Relaciones entre química y física II: El problema de la estructura molecular

Abstract

Es bien sabido que, dado su poder predictivo el concepto clásico de estructura molecular (es decir, un conjunto de átomos con una disposición definida en el espacio y unidos por enlaces químicos) es fundamental para el pensamiento químico moderno. También es un concepto muy útil en la educación química para racionalizar y visualizar fenómenos microscópicos. Sin embargo, tal concepto parece no encontrar lugar en la ontología descrita por la mecánica cuántica, ya que apela a nociones clásicas como la posición de los núcleos atómicos o la individualidad de los electrones, ambas ideas fuertemente desafiadas en el contexto cuántico. Aunque este problema ha atraído la atención de varios autores, la discusión está lejos de resolverse: las opiniones sobre el vínculo entre los conceptos cuánticos y la noción de estructura molecular divergen notablemente.Muchos autores han enfatizado la choque conceptual entre la mecánica cuántica y la química molecular. De hecho, un sistema cuántico es una entidad contextual, descrita por su vector de estado que no se puede separar en partes, y que mantiene correlaciones no locales con otros sistemas cuánticos. En química molecular, por el contrario, una molécula es una entidad individual, con propiedades definidas –como su forma– y sin correlaciones no locales con otras entidades moleculares. En este contexto, mientras algunos autores adoptan una posición explícitamente reduccionista y abogan por reconstruir el concepto de estructura molecular dentro del marco de la teoría cuántica de los átomos en las moléculas, otros recurren al concepto de emergencia para comprender esta noción.En este capítulo, el objetivo es exponer y analizar la contradicción fundamental que implica aceptar la estructura molecular y los axiomas de la mecánica cuántica al mismo tiempo. Por otro lado, se expondrán las principales posiciones filosóficas sobre el problema. A su vez, dado que se trata de una propuesta de origen latinoamericana, se pondrá especial énfasis en el punto de vista del pluralismo ontológico. En efecto, el pluralismo ontológico es un marco filosófico particularmente fructífero cuando el problema es interpretar las relaciones entre ontologías descritas por teorías científicas que son igualmente exitosas desde un punto de vista empírico. Esta perspectiva nos permite admitir la existencia "real" de diferentes ontologías, sin reducción ni relaciones prioritarias entre ellas. En este marco filosófico con raíces kantianas, dado que cualquier ontología resulta de la síntesis entre la realidad independiente ´noumenal´ y el esquema conceptual de una teoría, la ontología cuántica no es un dominio conceptualmente independiente sino un reino constituido como el reino de la química molecular . Por lo tanto, el mundo cuántico no tiene prioridad sobre el mundo de la química molecular: las entidades químicas no necesitan el apoyo de las entidades cuánticas para legitimar su existencia objetiva. Desde esta perspectiva, es posible afirmar que la estructura molecular existe en la ontología de la química molecular, a pesar de que no existe en el mundo cuántico. Este pluralismo ontológico se ha aplicado fructíferamente a diferentes problemas en la filosofía de las ciencias especiales. En el campo de la filosofía de la química, se ha recurrido con el propósito de abordar el problema general de la relación entre la química y la física, tradicionalmente interpretada en términos reductivos, así como para dar cuenta del problema. del estado ontológico de los orbitales atómicos.