Modelos de Solvatación y de Continuo

La mayor parte de la química ocurre en solución, y los modelos de solvatación de continuo capturan el efecto del solvente representándolo como un medio polarizable que rodea al soluto.

Definition

Métodos que explican la influencia de un solvente en la estructura, la energética y las propiedades de un soluto, de la manera más económica tratando el solvente como un dieléctrico polarizable continuo.

Scope

Cubre la modelización de los efectos del solvente, modelos implícitos de continuo como el modelo de continuo polarizable, COSMO y el modelo de solvatación universal SMD, la partición de la energía libre de solvatación en contribuciones electrostáticas y no electrostáticas, y el uso complementario de tratamientos explícitos e híbridos explícitos/implícitos.

Core questions

• ¿Cómo representa un continuo implícito el efecto promedio de un solvente?
• ¿Cómo se descompone la energía libre de solvatación en partes electrostáticas y no electrostáticas?
• ¿Cuándo se necesitan moléculas de solvente explícitas junto con o en lugar de un continuo?
• ¿Cómo cambian los efectos del solvente la energética de reacción y las propiedades calculadas?

Key theories

Solvatación dieléctrica de continuo

Representa el solvente como un continuo dieléctrico polarizable que rodea una cavidad molecular, con el soluto polarizando el medio y el medio reaccionando sobre el soluto.

Modelos de solvatación universales

Los modelos de continuo parametrizados como SMD combinan un continuo electrostático con términos empíricos para predecir energías libres de solvatación en muchos solutos y solventes.

Clinical relevance

Los modelos de solvatación son esenciales para predicciones realistas de acidez, potenciales redox, energética de reacción y solubilidad en solución, donde descuidar el solvente puede dar resultados cualitativamente erróneos.

History

Desde la idea del campo de reacción de Onsager, la solvatación de continuo maduró a través del modelo de continuo polarizable desarrollado por Tomasi y colaboradores y los modelos COSMO y SMD, haciendo que los cálculos en fase de solución sean rutinarios.

Key figures

• Jacopo Tomasi
• Benedetta Mennucci
• Christopher Cramer
• Donald Truhlar

Seminal works

• tomasi2005
• marenich2009

Frequently asked questions

¿Cuándo es insuficiente un modelo de solvente implícito?

Cuando las interacciones específicas soluto-solvente, como los enlaces de hidrógeno, son importantes, un continuo implícito puede pasar por alto efectos importantes, y se necesitan moléculas de solvente explícitas o tratamientos híbridos.

¿Qué añade un modelo de solvatación a un cálculo en fase gaseosa?

Aporta la estabilización y los cambios estructurales y energéticos que impone un solvente, lo que puede alterar sustancialmente las energías relativas, las barreras y las propiedades con respecto a sus valores en fase gaseosa.