Dinámica Orientacional y Rotacional del Triclorobromometano (CCl3Br) en las fases plástica y líquida

Abstract

El estado vítreo, obtenido a partir del enfriamiento rápido de un líquido posee infinidad de aplicaciones tecnológicas que abarcan diversas áreas. Un escenario conveniente para su estudio lo brindan los cristales plásticos. El Triclorobromometano (CCl3Br) presenta una fase vítrea, una monoclínica y una plástica antes de licuar, adecuado para la exploración de las características dinámicas rotacionales y orientacionales en las fases plástica y líquida. Para el estudio de la dinámica rotacional y orientacional de este compuesto, se han realizado simulaciones de Dinámica molecular (a través de GROMACS) en un sistema de 4000 moléculas, en el ensamble NVT a temperaturas entre 160K y 300K. Para estudiar la dinámica rotacional, se analizaron las coordenadas de los centros de masa moleculares (C), el movimiento angular de las ligaduras y la función distribución radial, funciones que permitieron determinar la temperatura a la que ocurre la transición de fase plástica y líquida. Las funciones correlación orientacionales Cl, l=1,2 permitieron obtener los tiempos de relajación del sistema, los que revelaron que la dinámica rotacional puede ser entendida como principalmente difusiva. Para el estudio de la dinámica orientacional se recurrió a una simple construcción geométrica que permite obtener clasificaciones bien definidas de tres tipos para la orientación de moléculas del tipo XY3Z, con forma de tetraedro imperfecto en general; dichos tipos consisten en considerar solamente la orientación de las ligaduras en un caso, en otro distinguiendo qué tipo de ligadura es, y en el último caso, solamente analizando la ligadura diferente a las otras tres. Este análisis reveló grandes similitudes entre el orden orientacional de corto alcance para la fase plástica y la líquida, también reveló correlaciones orientacionales de largo alcance aun en la fase líquida, aunque más definidas en la plástica.