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Matemáticas y química, una relación necesaria.

Conferencia impartida en la Universidad de Alicante el 2 de diciembre de 2011, con motivo de la entrega de los premios de la XIV edición del concurso Jorge Juan de resolución de problemas matemáticos. La copia de la charla se puede descargar aquí.

Título completo: Matemáticas y química, una relación necesaria. Desde la antigüedad al siglo XXI.

Resumen: Se analizan las relaciones de la química y las matemáticas con una perspectiva histórica. Se incide en la importancia que las matemáticas tienen en el desarrollo de todas las ciencias naturales y en el futuro de la química. Se resumen algunos conceptos fundamentales de química, su situación actual y las perspectivas de futuro. También se presentan algunos hitos históricos del desarrollo de la química en relación con otras ciencias, especialmente con la física. Se destaca el papel que laa matemáticas tiene en ciertas áreas de interés químico como la química cuántica, la química computacional, la definición y caracterización de la estructura química, la cristalografía, el análisis masivo de datos a través de redes neuronales, etc.

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Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

Publicaciones_2010-2008

1) A Universal Scale of Aromaticity for π-Organic Compounds. M. Alonso, B. Herradón. J. Comp. Chem. 2010, 31, 917-928.

Aromaticity is an essential concept in chemistry, invented to account for the stability, reactivity, molecular structure, and properties of many organic and inorganic compounds. In recent years, numerous methods to quantify aromaticity based on the energetic, magnetic, structural, and electronic properties of molecules have been proposed but none of them is universal. The inability of establishing a universal scale of aromaticity based on a single parameter is due to the multidimensional character of this phenomenon. Consequently, aromaticity analyses should be carried out by employing a set of aromaticity descriptors on the basis of different physical manifestations of aromaticity. Here, we report a universal scale of aromaticity for π-organic compounds based on the Euclidean distance between neurons in a self-organizing map. The most widely used aromaticity indicators have been used as molecular descriptors, and so our approach provides the first scale of aromaticity which contains the energetic, magnetic, and structural aspects of this property. The method is applicable to a wide variety of unsaturated organic compounds and allows quantification of both aromaticity and antiaromaticity. Additionally, the position of a compound on the bidimensional map determinates immediately the following: (a) the group (aromatic, nonaromatic, or antiaromatic) to which the system belongs, (b) their degree of π-electronic delocalization, and (c) the similarity in aromaticity/antiaromaticity between different compounds. This new scale of aromaticity is able to indicate the expected order of aromaticity of analogues of fulvene and heptafulvene, heteroaromatic species, substituted benzenes, and functionalized cyclopentadienyl compounds.

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