Aplicació i desenvolupament de mètodes mecano-quàntics multiconfiguracionals per a l'estudi de reaccions químiques
- Autores: Marcos Moix Teixidor
- Directores de la Tesis: Fermin Huarte Larrañaga (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ernesto García Parra (presid.), Xavier Giménez i Font (secret.), Noelia Faginas Lago (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La presente tesis doctoral se enmarca dentro de el estudio de dinámica de reacciones. El trabajo de investigación se ha basado en el desarrollado y aplicación de métodos computacionales que utilizan la mecana-cuántica dependientes del tiempo para el estudio de reacciones químicas de manera rigurosa.
La primera fase del trabajo ha consistido en el desarrollo de un nuevo código computacional ¿estándar¿ para la simulación de reacciones triatómicas del tipo A+BC. El nuevo programa computacional se ha validado, contrastando los resultados obtenidos del estudio de las reacciones prototípicas H+H2 y F+H2 con datos de otros códigos de scattering reactivo. El nuevo código representa en sí mismo una herramienta muy valiosa para el estudio de reacciones triatómicas, así como para el inicio de nuevas implementaciones.
En el trabajo de investigación se ha aplicada además el código dependiente del tiempo MCTDH (Multiconfigurational time dependent Hartree) conjuntamente con funciones de correlación de flujo para determinar la constante cinética del sistema F+H2. Este estudio ha permitido resolver la controversia planteada en la comunidad científica sobre la rigurosidad de los estudios que utilizan funciones de correlación de flujo.
También se ha mostrado que esta técnica es valida para el estudio de las resonancias cuánticas.
Se ha adaptado el código MCTDH para el estudio de scattering reactivo, mediante simulaciones de un solo estado o de varios simultáneamente, pudiendo representar en la función de onda contribuciones múltiples del momento angular total. Esta implementación permite una drástica reducción en el número de simulaciones a realizar en determinaciones de observables dinámicos. Estas implementaciones se han validado comparando los resultados obtenidos del estudio de la reacción H+H2 con datos de otros códigos computacionales, obteniendo en todo caso un muy buen acuerdo entre ellos. Mediante este nuevo código y un modelo estadístico de captura, se ha estudiado preliminarmente la reacción de inserción O+H2, mostrando que su aplicación conjunta puede aportar una importante reducción computacional respecto a otros estudios teóricos y permite a la vez el estudio de sistemas más complejos.
Mediante el código MCTDH implementado (ISS-MCTDH) y el código original MCTDH con las funciones de correlación se ha estudiado la reacción gas-superfície CH4+Ni (111). Este tipo de reacciones son difíciles de estudiar en química cuántica, en este trabajo la introducción de las funciones de correlación en este tipo de sistemas heterogéneos supone una novedad. Los resultados obtenidos con ambos están en muy buen acuerdo con los datos existentes en la bibliografía. La combinación de las dos técnicas proporciona información valiosa sobre el proceso reactivo, ayudando a comprender mejor la reacción y permitiendo el planteamiento de otras estrategias para resolver reacciones gas-superfície.
