Item
Solà i Puig, Miquel
Luis Luis, Josep Maria |
|
Universitat de Girona. Institut de QuÃmica Computacional | |
Torrent Sucarrat, Miquel | |
El coneixement de la superfÃcie d’energia potencial (PES) ha estat essencial en el món de la quÃmica teòrica per tal de discutir tant la reactivitat quÃmica com l’estructura i l’espectroscòpia molecular. En el camp de la reactivitat quÃmica es hem proposat continuar amb el desenvolupament de nova metodologia dins el marc de la teoria del funcional de la densitat conceptual. En particular aquesta tesis es centrarà en els següents punts: a) El nombre i la naturalesa dels seus punts estacionaris del PES poden sofrir canvis radicals modificant el nivell de cà lcul utilitzats, de tal manera que per estar segurs de la seva naturalesa cal anar a nivells de cà lcul molt elevats. La duresa és una mesura de la resistència d’un sistema quÃmic a canviar la seva configuració electrònica, i segons el principi de mà xima duresa on hi hagi un mÃnim o un mà xim d’energia trobarem un mà xim o un mÃnim de duresa, respectivament. A l’escollir tot un conjunt de reaccions problemà tiques des del punt de vista de presència de punts estacionaris erronis, hem observat que els perfils de duresa són més independents de la base i del mètode utilitzats, a més a més sempre presenten el perfil correcte. b) Hem desenvolupat noves expressions basades en les integracions dels kernels de duresa per tal de determinar la duresa global d’una molècula de manera més precisa que la utilitzada habitualment que està basada en el cà lcul numèric de la derivada segona de l’energia respecte al número d’electrons. c) Hem estudiat la validesa del principis de mà xima duresa i de mÃnima polaritzabiliat en les vibracions asimètriques en sistemes aromà tics. Hem trobat que per aquests sistemes alguns modes vibracionals incompleixen aquests principis i hem analitzat la relació d’aquest l’incompliment amb l’efecte de l’acoblament pseudo-Jahn-Teller. A més a més, hem postulat tot un conjunt de regles molt senzilles que ens permetien deduir si una molècula compliria o no aquests principis sense la realització de cap cà lcul previ. Tota aquesta informació ha estat essencial per poder determinar exactament quines són les causes del compliment o l’incompliment del MHP i MPP. d) Finalment, hem realitzat una expansió de l’energia funcional en termes del nombre d’electrons i de les coordenades normals dintre del conjunt canònic. En la comparació d’aquesta expansió amb l’expansió de l’energia del nombre d’electrons i del potencial extern hem pogut recuperar d’una altra forma diferent tot un conjunt de relacions ja conegudes entre alguns coneguts descriptors de reactivitat del funcional de la densitat i en poden establir tot un conjunt de noves relacions i de nous descriptors. Dins del marc de les propietats moleculars es proposa generalitzar i millorar la metodologia pel cà lcul de la contribució vibracional (Pvib) a les propietats òptiques no lineals (NLO). Tot i que la Pvib no s’ha tingut en compte en la majoria dels estudis teòrics publicats de les propietats NLO, recentment s’ha comprovat que la Pvib de diversos polÃmers orgà nics amb altes propietats òptiques no lineals és fins i tot més gran que la contribució electrònica. Per tant, tenir en compte la Pvib és essencial en el disseny dels nous materials òptics no lineals utilitzats en el camp de la informà tica, les telecomunicacions i la tecnologia là ser. Les principals lÃnies d’aquesta tesis sobre aquest tema són: a) Hem calculat per primera vegada els termes d’alt ordre de Pvib de diversos polÃmers orgà nics amb l’objectiu d’avaluar la seva importà ncia i la convergència de les sèries de Taylor que defineixen aquestes contribucions vibracionals. b) Hem avaluat les contribucions electròniques i vibracionals per una sèrie de molècules orgà niques representatives utilitzant diferents metodologies, per tal de poder de determinar quina és la manera més senzilla per poder calcular les propietats NLO amb una precisió semiquantitativa. The knowledge of the potential energy surface (PES) has been essential in the world of the theoretical chemistry to discuss such as the chemistry reactivity as the molecular spectroscopy. In the reactivity chemistry we are interested to develop new methodology in the field of the conceptual functional density theory. This thesis will be center in the following points: a) The number and character of the different stationary points of the PES can have radical changes modifying the calculation level used. This fact produces that to be sure of the character of a stationary point is necessary to arrive a very precise calculation level. The hardness is a measure of the resistance of a chemistry system to change his electronic configuration, and taking into account the maximum hardness principle, where there is a minimum or a maximum of energy, there also is a minimum or a maximum of hardness, respectively. Choosing a set of problematic reactions in the number of stationary points, we noted that the hardness is more independent of the base and the method used and it always shows the correct shape. b) We made new expressions based in the integrations of the hardness kernel to predict the global hardness of a molecule in a more precise way that the numerical second derivative of the energy respect to the number of electrons. c) We studied the validity of the maximum hardness and the minimum polarizability principles in the asymmetric vibrations in aromatic systems. We found that for theses systems some vibrational modes break these principles and we studied the relationship of this non-fulfillment with the pseudo-Jahn-Teller effect. Moreover, we postulated a set of simple rules, that allows deducing if a molecule will follow or not these rules without a previous calculation. All this information has been essential to exactly determine the reasons of the fulfillment or non-fulfillment of the MHP and MPP. d) Finally, we made an expansion of the functional energy respect to the number of electrons and the normal coordinates into the canonic ensemble. The comparison of this expansion with the expansion of the energy respect to the number of electrons and the external potential give the recuperation of some know relations between traditional reactivity descriptors of DFT, but a different way, and establish a set of new relations and descriptors. In the field of molecular properties we propose to generalize and improve the methodology to calculate the vibrational contribution (Pvib) to the non-linear optical properties (NLO). Despite of that the Pvib is not taking account into the majority of the theoretical studies published of the properties NLO, it has recently been checked that the Pvib of different organic molecules with high NLO properties is bigger that the electronic contribution. Thus, the Pvib is essential to pattern new NLO materials used in informatics, telecommunications, and laser technology. The main lines of the research about this subject are: a) We have calculated for the first time the high terms of the Pvib for different organic polymer with the goal to evaluate the importance and the convergence of the Taylor series that define the vibrational contributions. b) We have evaluated the electronic and vibrational contributions for different representative organic molecules using different methodologies to predict the cheaper way to calculate the NLO properties with semi quantitative precision. |
|
http://hdl.handle.net/2072/300185 | |
cat | |
Universitat de Girona | |
ADVERTIMENT. L’accés als continguts d’aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, aixà com en activitats o materials d’investigació i docència en els termes establerts a l’art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l’autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el tÃtol de la tesi doctoral. No s’autoritza la seva reproducció o altres formes d’explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d’un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s’autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i Ãndexs. | |
Tesis i dissertacions acadèmiques
DFT conceptual Contribució vibracional Chemistry reactivity Contribución vibracional Vibrational contribution Propiedades òpticas no lineales Non-linear optical properties Propietats òptiques no lineals Reactivitat quÃmica Duresa Maximum hardness and the minimum polarizability pr Principi mà xima duresa i mÃnima polaritzabilitat Conceptual functional density theory Hardness 544 - QuÃmica fÃsica |
|
Desenvolupament, implementació i aplicació de noves metodologies per a l’estudi de la reactivitat quÃmica i de les propietats òptiques no lineals | |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | |
Recercat |