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SECCIÓN A: CIENCIAS EXACTAS

Vol. 3 Núm. 2 (2011): Número especial por el Año Internacional de la Química

Estudio computacional B3LYP de la interacción del hidrógeno molecular [H2] con rccc R-Pyg[4]arenos [R = metil, flúor] funcionalizados con Li+

DOI
https://doi.org/10.18272/aci.v3i2.66
Enviado
julio 29, 2015

Resumen

La interacción del hidrógeno molecular [H2] con rccc metil- y fluor-pirogalol[a]arenos funcionalizados con cationes Li+ [Li-R-Pyg[4]Ar] fue estudiado teóricamente por medio de cálculos cuanto-mecánicos DFT al nivel de teoría B3LYP/6-311G (d,p). En una primera etapa de estudio, la estabilidad del catión Li+ dentro de la cavidad de los R-Pyg[4]arenos fue analizada inspeccionando el ambiente local del ion adsorbido y los mapas de densidad total de carga así como de potencial electrostático de los complejos. En una siguiente etapa de trabajo, se determinó la posición óptima del H2 en la cavidad de los R-Pyg[4]arenos puros, y con litio. Una vez obtenida la geometría de equilibrio, la energía de amarre libre de ESFB fue calculada para varios complejos H2/R-Pyg[4]Ar. Los resultados muestran que la capacidad de adsorción de los R-Pyg[4]arenos mejora de manera significativa por la presencia del catión Li+ dentro de su cavidad.

