Estudios teoréticos de interacciones débiles moleculares

Resumen

En este trabajo se estudian las interacciones débiles moleculares de van der Waals (vdW), las cuales son esenciales en varias ramas de la física, la química y la biología. Éstas juegan un papel central en los sistemas biológicos, no solo en los efect os de disolución sino también para determinar la estructura de sustancias tales como las proteínas. Las moléculas o los complejos de vdW son agregados interatómicos débilmente enlazados y estabilizados por energías de interacción pequeñas. El estudi o de la estructura de estos complejos es muy importante para entender las interacciones débiles moleculares. En esta tesis se ha realizado el estudio teórico de moléculas de vdW, triatómicas y tetratómicas, formadas por la molécula de I2 y uno o dos átomos de gas noble (de Helio o Neon) en su estado fundamental utilizando cálculos mecanocuánticos ab initio para el cálculo de la estructura electrónica de las superficies de energía potencial con métodos que introducen una gran parte de la energía de correlación, donde además se han incluido efectos relativistas mediante el uso de potenciales efectivos para el átomo de yodo. Para la representación de la superficie de energía potencial se han utilizado dos procedimientos diferentes. Posterior mente, se han calculado las energías y geometrías de los estados ligados de estos sistemas resolviendo la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo para el movimiento nuclear. Los resultados obtenidos se han comparado con los datos experiment ales disponibles. En cuanto a los agregados tetraatómicos se ha investigado la validez de una forma analítica que es la suma de los potenciales de tres cuerpos de la molécula de yodo con cada helio, más el potencial entre los dos átomos de helio. C on este trabajo se puede concluir que: - En este momento es posible un análisis cuantitativo de los datos experimentales de los complejos triatómicos y tetratómicos de vdW en su estado electrónico fundamental a partir de superficies de potencial ab initio y cálculos dinámicos mecanocuánticos para describir los movimientos nucleares. Además, una forma analítica de potencial basada en las interacciones de tres cuerpos para representar las superficies de energía potencial de complejos formados po r dos átomos de Helio y una molécula diatómica halógena es muy adecuada para describir a los sistemas tetraatómicos y con esta idea se puede generalizar para complejos más grandes, por ejemplo, a las nanogotas de helio dopadas con moléculas químicas.