La fuerza de enlace halógeno en sólidos cuantificada mediante espectroscopia de resonancia nuclear de cuatro polos...

Área de la Ciencia:

• Química del estado sólido
• Espectroscopia
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La resonancia magnética nuclear de protones (RMN) es el estándar para los enlaces de hidrógeno.
• La RMN 127I es ineficaz para los donantes de enlaces halógenos fuertes (XB) debido a las altas constantes de acoplamiento cuádrupolar (CQ).

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y demostrar un método espectroscópico innovador para el análisis de enlaces halógenos fuertes en materiales sólidos.
• Para cuantificar la fuerza de los enlaces halógenos utilizando la resonancia nuclear cuádrupolar.

Principales métodos:

• Implementación de la espectroscopia de resonancia nuclear cuádruple perturbada por Zeeman (Zp-NQR) con campos magnéticos ajustables
• Análisis de los núcleos 127I y 79Br en polvos sólidos mediante la diagonalización hamiltoniana cuadrupolar de Zeeman.
• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad Relativista (DFT) para las energías de interacción.

Principales resultados:

• Adquisición y análisis exitosos de espectros Zp-NQR para 27 cocristales halógenos.
• Determinación de los valores de CQ y de los parámetros de la asimetría cuadrupolar, superando las limitaciones de la RMN y de la RMN.
• Se encontraron fuertes correlaciones entre los datos espectrales, las características estructurales y las energías de interacción computadas por DFT.

Conclusiones:

• El gradiente de campo eléctrico en el sitio donante de XB es una métrica confiable para cuantificar la fuerza de XB en sólidos.
• Zp-NQR es una técnica versátil aplicable a diversos problemas químicos y de ciencias de los materiales.
• Las energías de interacción de enlaces halógenos en los sistemas estudiados oscilan entre aproximadamente 5 y 10 kcal mol-1.