Dinámica de disolución impulsada por la transferencia de carga al disolvente de I- (H2O) 2-5 tras la excitación:...

Área de la Ciencia:

• Química Física es la química física.
• La Dinámica Química es la Dinámica Química.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• Los fenómenos de disolución siguen siendo teóricamente poco explorados en comparación con la solvación.
• Los haluros hidratados son cruciales en la química atmosférica y se someten a la transferencia de carga al disolvente (CTTS) al momento de la excitación.
• El CTTS conduce a la disociación en radicales halogenados y grupos electrón-agua.

Objetivo del estudio:

• Investigar teóricamente la dinámica de disolución a escala de femtosegundos de los grupos de yoduro hidratado (I-(H2O) n=2-5).
• Para aclarar el papel de CTTS en la disociación y los posteriores procesos de reordenamiento de disolventes.
• Para comparar los resultados de la simulación con los datos experimentales ultrarrápidos de bomba-sonda.

Principales métodos:

• Simulaciones de dinámica molecular (AIMD) del estado excitado (ES) desde el principio.
• Método de estructura electrónica de campo autoconsistente de espacio activo completo (CASSCF).
• Modelado de I-(H2O) n racimos con n=2-5.5.

Principales resultados:

• Dinámica de disolución impulsada por CTTS observada en la escala de tiempo del femtosegundo.
• Para grupos pequeños (n=2-4), se observó una simple desintegración de la población del radical de yodo.
• Para n = 5, el reordenamiento a una estructura impulsada por la entropía estabilizó el exceso de electrones.
• El radical de yodo influye en la orientación del agua en los 30 segundos iniciales, luego se vuelve menos significativo.
• El reordenamiento del disolvente a una estructura de energía libre más baja ocurre después de ~ 100 fs.

Conclusiones:

• El estudio demuestra con éxito la dinámica de disolución impulsada por CTTS en racimos de yoduro hidratado.
• Los resultados se alinean bien con los hallazgos experimentales de bomba-sonda ultrarrápida.
• La comprensión de estas dinámicas puede informar el diseño de receptores de unión iónica para la química huésped-invitado.