dc.rights.license | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 - Atribución-NoComercial | es_MX |
dc.contributor | RAMON HERNANDEZ LAMONEDA | es_MX |
dc.contributor.author | MONICA ANGELS VALENTIN RODRIGUEZ | es_MX |
dc.contributor.other | director - Director | es_MX |
dc.coverage.spatial | MEX - México | es_MX |
dc.date | 2020-06-20 | |
dc.date.accessioned | 2020-06-21T01:25:54Z | |
dc.date.available | 2020-06-21T01:25:54Z | |
dc.identifier.uri | http://riaa.uaem.mx/handle/20.500.12055/1230 | |
dc.description | Resumen
Las propiedades del oxígeno, tanto en su forma molecular como en fase condensada,
siguen siendo de gran relevancia para la comunidad científica internacional. La riqueza y
complejidad de las propiedades de este sistema se derivan del hecho de que la molécula de
!! es un diradical muy estable. Su naturaleza de capa abierta permite el acoplamiento
entre sus tripletes individuales al formar el dímero, obteniéndose estados de espín con
valores # = %, ', (. El cálculo de los potenciales intermoleculares del dímero representa un
desafío para los métodos de estructura electrónica existentes en la actualidad. En este
trabajo obtenemos potenciales intermoleculares calculados a un alto nivel, proporcionando
así el conjunto de los potenciales que consideramos son los más precisos existentes hasta
la fecha. La obtención de estos se logra estableciendo una analogía entre las
representaciones acoplada y desacoplada del momento angular y las metodologías
restringida y no restringida. El estado # = ( puede representarse mediante cálculos no
restringidos en los que los espines de los electrones desapareados están alineados en forma
paralela (acoplamiento ferromagnético); sin embargo, para el estado en el que están
alineados de forma antiparalela (acoplamiento anti-ferromagnético) el valor del espín no
está bien definido, presentándose el conocido problema de contaminación de espín.
Mostramos que, la energía del estado antiferromagnético corresponde a la del estado # =
'. Para ambos estados ferro y antiferromagnético realizamos cálculos al alto nivel
UCCSD(T). Adicionalmente el estado # = % se obtiene a través del hamiltoniano de
Heisenberg, aproximación que mostramos que es muy confiable en la región del pozo del
potencial. El procedimiento puede aplicarse de forma arbitraria a la interacción entre
cualesquiera monómeros con espines tripletes. Realizamos extensas comparaciones con los
mejores potenciales restringidos publicados (Bartolomei, M. et al. Phys. Chem. Chem. Phys.,
10, 1-7, 2008) y con confiables determinaciones experimentales. En particular, el parámetro
de acoplamiento de intercambio calculado se encuentra en buen acuerdo con las
estimaciones experimentales derivadas de secciones eficaces de absorción, así como con
resultados espectroscópicos en fase condensada. Por otro lado, realizamos también un
estudio de la fase épsilon del oxígeno sólido en el cual un aspecto de vital importancia es
modelar de forma correcta al estado singulete característico de la misma. Para ello nos
basamos nuevamente en un análisis de los esquemas acoplado-desacoplado unido a la
utilización de la aproximación de Heisenberg. Aplicamos nuestros potenciales del dímero de
oxígeno a un modelo ya existente para la fase épsilon (Bartolomei, M et al.. Phys. Rev. B
2011, 84. 179906). Realizamos comparaciones con resultados experimentales, así como con
estudios periódicos en el sólido en los que se utiliza DFT. | es_MX |
dc.description | Abstract
The properties of molecular oxygen including its condensed phases continue to be of great
relevance for the scientific community. The richness and complexity of their associated
properties stem from the fact that it is a very stable diradical. Its open-shell nature leads to
low-lying multiplets with total electronic spin # = %, ', ( in the case of the dimer, (!!)!,
and the accurate calculation of their intermolecular potentials represents a challenge to ab
initio electronic structure methods. In this work we present intermolecular potentials
calculated at a very high level, thus providing, what we consider as the most accurate set to
date. This is accomplished by drawing on an analogy between the coupled and uncoupled
representations of angular momentum and restricted vs unrestricted methodologies. As the
results will show, It is clear that the # = ( state can be well represented by unrestricted
calculations in which the spins of the unpaired electrons are aligned in parallel
(ferromagnetic coupling); however for the state where they are aligned in antiparallel
fashion it would seem that the total spin is not well defined i.e. the well-known spin
contamination problem. We show that in fact its energy corresponds to that of the # = '
state and perform unrestricted coupled cluster calculations for these two states. Then we
obtain the # = % state through the Heisenberg Hamiltonian and show that this is very
reliable in the well region of the potentials. The procedure can be applied to the interaction
of arbitrary monomers with spin equal to one. We make extensive comparisons with the
best restricted potentials (Bartolomei, et al Phys. Chem. Chem. Phys., 10, 1-7, 2008) and with
reliable experimental determinations. In particular, the computed exchange-coupling
parameter is found in good agreement with scattering experiment estimations in the gas
phase as well as spectroscopic measurements in the condensed phase. In addition, we also
carry out a study of the epsilon phase of solid oxygen in which one aspect of great
importance is to correctly model the singlet state, representative of this phase. For this, we
rely again on an analysis of the coupled-non coupled scheme linked together with the use
of the Heisenberg approach. We apply our oxygen dimer potentials to an existing model for
the epsilon phase (Bartolomei, M et al. Phys. Rev. B 2011, 84. 179906). We make
comparisons with experimental results, as well as with periodic DFT studies in the solid
phase. | es_MX |
dc.format | pdf - Adobe PDF | es_MX |
dc.language | spa - Español | es_MX |
dc.publisher | El autor | es_MX |
dc.rights | openAccess - Acceso Abierto | es_MX |
dc.subject | 7 - INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA | es_MX |
dc.subject.other | 33 - CIENCIAS TECNOLÓGICAS | es_MX |
dc.title | Potenciales Intermoleculares y propiedades dependientes del espín en cúmulos de oxígeno: (o2)2 y (o2)4 | es_MX |
dc.type | doctoralThesis - Tesis de doctorado | es_MX |
uaem.unidad | Instituto de Investigación en Ciencias Básicas y Aplicadas (IICBA) - Instituto de Investigación en Ciencias Básicas y Aplicadas (IICBA) | es_MX |
uaem.programa | Doctorado en Ciencias - Doctorado en Ciencias | es_MX |
dc.type.publication | acceptedVersion | es_MX |
dc.audience | researchers - Investigadores | es_MX |