ESTUDIO COMPARATIVO DEL ENLACE DE LOS HIDRUROS DEL SEGUNDO PERÍODO DE LA TABLA PERIÓDICA

RESUMEN TRABAJO DE FIN DE GRADO EN QUÍMICA

Johanna Santana Pérez. Trabajo de Fin de Grado en Química, 2016

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El trabajo ha sido desarrollado por Johanna Santana Pérez en el departamento de Química Física de la Universidad de La Laguna gracias a la tutorización de la doctora Pilar Carro Reglero. Johanna Santana Pérez Trabajo de Fin de Grado en Química, 2016

“Will you reflect for a moment on some of the things that I have been saying? I described a bond, a normal simple chemical bond; and I gave many details of its character (and could have given many more). Sometimes it seems to me that a bond between two atoms has become so real, so tangible, so friendly that I can almost see it. And then I awake with a little shock; for a chemical bond is not a real thing: it does not exist: no one has ever seen it, no one ever can. It is a figment of our own imagination.”

Charles Coulson, 1951

El trabajo ha sido desarrollado por Johanna Santana Pérez en el departamento de Química Física de la Universidad de La Laguna gracias a la tutorización de la doctora Pilar Carro Reglero. Johanna Santana Pérez Trabajo de Fin de Grado en Química, 2016

El desarrollo del concepto de enlace ha sido fundamental para la ciencia química. Ha pasado mucho tiempo desde que Pauling publicara The Nature of the Chemical Bond y, aunque desde entonces se ha ampliado nuestro conocimiento sobre el enlace, todavía queda mucho camino por delante.

En el trabajo se analiza el enlace entre dos átomos desde el punto de vista teórico. Los sistemas diatómicos que se han elegido para el estudio son los hidruros de los elementos de la primera fila de la tabla periódica. Las especies tienen en común el átomo de hidrógeno, lo que permite un análisis comparativo del enlace del átomo más simple de la tabla con los elementos de número atómico Z=3 hasta Z=11. Así, el estudio cubre desde los alcalinos hasta los halógenos.

Se llega desde la Mecánica Cuántica a la Termodinámica mediante la Mecánica Estadística, a lo macroscópico desde lo cuántico. Utilizando el software Gaussian 09 se han implementado cálculos ab initio HF (Hartree-Fock) con los que se hallaron las entalpías de enlace de los hidruros. Además, se han calculado otras magnitudes termodinámicas como la distancia de enlace, la frecuencia y la constante de vibración y la constante de fuerza del enlace de los hidruros. Sería interesante la continuación de este estudio mediante DFT, así como ampliar el conjunto de las bases utilizado para minimizar los errores del método de Hartree-Fock.

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Figura 1. Mapas de densidad de carga de los hidruros.

Las principales conclusiones del trabajo se ilustran en la figura 1. Los mapas de densidad de carga de los hidruros ilustran los distintos tipos de enlace formados con cada elemento. Se ven claros ejemplos de enlace covalente (H-H), enlace covalente polar (H-F) y enlace iónico (H-Li). Las especies más estables (H-H y H-F) tienen las entalpías de enlace más negativas de todo el conjunto de especies estudiadas.

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