Implicancias de las interacciones no covalentes en la dinámica de colisiones entre el radical OH y alcoholes

Abstract

El estudio del rol que presentan los complejos enlazados débilmente por interacciones de van der Waals (vdW) o por enlace de Hidrógeno (HB) involucrando al radical OH (tanto en su estado electrónico fundamental, X2, como excitado, A2+) ha resultado de gran interés debido al impacto que generan en la química atmosférica e interestelar y en el clima del planeta, y también porque su presencia afecta directamente a la dinámica de reacción entre las especies que constituyen el complejo. Es bien conocido que el radical OH es el encargado de la degradación de la mayoría de las especies en la atmósfera. Dentro de estas especies, se destacan los alcoholes alifáticos, fundamentalmente metanol y etanol, por su relativamente alta abundancia en la atmósfera. La cinética de reacción entre estos alcoholes y el OH(X2) ha sido estudiada y se observó un claro comportamiento no Arrhenius, el cual fue atribuido a la presencia de complejos pre-reactivos entre los alcoholes y el OH. El objetivo central de este trabajo doctoral fue el de estudiar procesos físicos y químicos originados por colisiones entre el radical OH y alcoholes de distinto grado de complejidad, a fin de entender el rol que juegan las interacciones de vdW y HB en la dinámica de colisiones. Para la obtención de datos cinéticos con respecto a la desactivación colisional del OH(A2+) con alcoholes, se montó y puso a punto la técnica de Fluorescencia Inducida por Láser (LIF) y se estudió la desactivación vibracional y electrónica del mencionado radical con la serie de alcoholes metanol, etanol, 1-propanol y 1-butanol. Además, se determinó de manera directa la estructura de los complejos HB OH…CH3OH, OH…H(D)2O y OH(D2O)2 mediante el uso de la técnica de aislamiento en nanogotas de He (HENDI) acoplada a espectroscopía láser IR. Todos los resultados experimentales fueron interpretados con la ayuda de cálculos de estructura electrónica de los sistemas mencionados. Por último, se desarrolló un código capaz de producir superficies de energía potencial de sistemas poliatómicos, mediante el método de Interpolación de Shepard Modificado. Este código fue aplicado al estudio estructural del complejo OH…CH3OH, mediante métodos cuánticos de dimensionalidad reducida.