La estructura electrónica del súper átomo

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Física atómica y molecular
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• El ion de clúster de oro triatómico, Au₃⁺, es un bloque de construcción fundamental en los ensamblajes de oro más grandes.
• La comprensión de Au₃⁺ es crucial para elucidar los mecanismos fotocatalíticos de los nanocúmulos de oro.

Objetivo del estudio:

• Para obtener e interpretar espectros ópticos de alta resolución y resolución vibratoria de Au₃⁺ seleccionados por masa.
• Caracterizar la estructura electrónica y los estados excitados de Au₃⁺ utilizando métodos computacionales avanzados.

Principales métodos:

• Se utilizó la espectroscopia de fotodisociación para registrar espectros ópticos de Au₃⁺ desde 2.7-5.0 eV.
• Para interpretar las características espectrales se utilizaron cálculos ab initio CASSCF que incorporan el acoplamiento de espín-órbita.

Principales resultados:

• Se observaron cinco sistemas de banda complejos en el espectro óptico de Au₃⁺.
• Los cálculos revelaron que los estados excitados estrechamente espaciados, las excitaciones orbitales d, las pequeñas brechas orbitales s-d y el acoplamiento vibrante y de espín orbital significativo gobiernan los espectros.
• La estructura electrónica de Au₃⁺ exhibe un fuerte carácter de referencia múltiple.

Conclusiones:

• La caracterización precisa de los estados excitados Au₃⁺ requiere cálculos sofisticados de múltiples referencias.
• Los métodos simplificados como DFT no logran capturar las complejas interacciones electrónicas en Au₃⁺ debido a las contribuciones d-orbitales.