Estudio teórico de las interacciones entre el óxido nítrico (NO) y moléculas de capa cerrada

Resumen

En este trabajo se aborda el estudio de la interacción entre el óxido nítrico (NO) y moléculas pequeñas de capa cerrada como son el CH4, el H2O y el imidazol. Estos complejos sirven de modelo para el estudio básico de interacciones entre moléculas de capa abierta y capa cerrada pues se analizó desde complejos muy débiles hasta moderados. Para ello se emplearon métodos de cálculo mecánico¿cuántico ab initio y de la teoría del funcional de la densidad. Se describen las características de las interacciones entre estas moléculas desde el punto de vista energético, geométrico y de sus densidades electrónicas. El análisis se hizo empleando las teorías de átomos en moléculas (AIM) y la de los orbitales naturales de enlace (NBO). Así fue posible interpretar la causa de la estabilización de los complejos obtenidos desde el punto de vista de estos métodos empleando un esquema de interacciones donador-aceptor. Para los complejos menos débiles apareció una transferencia de carga entre las moléculas implicadas, que puede producirse del NO a la molécula de capa cerrada ó en sentido contrario en dependencia de sus características. Las interacciones muy débiles como las que surgen en el sistema CH4...NO no se reproducen correctamente empleando el funcional B3LYP. Así, se mostró la necesidad de trabajar en superficies de energía potencial corregidas de BSSE para este tipo de complejos. El análisis de la superficie de energía potencial del sistema CH4...NO corroboró la evidencia experimental de que se presenta un efecto Jahn-Teller dinámico. El análisis de los complejos moleculares NO...H2O mostró el efecto decisivo que un orbital desapareado puede tener un efecto importante para explicar la estabilización de los mismos. La comparación con resultados de otros sistemas de tipo radical...H2O mostró que el papel de los orbitales desapareados en la estabilización de los complejos de capa abierta...capa cerrada depende de la estructura electrónica del radical implicado y no es posible hacer generalizaciones. La formación de puentes de hidrógeno en el sistema imidazol...NO se favorece cuando se produce la protonación del imidazol.