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Citas

  1. Conti, J., Doman, L., Smith, K., and Mayne, L. 2010. "International Energy Outlook 2010." U.S.E.I. Administration.
  2. Turner, J. 2001. "A Relizable Renewable Energy Future." Science. 414,332-337.
  3. Barreto, L., Makihira, A., and Riahi, K. 2003. "The Hydrogen Economy in the 21st Century: A Sustainable Development Scenario." Int. J. Hydrogen Energ. 28, 267-284.
  4. Crabtree, G., Dresselhaus, M., and Buchanan, M. 2004. "The Hydrogen Economy." Phys. Today. 57,39-44.
  5. Zuttel, A. 2004. "Hydrogen Storage Methods." Naturwissenscharten. 91, 157-172.
  6. Annemikie, W., and Van derBerg, A. 2008. "Materials for Hydrogen Storage: Current Research Trends and Perspectives". Chem. Commun. 668-681.
  7. Zhou, L. 2005. "Problems and Progress in Hydrogen Storage Methods." Renew. Sust. Energ. Rev. 9,395-408.
  8. Torres, F. J., Civalleri, B., Terentyev, A., Ugliengo, P., and Pisani, C. 2005. "Theoretical Study of Molecular Hydrogen Adsorption in Mg-Exchanged Chabazite." J. Chem. Phys. C 111,2505-2513.
  9. Torres, F. J., Terentyev, A., and Ugliengo, P. 2006. "Ab Initio Investigation of the Interaction of H2 with Lithium Exchanged Low-Silica Chabazites." Journal of Physics: Conf. Series. 117,012012 (8).
  10. Torres, F. J., Civalleri, B., Ricchiardi, G., and Zecchina, A. 2007. "Interaction of H2 with Alkali-Metal-Exchanged Zeolites: A Quantum Mechanical Study." J. Phys. Chem. B. 111,2505-2513.
  11. Torres, F., Vitillo, J. G., Civalleri, B., Ricchiardi, G., and Zecchina, A. 2007. "Interaction of H2 with Alkali-Metal-Exchanged Zeolites: A Quantum Mechanical Study." J. Chem. Phys. C. 111, 2505-2513.
  12. Bhatia, S. 2006. "Optimum Conditions for Adsorptive Storage." Langmuir. 22, 1688-1700.
  13. Liam, C., Palmer, R., and Jr, J. 2005. "Hydrocarbon Binding Inside a Hexameric Pyrogallol[4]arene Capsule." Org. Lett. 7,787-789.
  14. Shivanyuk, A., Friese, J., Döring, S., and Jr, J. 2003. "Solvent-stabilized Molecular Capsules." J. Org. Chem. 68, 6489-6496.
  15. Shivanyuk, A., Far, A., and Jr, J. 2002. "Rigid Tetranitroresorcinarenes." Org. Lett. 9, 1555-1558.
  16. Gutsche, D., Zouhair, A., Böhmer, V, Harrowfield, J., Vicens, J., and Eds, M. 2001. "Synthesis of Calixarenes and Thiacalixarenes." Springer Netherlands. 25, 155-181.
  17. Zambrano, C. H., Manzano, C. A., Saltos, A., Dueno, E., and Zeller, M. 2010. "Síntesis de 2,8,14,20-Tetra-n-Butilpirogalol[4]areno y Estudio Computacional Conformacional." Avances en Ciencias e Ingenierías. 2, A22-A29.
  18. Manzano, S., Dueno, E. E., Zambrano, C. H., and Torres, F. J. "Theoretical Evidence of Electronic Tuning within the Cavity of rccc Pyrogallol[4]arenes." Chem. Phys. Lett. Submitted for publication.
  19. Dueno, E., Zambrano, C., W., S., and J. P., K. 2005. 2,8,14,20-Tetradecylpyrogallol[4]arene. Unpublished Results.
  20. Wormer, P. Theory and applications of computational chemistry the first forty years In K. Kim In C. E. Dykstra, G. Frenking and (ed.) G. E> Scuseria, (ed.), Forty Years of AB Initio Calculations on Intermolecular Forces., pp. 1047-1091.
  21. Kestner, N. 1968. "he-he Interaction in the SCFMO Approximation." J. Chem. Phys. 48, 252-257.
  22. Boys, F. and Bernardi, F. 1970. "The Calculation of Small Molecular Interactions by the Differences of Separate Total Energies, Somo Procedures with Reduces Errors." Mol. Phys. 110,553-566.
  23. Frisch, M., G. W., Schlegel, H. B., Scuseria, G. E.,Robb, M. A., Cheeseman, J. R., Scalmani, G., Barone, V Mennucci, B. P. G. A., Nakatsuji, H., Caricato, M., Li, X., Hratchian, H. P., Izmaylov, A. F., Bloino, J., Zheng, G., Sonnenberg, J. L., Hada, M., Ehara, M. Toyota, K., Fukuda, R., Hasegawa, J., Ishida, M., Nakajima, T., Honda, Y., Kitao, O., Nakai, H., Vreven, T., Montgomery, J. J. A., Peralta, J. E., Ogliaro, F., Bearpark, M., Heyd, J. J., Brothers, E., Kudin, K. N. Staroverov, V N., Kobayashi, R.,Normand, J., Raghavachari, K., Rendell, A., Burant, J. C., Iyengar, S. S., Tomasi, J., Cossi, M. Rega, N., Millam, N. J., Klene, M., Knox, J. E., Cross, J. B., Bakken, V, Adamo, C., Jaramillo, J., Gomperts, R. Stratmann, R. E., Yazyev, O., Austin, A. J., Cammi, R. Pomelli, C., Ochterski, J. W., Martin, R. L., Morokuma, K., Zakrzewski, V G. Voth, G. A., Salvador, P., Dannenberg, J. J., Dapprich, S., Daniels, A. D., Farkas, Foresman, J. B. Ortiz, J. V, Cioslowski, J., and Fox, D. J. 20 1. Gaussian 09, revision A1. Gaussian, Inc. Wallingford CT.
  24. Becke, A. 1993. Density-Functional Thermochemistry. III. The Role of Exact Exchange. J. Chem. Phys. 98, 5648-5652.
  25. Ugliengo, P., Borzani, G., and Viterbo, Z. 2011. Moldraw: Molecular Graphics on a Personal Computer.