Deslocalización electrónica en clusters de solventes polares. Estudios experimentales en haces moleculares

• Autores: Carrera, Alvaro
• Año de publicación: 2009
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Marceca, Ernesto José
• Materia: SOLVATACION; AGREGADOS DE ATOMOS Y MOLECULAS (CLUSTERS); HACES MOLECULARES; POLARIZABILIDAD; MOMENTO DIPOLAR; SUSCEPTIBILIDAD ELECTRICA; ESPECTROMETRIA DE MASA DE TIEMPO DE VUELO; DEFLEXION ELECTRICA; POTENCIAL DE IONIZACION; TIEMPO DE VIDA; SOLVATION; CLUSTERS; MOLECULAR BEAMS; POLARIZABILITY; DIPOLE MOMENT; ELECTRIC SUSCEPTIBILITY; TIME OF FLIGHT MASS SPECTROMETRY; ELECTRIC DEFLECTION; IONIZATION POTENTIAL; LIFETIME
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En este trabajo se presenta un estudio experimental, a escala molecular, del entorno de solvatación de especies cuya interacción con el medio en el que se encuentran promueve la formación de estados con una alta deslocalización electrónica. Los sistemas elegidos para ello son series de clusters binarios subnanomítricos, del tipo X(Sv)N , formados por una sustancia donora de carga (X) embebida en un peque˜no número N de molículas de un solvente polar (Sv), como agua, amoníaco, o metanol. El átomo de sodio fue seleccionado como especie donora para estudiar los clusters en su estado electrónico fundamental mediante la técnica de deflexión eléctrica. Por otro lado, se emplearon las molículas de fenol y 1-Naftol para analizar si éstas generan estados con alta deslocalización de carga en clusters electrónicamente excitados, que fueron estudiados a travís de mediciones de tiempo de vida y de potencial de ionización. Tambiín se realizaron cálculos computacionales de distintos estructuras isomíricas que complementaron las medidas experimentales. Las evidencias recogidas se˜nalan, en primer lugar, que en las condiciones del experimento los clusters son no-rígidos, mostrando características propias de sistemas fluxionales o de tipo “líquido”. En segundo lugar, a través de la determinación de las propiedades elíctricas y la caracterización de la estructura electrónica de estas partículas, se obtuvo información que contribuye a describir la estructura de solvatación del sistema. Se analizó la dependencia de los resultados con el tipo de solvente empleado y con el número de moléculas de solvente presentes en el cluster.
This experimental study concerns the description, to molecular scale, of the solvation environment of species which interact with the surrounding medium producing highly delocalized electron-density states. The studies were done on several series of binary clusters, X(Sv)N , having sizes below 1 nm, in which a donor species (X) is embedded in a small number N of polar solvent molecules (Sv), as water, ammonia or methanol. Electric deflection experiments were performed on the ground state of clusters containing a sodium atom as donor species. The measurement of lifetimes and ionization potentials were done on electronically excited clusters containing phenol or 1-Naphtol as solute molecule, which also exhibit highly delocalized orbitals. Different isomeric cluster structures were analyzed by theoretical calculations which helped us to comprehend the experimental results. The collected evidence indicate that, in the conditions of the experiment, the clusters are non-rigid and they exhibit a fluxional or “liquid-like” character. Moreover, the measured electronic properties allowed us to characterize the electronic structure of the clusters and this contributes to the description of the solvation environment. We also analyzed the size dependence (number of solvent molecules in the cluster) of the measured properties.
Fil: Carrera, Alvaro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.