Mis actividades de investigación involucran actualmente las aplicaciones de la topología química cuántica (TQC) al estudio de una variedad de sistemas. En este campo, se estudian campos escalares y vectoriales de relevancia química para entender las interacciones en moléculas y sóludos. Entre estos campos, destaca la densidad electrónica, la cual es el objeto central de estudio en la teoría cuántica de átomos en moléculas (QTAIM). En la QTAIM se hace una partición rigurosa del espacio tridimensional que permite definir a los átomos que forman una molécula. Dicha partición se basa en las propiedades de la densidad electrónica molecular. A diferencia de otros esquemas de partición, los criterios utilizados en esta teoría son consistentes con todos los postulados de la mecánica cuántica y, una vez realizada, es posible conocer todas las propiedades de primer y segundo orden de los átomos que forman la molécula, en consistencia con las propiedades del sistema molecular completo.

Conceptos tales como:

• Enlace químico
• Estructura molecular
• Deslocalización electrónica
• Pares electrónicos
• Fuerzas en química

son descritos cuantitativamente en esta teoría. En mi grupo de trabajo utilizamos herramientas de la TQC para entender el enlace químico y la transferencia de carga y energía en el espacio tridimensional para moléculas en estados electrónicos basal y excitados. También estudiamos las fuerzas que actúan sobre la distribución electrónica en términos del campo vectorial de la llamada fuerza de Ehrenfest.

Adicionalmente, estudiamos la evolución de procesos moleculares en tiempo real mediane la solución de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo en procesos en estados basal y excitados.

• Interacciones de van der Waals.
• Aromaticidad en compuestos orgánicos.
• Efectos conformacionales.
• Estructura electrónica molecular.
• Fuerza de Ehrenfest y enlace químico.
• Estados electrónicos excitados.
• Dinámica cuántica molecular.

Mi investigación la realizo con:

Investigadores

Alumnos

• Teoría de átomos en moléculas (Página de Richard Bader)
• Cherif Matta's web site at Mount Saint Vincent University, Canadá

• • Real-Space Description of Molecular Processes in Electronic Excited States
    Jesús Jara-Cortés, Jesús Hernández-Trujillo
    En: Advances in Quantum Chemical Topology Beyond QTAIM
    J. I. Rodriguez, F. Cortés-Guzmán, S. M. Anderson (editores)
    Chapter 7, pags 165-192. ISBN 9780323908917
    Elsevier, Amsterdam 2023.

• • Applications of the Quantum Theory of Atoms in Molecules in Organic Chemistry-Charge Distribution, Conformational Analysis and Molecular Interactions
    Jesús Hernández-Trujillo, Fernando Cortés-Guzmán, Gabriel Cuevas.
    En: The Quantum Theory of Atoms in Molecules
    C. F. Matta, R. J. Boyd (editores).
    ISBN 978-3-527-30748-7
    Wiley-VHC, Weinheim, 2007.