La peculiar tendencia de las afinidades cíclicas de los electrones de los perfluoroalcanos cíclicos con el aumento...

Área de la Ciencia:

• Química computacional es la química computacional.
• Química cuántica es la química cuántica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los perfluoroalcanos cíclicos (c-PFAs) son importantes en la ciencia de los materiales.
• Comprender sus afinidades electrónicas es crucial para predecir su comportamiento en diversas aplicaciones.
• Estudios anteriores han explorado sus propiedades, pero se necesita una investigación sistemática de las afinidades de electrones en diferentes tamaños de anillos y con modificaciones de grupos funcionales.

Objetivo del estudio:

• Para calcular las afinidades adiabáticas de electrones (AEAs), afinidades verticales de electrones (VEAs) y energías de desprendimiento vertical (VDEs) de los perfluoroalcanos cíclicos (c-C(n) F(2n), n=3-7) y sus derivados monotrifluorometil.
• Para investigar el efecto del tamaño del anillo y la sustitución de trifluorometilo en las afinidades electrónicas.
• Para comparar cálculos teóricos con datos experimentales para su validación.

Principales métodos:

• Teoría funcional de densidad (DFT) utilizando varias funciones puras e híbridas.
• Se emplearon conjuntos de bases de doble-zeta polarizada más polarización y funciones difusas (DZP++).
• Se utilizaron la teoría de perturbaciones de cúmulos acoplados (CCSD) y la teoría de perturbaciones de Møller-Plesset (MP2) para cálculos de alto nivel y correcciones de energía del punto cero.

Principales resultados:

• El AEA teórico de c-C(4) F(8) (0,70 eV) se corresponde estrechamente con el valor experimental (0,63 eV).
• Las AEAs corregidas por punto cero para c-C(n) F(2n) aumentan de n=3 a n=5, luego disminuyen para n=6 y n=7 debido a cambios estructurales que favorecen anillos no planos.
• Los derivados del monotrifluorometilo muestran AEAs sustancialmente más grandes en comparación con los c-PFAs de origen.

Conclusiones:

• El estudio proporciona estimaciones teóricas confiables para las afinidades electrónicas de los c-PFAs.
• Las preferencias estructurales influyen significativamente en las afinidades de electrones, particularmente para los sistemas de anillos más grandes.
• La sustitución de trifluorometilo es una estrategia eficaz para mejorar la afinidad electrónica de los c-PFAs.