La transferencia de carga de agua acelera la reacción intermedia de Criegee con el anión radical H2O en la interfaz...

Área de la Ciencia:

• Química de la atmósfera
• La cinética química
• Química computacional

Sus antecedentes:

• Los Criegee intermedios (CI) son oxidantes atmosféricos clave que tienen un impacto en el clima.
• Las reacciones de CI con el agua son cruciales para la química troposférica.
• La reactividad interfacial de los IC en las superficies de agua sigue siendo poco conocida.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos moleculares detrás de la reactividad interfacial intermedia de Criegee con el agua.
• Aclarar el papel de la transferencia de carga de agua en la aceleración de las reacciones CI-agua en las interfaces aire/agua.
• Comprender cómo los efectos interfaciales influyen en el destino atmosférico de las IC.

Principales métodos:

• Mecánica cuántica empleada / mecánica molecular (QM / MM) Dinámica molecular de Born-Oppenheimer.
• Utilizó la teoría de perturbación local de Møller-Plesset de segundo orden para los cálculos.
• Análisis de las trayectorias de la dinámica molecular para identificar vías de reacción e intermedios.

Principales resultados:

• Se observó una transferencia significativa de carga de agua (hasta ~ 20%) en la interfaz, formando pares de radicales H2O+/H2O-.
• Se ha demostrado una mayor reactividad del CH2OO y del anti-CH3CHOO con el agua debido a la atracción electrostática del H2O-.
• Se ha identificado un nuevo estado intermedio ligado CI ((H2O-) de vida relativamente larga en la interfaz aire/agua.

Conclusiones:

• La transferencia de carga de agua interfacial acelera sustancialmente las reacciones intermedias de Criegee con agua.
• Los hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la capacidad de oxidación atmosférica influenciada por IC más grandes.
• Destaca el papel crítico de la dinámica del agua interfacial en la aceleración de las reacciones en las interfaces acuosas.