Radicales y aniones cíclicos de perfluorocarbonos cíclicos con altos potenciales de calentamiento global (GWP):...

Área de la Ciencia:

• Química computacional es la química computacional.
• La química cuántica es una química cuántica.
• Química física es la química física de las cosas.

Sus antecedentes:

• Comprender las propiedades electrónicas de los radicales cíclicos de hidrocarburos y perfluorocarburos es crucial para diversas aplicaciones químicas.
• Estudios anteriores han explorado la reactividad y estabilidad de estos compuestos, pero se necesita una comparación sistemática de sus afinidades electrónicas.

Objetivo del estudio:

• Para predecir afinidades de electrones adiabáticos, geometrías moleculares y frecuencias vibratorias para pequeños radicales cíclicos de hidrocarburos y perfluorocarburos.
• Para comparar las capacidades de unión de electrones de los hidrocarburos frente a los radicales cíclicos perfluorocarburos.

Principales métodos:

• Se emplearon métodos de la teoría funcional de densidad (DFT), incluidos los funcionales B3LYP, BLYP y BP86.
• Para todos los cálculos se utilizó un conjunto de bases de polarización más polarización de doble zeta (DZP++).
• Se calcularon geometrías optimizadas y energías totales de los radicales y sus correspondientes aniones.

Principales resultados:

• Sólo el radical ciclopropilo (C(3) H(5)) exhibió una afinidad positiva de electrones (0,24 eV) entre los radicales hidrocarburos estudiados.
• Los radicales perfluorocarbónicos mostraron afinidades electrónicas significativamente más altas, aumentando de 2,81 eV para C(3) F(5) a un máximo de 3,34 eV para C(5) F(9), luego disminuyendo ligeramente para C(6) F(11).
• Las afinidades de los electrones con los radicales de hidrocarburos fueron generalmente negativas, lo que indica la inestabilidad de los aniones correspondientes.

Conclusiones:

• Los radicales cíclicos de hidrocarburos son generalmente pobres en la unión de electrones, con la excepción del radical ciclopropilo.
• Los radicales cíclicos de perfluorocarburos demuestran una fuerte propensión a unirse a los electrones, con una afinidad influenciada por el tamaño del anillo.
• El estudio destaca el impacto sustancial de la sustitución de flúor en las propiedades electrónicas de los radicales cíclicos.