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J.	
  R.	
  Lacadena,	
  J.	
  A.	
  Esteban,	
  B.	
  de	
  Pascual	
  

	
  
Slater	
  (para	
  cumplir	
  el	
  principio	
  de	
  exclusión	
  de	
  Pauli).	
  

        • Aproximación	
   de	
   Roothaan,	
   en	
   la	
   que	
   cada	
   orbital	
   molecular	
  
monoelectrónicof	
  se	
   construye	
   de	
   acuerdo	
   con	
   la	
   aproximación	
   LCAO	
   (Linear	
  
Combination	
   of	
   AtomicOrbitals),	
   como	
   una	
   combinación	
   lineal	
   de	
   N	
   orbitales	
  
atómicos	
  (c),	
  también	
  llamados	
  funciones	
  de	
  base:	
  

         ? (r) = f1 (r1 )f2 (r2 ).....fn (rn ) 	
                                                                                            (
                                                                                                                                             (
                                                                                             2)	
  

        en	
   el	
   que	
   cada	
   orbital	
   molecular	
   monoelectrónicof	
   se	
   expresa,	
   de	
   acuerdo	
  
con	
   la	
   aproximación	
   LCAO	
   (Linear	
   Combination	
   of	
   AtomicOrbitals),	
   como	
   una	
  
combinación	
   lineal	
   de	
   N	
   orbitales	
   atómicos	
   (c),	
   también	
   llamados	
   funciones	
   de	
  
base:	
  

                                                                                     N       3)	
  

                                                                          ?fi = cµi ?µ 	
  
                                                                                   µ =1

        A	
   su	
   vez,	
   cada	
   función	
   de	
   base	
   se	
   puede	
   expresar	
   de	
   forma	
   análoga	
   como	
  
una	
   combinación	
   lineal	
   de	
   una	
   serie	
   de	
   funciones	
   matemáticas	
   de	
   tipo	
   gaussiano.	
  
La	
  calidad	
  de	
  la	
  aproximación	
  dependerá	
  del	
  conjunto	
  de	
  funciones	
  utilizado	
  para	
  
dichas	
   combinaciones	
   lineales	
   (basis	
   set).	
   Actualmente	
   es	
   frecuente	
   utilizar	
   una	
  
función	
   de	
   base	
   6-­-31G*	
   para	
   calcular	
   propiedades	
   de	
   moléculas	
   orgánicas	
  
pequeñas	
   (tipo	
   fármaco).	
   6-­-31G*	
   indica	
   que	
   se	
   utilizan	
   seis	
   funciones	
   gaussianas	
  
para	
   representar	
   los	
   orbitales	
   atómicos	
   internos,	
   mientras	
   que	
   los	
   externos	
   -­-capa	
  
de	
   valencia-­-	
   se	
   representan	
   mediante	
   tres	
   funciones	
   para	
   la	
   parte	
   “contraída”	
   y	
  
una	
   para	
   la	
   parte	
   “difusa”,	
   más	
   una	
   función	
   de	
   polarización	
   para	
   átomos	
   pesados	
  
(indicada	
  mediante	
  el	
  asterisco	
  *),	
  que	
  representa	
  el	
  efecto	
  de	
  los	
  orbitales	
  tipo	
  d.	
  
Existen,	
   no	
   obstante,	
   otras	
   funciones	
   de	
   base	
   menos	
   costosas,	
   que	
   se	
   pueden	
  
utilizar	
  para	
  la	
  búsqueda	
  de	
  la	
  geometría	
  óptima,	
  como	
  son	
  las	
  bases	
  STO-­-3G	
  ó	
  3-­-
21G.	
  	
  

        Debido	
   a	
   que	
   cada	
   electrón	
   se	
   halla	
   bajo	
   el	
   campo	
   eléctrico	
   del	
   resto,	
   cada	
  
orbital	
   molecular	
   monoelectrónico	
   dependerá	
   de	
   los	
   demás,	
   con	
   lo	
   que	
   la	
  
búsqueda	
   del	
   mejor	
   conjunto	
   de	
   coeficientes	
   se	
   hará	
   de	
   forma	
   iterativa.	
   Esta	
  
aproximación	
   recibe	
   el	
   nombre	
   de	
   campo	
   autocoherente	
   (Self-­-Consistent	
   Field,	
  
SCF).	
   Dentro	
   de	
   los	
   métodos	
   que	
   utilizan	
   cálculos	
   SCF	
   cabe	
   destacar	
   el	
   método	
  
Hartree-­-Fock	
   (HF),	
   que	
   es	
   el	
   de	
   mayor	
   difusión	
   en	
   el	
   diseño	
   de	
   fármacos.	
   Las	
  
ecuaciones	
  de	
  Hartree-­-Fock	
  buscan	
  la	
  función	
  de	
  onda	
  que	
  produzca	
  el	
  mínimo	
  de	
  
energía	
  de	
  un	
  sistema	
  molecular,	
  es	
  decir,	
  imponen	
  la	
  condición	
  de	
  que	
  la	
  energía	
  
sea	
  cero	
  (¶E=0)	
  sujeta	
  a	
  su	
  vez	
  a	
  la	
  condición	
  de	
  que	
  los	
  orbitales	
  moleculares	
  sean	
  
ortonormales	
  (teorema	
  variacional).	
  	
  

        Todos	
  estos	
  métodos,	
  debido	
  a	
  que	
  consideran	
  toda	
  la	
  estructura	
  atómica	
  y	
  
no	
   introducen	
   parámetros	
   empíricos	
   en	
   la	
   resolución	
   de	
   la	
   ecuación	
   de	
  

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