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Presentación.

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El carbono.

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Estructura del buckminsterfulereno.

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Elementos y Operaciones de Simetría.

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Un ejemplo Resuelto

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La molécula de C₆₀.

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El empujoncito inicial

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La respuesta

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¿Qué tiene que ver la simetría con la química?



Día universal de la simetría
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¿Qué tiene que ver la simetría con la química?

El que no esté familiarizado con la química puede sorprenderse de que la simetría sea un tema de interés para el químico.

Existen muchísimas aplicaciones de los conceptos de simetría en la química. Al analizar las propiedades de los compuestos químicos, uno se dá cuenta de que muchas de ellas están determinadas, o al menos afectadas, por las propiedades de siemtría de las moléculas.

Un área donde se aplican los conceptos de simetría con mucha frecuencia es el área de la espectroscopía, que estudia las interacciones de la luz con las moléculas. Las moléculas absorben luz, lo cual provoca, entre otras cosas, que algunos compuestos tengan color, que los rayos ultravioletas más peligrosos que emite el sol no lleguen a la tierra, que el calor del sol no sea filtrado por la atmósfera, etc. El espectroscopista puede sacar muchísimas conclusiones acerca de cómo una molécula interactúa con la luz únicamente conociendo las propiedades de simetría de la molécula, aún sin saber cuáles son los átomos que la componen. En otras palabras, uno puede decir: tengo una molécula que tiene tales y cuales elementos de simetría, y eso bastará para conocer algunas de sus propiedades espectroscópicas. Lo mismo sucede en el área del estudio de los compuestos cristalinos. Uno puede conocer a priori muchas propiedades de un cristal basándose únicamente en sus propiedades de simetría.

Por último, en el área de la química teórica, donde se predicen propiedades y estructuras de moléculas a través de cálculos, las propiedades de simetría son fundamentales para reducir enomemente el tiempo de cálculo requerido. En este tipo de cálculos la mayoría del tiempo se resuelven integrales que involucran las asi llamadas 'funciones de onda'. Si uno conoce los elementos de simetría de la molécula puede darse cuenta que muchísimas integrales dan cero antes de hacer las cuentas, lo cual ahorra esfuerzo y dinero. Si uno integra en todo el espacio una función simétrica la cuenta dá cero, pues todo lo positivo se cancelará con una contraparte negativa (por ejemplo, pruebe integrar sin(x) entre -oo y +oo). El químico teórico reconocerá a priori las integrales que darán cero únicamente básandose en la simetría de la molécula, sin importar la naturaleza química (es decir, de qué átomo en particular se trate). De este modo, por ejemplo, se puede deducir sin hacer cuentas que el momento dipolar de una molécula simétrica es cero.