Estudio de la estructura electrónica y patrones de crecimiento en clusters de metales alcalinos

Abstract

Esta tesis se ha centrado en dos aspectos principales, en primer lugar la búsqueda de los posibles isómeros de los clusters de los metales alcalinos, utilizando para ello la implementación de una metodología estocástica para la generación de isómeros. Este algoritmo está basado en la teoría del Big Bang. La estrategia consiste en un procedimiento de tres pasos: optimización semiempírica de 1 OOOn geometrías de partida supercomprimidas, seguido por dos optimizaciones utilizando métodos de la Teoría del Funcional de la Densidad. La metodología se aplicó al estudio de las estructuras y propiedades de los clusters de metales alcalinos (Lin con 3 :5 n :5 20, Nan con 3 :5 n :5 13, y Kn con 3 :5 n :5 1 0). Mediante el uso de esta técnica fue posible encontrar 101 nuevos isómeros. Las estructuras de los clusters alcalinos muestran un gran número de subunidades tetraédricas y pirámides pentagonales. Se han discutido y comparado los resultados con datos experimentales y otros cálculos. En segundo lugar se ha propuesto una metodología para la predicción de nuevas moléculas y se ha realizado un estudio numérico de varios isómeros del cluster de Li 1o. El análisis de la Función de Localización Electrónica y de los diagramas de energía revelan la existencia de un cluster con un espacio interior capaz de alojar un heteroátomo, por ejemplo oxígeno, siendo el candidato perfecto el cluster Li100, debido a la evidencia experimental de la existencia de un núcleo . catiónico [Li60]4 •, el mismo presente en el cluster Li1oO. Para comprobar la estabilidad del cluster propuesto se ha realizado un análisis de sus canales de disociación. Se han calculado los espectros IR y UV para ayudar en la identificación de este nuevo cluster.