In Vivo E In Vitro
Páginas: 9 (2045 palabras)
Publicado: 18 de diciembre de 2012
Química Matemática: aplicación de métodos matemáticos en la química
Prof. Isabel Rozas School of Chemistry, University of Dublin, Trinity College, Ireland
Química Matemática
¿Qué es la Química Matemática? Historia Definición Relaciones Cuantitativas Estructura Actividad: QSAR Teoría de grafos e índices topológicos Topología Molecular
Química Matemática
• La Química es una de lastres ciencias naturales (junto con Física y Biología). • Sin procesos químicos no habría vida (ni muerte …). • Las Matemáticas no se consideran en general como ciencias naturales sino como el producto de una mente inteligente. • Los procesos naturales existieron antes que la humanidad, pero la humanidad existió antes que las matemáticas.
Química Matemática: Historia
• Platón (428–347 A.C.)consideraba que las partículas de cada elemento tenían una forma determinada: Fuego: tetraedro Aire: octaedro
Agua: icosaedro
Tierra: cubo
• Poliedros objetos matemáticos: Primer modelo matemático usado en química
Química Matemática: Historia
Los alquimistas usaron las matemáticas solo con propósitos mágicos; parece que nunca desarrollaron modelos matemáticos para explicarfenómenos químicos.
CRUZANDO LA LINEA ENTRE ALQUIMIA Y QUIMICA
Las únicas herramientas matemáticas usadas por los alquimistas fueron de tipo aritmético y geométrico, únicos campos de las matemáticas bien desarrollados en aquellos tiempos
¿Has convertido plomo en oro? Bien. Repítelo, escribe una descripción detallada y envíalo para publicarlo.
Química Matemática: Historia
El primer intento de“matematizar” la química se debe a Alexander Crum Brown (1838 –1922) un químico orgánico escocés, subestimado en la historia de la química.
En un artículo (¡de 19 líneas!), representaba: compuestos químicos =‘operandos’ y los procesos químicos = ‘operadores’
Química Matemática: Historia
Arthur Cayley (1821–1895) desarrolló las matrices que más tarde han resultado esenciales para elprogreso de la química cuántica y la química matemática. Heisenberg redescubrió las matrices cuando desarrollo la mecánica de matrices.
De los 342 artículos publicados por James Sylvester (1814-1897) solo dos están dedicados a la química (1878) y son fundamentales en química matemática (’química algebraica’). En un artículo en Nature introdujo el término chemicograph (graph=grafo) para la notacióngráfica química.
Química Matemática: Definición
La Química matemática es el área científica que se encarga de las aplicaciones de las matemáticas en la química. Se trata de usar instrumentos matemáticos que ayuden a modelizar los procesos químicos y no se debe confundir con la química computacional. Relaciones cuantitativas estructura-actividad, Teoría de grafos, Topología
QuímicaMatemática: QSAR
RELACIONES CUANTITATIVAS ESTRUCTURA ACTIVIDAD (Quantitative Structure-Activity Relationships): QSAR
Actividad biológica = f(parámetros fisicoquímicos y/o estructurales) y = a0 + a1x1 + a2x2 + … + anxn
• Las propiedades moleculares importantes para la actividad biológica se pueden medir (número). • La relación entre dichas propiedades y la actividad se puede expresar mediante unaecuación matemática.
Química Matemática: QSAR
1) Elegir un conjunto de compuestos con actividad conocida (conjunto de entrenamiento: training set). 2) Expresar matemáticamente la actividad biológica. 3) Buscar, calcular y/o medir los parámetros moleculares que mejor definan la estructura de los compuestos elegidos. 4) Combinar parámetros y actividad biológica en un modelo matemático,normalmente una regresión lineal múltiple. 5) Analizar estadísticamente dicha relación (r2, SD, F, p). 6) Ensayar el modelo en un conjunto diferente de moléculas (no incluidas en el conjunto de entrenamiento): conjunto de ensayo (test set). 7) Predecir y probar la actividad de un nuevo compuesto sintetizado.
