Estudio teórico de la dinámica de las colisiones H? + H?

Resumen

Esta tesis versa sobre el estudio teórico de las colisiones reactivas entre dos moléculas de hidrógeno. Este es el sistema prototípico para el estudio de reacciones poliatómicas y, además, tiene una gran importancia en astroquímica. El método computacional utilizado fue el de trayectorias cuasiclásicas (QCT), donde los núcleos se mueven clásicamente sobre una superficie de energía potencial calculada mecanocuánticamente. Los trabajos teóricos previos sobre el sistema H2+H2 pueden clasificarse según el número de grados de libertad en los que se integran las ecuaciones del movimiento en i)cálculos que incluyen todos los grados de libertad (FD) o ii) con dimensionalidad reducida (RDS). Todos los cálculos realizados en esta tesis doctoral son FD. A fin de comparar con resultados previos RDS, se realizó un conjunto de cálculos donde la geometría inicial estaba preestablecida, lo que junto con la ausencia de rotación nos permite realizar cálculos análogos a los RDS. También se realizaron cálculos FD, que representan sistemas ¿realistas¿ y que permitieron analizar ampliamente el sistema. Además, en esta tesis doctoral se ha desarrollado un novedoso método que permite calcular el momento en el que se produce la colisión y la disposición geométrica que los dos reactivos adquieren allí. Este método proporciona una manera sistemática de catalogar y analizar los mecanismos de reacción que se dan en sistemas poliatómicos. La determinación del momento de la colisión se realizó mediante los criterios: Máximo absoluto de energía potencial y primer acercamiento máximo entre dos átomos de las dos moléculas de reactivos. Así, se calculó la distribución de geometrías tanto en el momento de colisión como al inicio de la trayectoria en función del tipo de canal y de los factores que más afectan a la reactividad de sistemas poliatómicos: La energía de colisión, la energía interna y el parámetro de impacto. Anteriormente, las conclusiones obtenidas a partir de cálculos FD se habían basado en estudios RDS. Es aquí donde radica la importancia del método de análisis de geometrías de colisión, que indica que peso tienen realmente las geometrías consideradas y aporta información acerca del mecanismo de la reacción que, hasta la fecha, tan solo se podía deducir o intuir.