Descriptores de reactividad química para especies interactuantes en la teoría de funcionales de la densidad - Pantoja Hernández, Maurizio Alejandro (Universidad Autónoma Metropolitana, 2023)
En el marco teórico de la teoría de funcionales de la densidad conceptual, el estudio de la reactividad química de las especies se lleva a cabo a través de descriptores que permiten medir la respuesta de propiedades como la energía y la densidad electrónica a cambios en dos variables fundamentales: el número de electrones y el potencial externo. Estos descriptores tradicionalmente son evaluados considerando únicamente la estructura electrónica de una especie dada cuando se encuentra aislada. Sin embargo, resulta intuitivo pensar que, al interactuar una especie con otra, se van a generar cambios en su estructura electrónica y, por lo tanto, se presentarán también cambios en los valores de sus descriptores de reactividad. Es por lo anterior, que en este trabajo se lleva a cabo la derivación, análisis y aplicación de descriptores de reactividad para una especie en presencia de otra, cuyas expresiones toman en cuenta las modificaciones generadas en el sistema debido a la interacción con otro. En primer lugar, se presenta una metodología basada en un enfoque perturbativo a primer orden dentro del marco teórico del ensamble gran canónico para la derivación de expresiones para especies interactuantes (perturbadas) del potencial químico, la dureza, la función de Fukui y el descriptor dual. Posteriormente, se muestra que dichas expresiones perturbadas pueden ser recuperadas haciendo uso del modelo de las dos parábolas para la carga fraccional, modificado para tomar en cuenta que la especie se encuentra en presencia de otra. Asimismo, se lleva a cabo un análisis de los descriptores perturbados dentro de la teoría de funcionales de la densidad conceptual a temperatura cero, el cual permite obtener un mayor conocimiento sobre los factores que afectan sus valores y sobre sus implicaciones interpretativas. Finalmente, se muestra un procedimiento para fijar los valores de los parámetros que aparecen en las expresiones de los descriptores perturbados, y se lleva a cabo la aplicación de estos descriptores, en conjunto con dicho procedimiento, en algunas interacciones químicas. Los resultados obtenidos muestran que, haciendo uso de los descriptores para especies interactuantes, es posible obtener una mejora en la descripción de la reactividad de los sistemas estudiados.