Química Matemática: QSAR
• Parámetros fisicoquímicos: ° Estéricos: ES, ESC, rW, VM,...
Prof. Isabel Rozas School of Chemistry, University of Dublin, Trinity College, Ireland
Química Matemática
¿Qué es la Química Matemática? Historia Definición Relaciones Cuantitativas Estructura Actividad: QSAR Teoría de grafos e índices topológicos Topología Molecular
Química Matemática
• La Química es una de lastres ciencias naturales (junto con Física y Biología). • Sin procesos químicos no habría vida (ni muerte …). • Las Matemáticas no se consideran en general como ciencias naturales sino como el producto de una mente inteligente. • Los procesos naturales existieron antes que la humanidad, pero la humanidad existió antes que las matemáticas.
Química Matemática: Historia
• Platón (428–347 A.C.)consideraba que las partículas de cada elemento tenían una forma determinada: Fuego: tetraedro Aire: octaedro
Agua: icosaedro
Tierra: cubo
• Poliedros objetos matemáticos: Primer modelo matemático usado en química
Química Matemática: Historia
Los alquimistas usaron las matemáticas solo con propósitos mágicos; parece que nunca desarrollaron modelos matemáticos para explicarfenómenos químicos.
CRUZANDO LA LINEA ENTRE ALQUIMIA Y QUIMICA
Las únicas herramientas matemáticas usadas por los alquimistas fueron de tipo aritmético y geométrico, únicos campos de las matemáticas bien desarrollados en aquellos tiempos
¿Has convertido plomo en oro? Bien. Repítelo, escribe una descripción detallada y envíalo para publicarlo.
Química Matemática: Historia
El primer intento de“matematizar” la química se debe a Alexander Crum Brown (1838 –1922) un químico orgánico escocés, subestimado en la historia de la química.
En un artículo (¡de 19 líneas!), representaba: compuestos químicos =‘operandos’ y los procesos químicos = ‘operadores’
Química Matemática: Historia
Arthur Cayley (1821–1895) desarrolló las matrices que más tarde han resultado esenciales para elprogreso de la química cuántica y la química matemática. Heisenberg redescubrió las matrices cuando desarrollo la mecánica de matrices.
De los 342 artículos publicados por James Sylvester (1814-1897) solo dos están dedicados a la química (1878) y son fundamentales en química matemática (’química algebraica’). En un artículo en Nature introdujo el término chemicograph (graph=grafo) para la notacióngráfica química.
Química Matemática: Definición
La Química matemática es el área científica que se encarga de las aplicaciones de las matemáticas en la química. Se trata de usar instrumentos matemáticos que ayuden a modelizar los procesos químicos y no se debe confundir con la química computacional. Relaciones cuantitativas estructura-actividad, Teoría de grafos, Topología
QuímicaMatemática: QSAR
RELACIONES CUANTITATIVAS ESTRUCTURA ACTIVIDAD (Quantitative Structure-Activity Relationships): QSAR
Actividad biológica = f(parámetros fisicoquímicos y/o estructurales) y = a0 + a1x1 + a2x2 + … + anxn
• Las propiedades moleculares importantes para la actividad biológica se pueden medir (número). • La relación entre dichas propiedades y la actividad se puede expresar mediante unaecuación matemática.
Química Matemática: QSAR
1) Elegir un conjunto de compuestos con actividad conocida (conjunto de entrenamiento: training set). 2) Expresar matemáticamente la actividad biológica. 3) Buscar, calcular y/o medir los parámetros moleculares que mejor definan la estructura de los compuestos elegidos. 4) Combinar parámetros y actividad biológica en un modelo matemático,normalmente una regresión lineal múltiple. 5) Analizar estadísticamente dicha relación (r2, SD, F, p). 6) Ensayar el modelo en un conjunto diferente de moléculas (no incluidas en el conjunto de entrenamiento): conjunto de ensayo (test set). 7) Predecir y probar la actividad de un nuevo compuesto sintetizado.
Química Matemática: QSAR
• Parámetros fisicoquímicos: ° Estéricos: ES, ESC, rW, VM,...
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