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Título de Acceso Abierto
Efectos cuánticos nucleares en ambientes acuosos
Pablo E. Videla Daniel Laría
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Mediante la realización de simulaciones computacionales, hemos llevado a cabo un análisis de las influencias derivadas de la inclusión explícita de efectos cuánticos nucleares en la estructura y la dinámica de diferentes ambientes acuosos. En primer lugar, examinamos dos aspectos dinámicos fundamentales del agua en fase condensada, en condiciones ambientes: por un lado, la respuesta de solvatación del solvente frente a un cambio abrupto en las características electrónicas de un soluto modelo; por el otro, la dinámica de ruptura y reconstrucción de uniones hidrógeno. Los resultados obtenidos revelan que la inclusión de efectos de “tuneleo” y de energía de punto cero en la descripción del agua produce una disrupción y un debilitamiento en la arquitectura de las uniones hidrógeno. En el ámbito dinámico, estos efectos sobre las uniones intermoleculares se manifiestan en la disminución de los tiempos característicos que describen los diferentes modos dinámicos del solvente. El análisis de nanoagregados a temperaturas intermedias entre 100 K y 50 K también resultó instructivo, debido a que los efectos cuánticos se ven exacerbados en este ámbito térmico. Un análisis realizado sobre el octámero de agua [H2O]8 confirmó que la incorporación explícita de fluctuaciones cuánticas nucleares promueve un debilitamiento global de las uniones hidrógeno en el sistema. Por otro lado, las características de las deslocalizaciones cu´anticas espaciales de los diferentes protones presentan fuertes correlaciones con el ambiente local de las uniones intermoleculares en las que participan. Todas estas características son detectables mediante corrimientos en los espectros infrarrojos de los agregados, en cuyo modelado, la inclusión de cuanticidad nuclear resulta imprescindible para lograr un acuerdo razonable con información experimental directa. Por último, se llevó a cabo un estudio de la segregación isotópica de H y D, en nanoagregados que combinan HDO y H2O, como componentes mayoritarios. El análisis mecánico estadístico llevado a cabo en nanoagregados a bajas temperaturas reveló que existe una segregación superficial de isótopos livianos en sitios superficiales, que no participan en uniones hidrógeno. Análisis similares llevados a cabo en nanoagregados que contienen distintos haluros mostraron que, en estos sistemas, existe también una clara solvatación isotópica preferencial de los diferentes solutos, controlada por las características de la particular coordinación soluto/solvente considerada. Nuestros resultados predicen que dichos efectos pueden ser perceptibles incluso en fases condensadas acuosas en condiciones ambientes, lo cual fue corroborado por resultados experimentales de fraccionamiento isotópico en soluciones de electrolitos simples acuosos.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2015 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2015-11-13
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