Aplicaciones de la entropia de shannon en química computacional

Abstract

El objetivo principal de este trabajo ha sido explorar las posibilidades del estadístico entropía de Shannon, Sh, en diversas aplicaciones en Química Computacional. Para ello es necesario poder calcular el valor de Sh en cualquier circunstancia, lo que nos ha conducido a determinar la expresión analítica de Sh de varias funciones de distribución de uso frecuente y nos ha obligado a desarrollar un procedimiento numérico para su estimación cuando la función de distribución es desconocida, este es el algoritmo SEBC. En el trabajo se ha determinado también la relación entre la entropía termodinámica y Sh, lo que ha permitido la interpretación de problemas químicos no computacionales como: la paradoja de Gibbs y la cota mínima de entropía. Asimismo, permitió establecer la relación entre temperatura y Sh. También se ha determinado la Sh de diversas variables físicas para modelos clásicos sencillos, como el oscilador armónico o el rotor rígido. Se ha aprovechado la relación entre la entropía y Sh para estimar la entropía estándar de diversos sistemas (entre ellos de manera preferente los aminoácidos) a través de simulaciones DM. También hemos estudiado varios sistemas mecanocuánticos sencillos. Por último, se ha aplicado Sh para caracterizar la densidad de carga atómica en sistemas como alcanos y tripéptidos, proponiendo la utilización de diagramas Sh unitaria vs., población electrónica. En esta parte del trabajo se incluye una revisión de la transferibilidad atómica en n-alcanos y de la trasferibilidad del residuos glicina entre diversos tripéptidos.