molt més acurada que quan s'utilitzen els indexs 2D clàssics

Estructura computacional i aplicacions de la semblança molecular quàntica

La tesis tracta diferents aspectes relacionats amb el càlcul de la semblança quàntica, així com la seva aplicació en la racionalització i predicció de l'activitat de fàrmacs. Es poden destacar dos progressos importants en el desenvolupament de noves metodologies que faciliten el càlcul de les mesures de semblança quàntica. En primer lloc, la descripció de les molècules mitjançant les funciones densitat aproximades PASA (Promolecular Atomic Shell Approximation) ha permès descriure amb suficient precisió la densitat electrònica dels sistemes moleculars analitzats, reduint substancialment el temps de càlcul de les mesures de semblança. En segon lloc, el desenvolupament de tècniques de superposició molecular específiques de les mesures de semblança quàntica ha permès resoldre el problema de l'alineament en l'espai dels compostos comparats. El perfeccionament d'aquests nous procediments i algoritmes matemàtics associats a les mesures de semblança molecular quàntica, ha estat essencial per poder progressar en diferents disciplines de la química computacional, sobretot les relacionades amb les anàlisis quantitatives entre les estructures moleculars i les seves activitats biològiques, conegudes amb les sigles angleses QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships). Precisament en l'àrea de les relacions estructura-activitat s'han presentat dues aproximacions fonamentades en la semblança molecular quàntica que s'originen a partir de dues representacions diferents de les molècules. La primera descripció considera la densitat electrònica global de les molècules i és important, entre altres, la disposició dels objectes comparats en l'espai i la seva conformació tridimensional. El resultat és una matriu de semblança amb les mesures de semblança de tots els parells de compostos que formen el conjunt estudiat. La segona descripció es fonamenta en la partició de la densitat global de les molècules en fragments. S'utilitzen mesures d'autosemblança per analitzar els requeriments bàsics d'una determinada activitat des del punt de vista de la semblança quàntica. El procés permet la detecció de les regions moleculars que són responsables d'una alta resposta biològica. Això permet obtenir un patró amb les regions actives que és d'evident interès per als propòsits del disseny de fàrmacs. En definitiva, s'ha comprovat que mitjançant la simulació i manipulació informàtica de les molècules en tres dimensions es pot obtenir una informació essencial en l'estudi de la interacció entre els fàrmacs i els seus receptors macromoleculars.