Evaluación de espectros rovibracionales en complejos de Van der Waals de forma altamente precisa

Abstract

El objeto de la química cuántica, disciplina en la que se encuadra esta tesis, es la interpretación y predicción de la estructura molecular y de la reactividad química a partir de la mecánica cuántica. Para llevar a cabo este objetivo se han desarrollado aproximaciones y tecnología que permiten, con una exactitud cuantitativa cada vez mejor, estudiar sistemas de complejidad creciente. Dentro de los métodos químico cuánticos los Coupled Cluster son los que proporcionan propiedades moleculares más precisas. Estos métodos tienen el gran inconveniente de que solamente pueden ser aplicados al estudio de sistemas formados por un número reducido de átomos. La mayor parte de los procesos físicos, químicos y biológicos involucran interacciones intermoleculares en sistemas de un tamaño considerable. La reducción del factor de escalado de los métodos Coupled Cluster supondrá su aplicación al estudio de sistemas de tamaño cada vez mayor. La utilidad de la descomposición de Cholesky para llevar a cabo la reducción del escalado es conocida y su aplicación a los métodos Coupled Cluster conllevará una reducción considerable en el escalado. La evaluación de propiedades electrónicas de forma precisa es también un aspecto muy importante del proyecto, pues para la mayoría de las propiedades que se pretenden obtener no se dispone de resultados teóricos de precisión. El proyecto propuesto supondrá continuar trabajando en la misma línea de otros proyectos anteriores del grupo de investigación, centrados en la evaluación de propiedades moleculares de forma altamente precisa. Se aplicará la teoría puesta a punto a la determinación de propiedades electrónicas de agregados moleculares: (hiper)polarizabilidades, efecto Kerr, coeficientes del virial,.... Se estudiarán las dependencias con la frecuencia, presión y la temperatura de los observables a partir de las correspondientes expansiones del virial, centrándonos tanto en la contribución electrónica como en los efectos de las vibraciones y las rotaciones moleculares. Mientras la metodología nueva no está disponible (descomposición de Cholesky), se aplicará el código a sistemas de tamaño pequeño para los que ya existen superficies de potencial intermolecular de calidad, que han dado lugar a propiedades espectroscópicas de gran precisión, como son los complejos CO-Ar, Ne-N2, He-Ar, y Ne-Ar. Posteriormente y ya con el código nuevo puesto a punto se estudiarán otros complejos de tamaño considerablemente más elevado como el benceno2, benceno-Ar, paradifluorobenceno-Ar, clorobenceno-Ar, furano-CO, 2,3-dihydrofurano-Ar, etc.