Alumno investigador: Álvaro de la Fuente Villanueva

Departamento o Instituto Universitario: Departamento de Química Física y Química Inorgánica

Tareas realizadas:

En el campo de la astroquímica, muchas moléculas con átomos de nitrógeno han sido detectadas en el medio interestelar (ISM) dada su importancia. Sin embargo, solo un pequeño grupo de moléculas con el elemento análogo del tercer periodo, fósforo, han sido detectadas. Algunos ejemplos de especial relevancia son los radicales CP y PO, análogos a los radicales CN y NO.

En este proyecto, nos centramos en el estudio teórico de las reacciones entre los radicales previamente mencionados y los hidrocarburos insaturados etileno y acetileno (ambos presentes en el ISM). Para ello, tras realizar una búsqueda bibliográfica, comenzamos con el cálculo de las energías y entalpías de reacción usando metodología DFT. Con ello, confirmamos la viabilidad de las reacciones con el radical CP, al contrario que con el PO.

El siguiente paso fue el estudio de la superficie de energía potencial de la reacción entre el radical CP y etileno (la reacción con acetileno ya está estudiada por Zhao et al. THEOCHEM, 2006, 772(1–3), 45–50). Probamos dos caminos de reacción dependiendo de la dirección de acercamiento del radical y conseguimos localizar varios intermedios de reacción así como estados de transición y una barrera rotacional que fue caracterizada con un scan del diedro.

Objetivos alcanzados:

Los principales objetivos alcanzados fueron:

• Predecir el compuesto H2CCHCP como candidato a ser detectado en el ISM.
• Usar eficientemente la metodología DFT para cálculos energéticos y termodinámicos.
• Comprobar la viabilidad de las reacciones entre los hidrocarburos y los radicales propuestos.
• Caracterizar los puntos estacionarios (reactivos, productos, intermedios y estados de transición) en la superficie de energía potencial para la reacción entre etileno y el radical CP.

Sectores de aplicación:

Los resultados del trabajo pueden ser utilizados por radioastrólogos para la búsqueda de la molécula H2CCHCP, cuya formación es viable en el medio interestelar.

Metodología utilizada:

En este estudio, usaremos la teoría del funcional de densidad (DFT) con los funcionales híbridos M08HX (un funcional novedoso que fue diseñado para el estudio de propiedades termodinámicas) y B3LYP, así como las bases de Dunning de valencia correlacionada triple- y quádruple-zeta con funciones de polarización y difusas aug-cc-pVTZ y aug-cc-pVQZ. Todo ello usando el software Gaussian en el cluster de la UVa.

Opinión sobre la experiencia investigadora desarrollada:

Ha sido muy interesante entrar en contacto con la investigación de esta forma. El tema me ha gustado y es posible que mi trabajo fin de máster sea parecido, así que me ha servido mucho.