Browsing by Author "Tapia Moris, Valentina Ignacia"
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Thesis Descriptores químicos de moléculas orgánicas adsorbidas en una superficie de Ge(100) 2×1(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Tapia Moris, Valentina Ignacia; Nuñez Montoya, Gonzalo Alexis; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Sandoval Salas, Tania ElizabethEsta memoria se desarrolló con el fin de determinar la interacción de moléculas orgánicas con una superficie de germanio a través del proceso de adsorción. Así encontrar la energía de adsorción, con la optimización de las estructuras a energía mínima de todos los componentes del sistema, para estudiar la termodinámica de adsorción y encontrar relaciones entre descriptores químicos de la moléculas y la energía de adsorción. La interacción estudiada fue adsorción por enlace dativo en una superficie de germanio Ge(100) 2×1. Las moléculas orgánicas seleccionadas contienen grupos funcionales de oxígeno. A su vez los descriptores analizados fueron longitud de enlace, pKa y electronegatividad. La metodología utilizada corresponde a la Teoría del Funcional de Densidad (DFT) a un único nivel de teoría, el que se compone de el funcional B3LYP, con basis set 6-311++G**/LANL2DZ, y corrección de dispersión D3BJ. Las optimizaciones se realizaron en el software Orca, obteniendo las estructuras de todos los componentes del estudio moléculas, superficie, y superficie funcionalizada a energía mínima. La adsorción de las moléculas por enlace dativo es un proceso exotérmico, en el caso del estudio la energía estuvo en el rango de −15,8 a −25,5 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙. El sitio activo de la superficie es un dímero de distribución de carga asimétrica, donde el grupo funcional con sustituyente de oxígeno es acercado al átomo deficiente de carga. En cuanto a las relaciones entre la energía de adsorción y los descriptores se pudieron establecer tendencias cualitativas. Lo que resalta en el análisis de los tres descriptores, es la agrupación de los alcoholes entre los con cadena alifática y los con enlaces múltiples. Para la longitud de enlace en los alcoholes se observó un marcado agrupamiento de las moléculas con cadena simple y las moléculas con enlace doble, donde la distancia aumenta directamente con la energía de adsorción. Similar a la tendencia anterior las moléculas del grupo cetonas presentan una proporcionalidad directa entre la energía y la longitud de enlace, en cambio los ácidos carboxílicos tienen una relación inversamente proporcional. Con el pKa también se presenta el agrupamiento del grupo alcohol, así mismo se puede dar por tendencia general que el aumento en el valor del descriptor, disminuye la energía de adsorción.
