Estudio teórico de reacciones químicas basado en un análisis vectorial.

Abstract

Esta tesis tiene como objetivo profundizar en el estudio de propiedades teóricas de reacciones químicas tales como la fuerza de reacción, la constante de fuerza de reacción y el flujo electrónico de reacción, por medio de relaciones con propiedades vectoriales en el espacio de los núcleos del sistema químico. Para esto se realiza un desarrollo teórico-matemático de la coordenada intrínseca de reacción y de la derivada de una función escalar con esta coordenada, obteniendo una ecuación vectorial. A partir de esta relación se propone un esquema de partición de propiedades en términos de contribuciones atómicas con el fin de obtener información local de cambios en la energía y de la reactividad química. Además, se relaciona por medio de la misma ecuación la constante de fuerza de reacción con las frecuencias y modos vibracionales en cada punto de la curva de reacción con el objetivo de obtener los procesos que predominan en cada etapa. Las ecuaciones se aplican a distintas series de reacciones y se comparan con otras propiedades. Como resultado, se obtiene que la fuerza de reacción corresponde a la norma del vector de fuerza en coordenadas cartesianas ponderadas por la masa, el flujo de reacción indica cuanto decrece el potencial químico en la dirección de la reacción y se relaciona con la respuesta energética de la reacción ante agentes externos. La partición de propiedades por medio del esquema propuesto muestra de manera ambigua la variación de la energía y reactividad locales y será necesaria una descripción electrónica de los átomos del sistema. Finalmente, se obtiene que la descomposición de la constante de fuerza de reacción en términos vibracionales permite reconocer los procesos predominantes en una reacción química.