Tesi doctoral de Verònica Postils Ribó: "Computational chemistry applied to hydrocarbon functionalization by iron catalysts, oxidation state characterization, and electrides design". Direcció: Dr. Josep Ma. Luis Luis i Dr. Miquel Solà Puig. Institut de Química Computacional i Catàlisi
Figura inclosa a la tesi doctoral
Aquesta tesi, mitjançant un seguit d'estudis computacionals, dóna visibilitat a l'aplicabilitat de la química teòrica i computacional en els tres àmbits que tracta la química com a ciència: la reactivitat, l'estructura i les propietats de les molècules. Així, es tracten diferents situacions químiques d'interès actual que es caracteritzen per tenir associada alguna dificultat relacionada amb la descripció de la reactivitat, l'estructura electrònica o les propietats de les molècules que en elles apareixen.
En una primera secció, relacionada amb la descripció de la reactivitat de les molècules, s'estudien computacionalment els mecanismes de funcionalització d'enllaços C-H mitjançant un catalitzador de ferro. Concretament s'estudia la funcionalització d'enllaços C-H via la formació d'enllaços C-O (hidroxilació) i enllaços C-C (respectivament, els precursors són grups Fe-oxo i Fe-carbè en el catalitzador). En aquests treballs es determinen detalls mecanístics difícils de deduir sense l'ús de tècniques computacionals.
En la segona secció s'avalua i analitza un nou mètode per determinar de manera teòrica els estats d'oxidació (EO) dels àtoms que formen les molècules. L'EO és un concepte i una propietat primordial en química perquè s'utilitza per deduir moltes altres propietats de les molècules. Tot i ser un concepte íntimament relacionat amb l'estructura electrònica, fins al moment s'han dissenyat molt pocs algoritmes per determinar-lo computacionalment. Fa un parell d'anys el nostre grup va desenvolupar un algoritme, l'EOS (estats d'oxidació efectius, per les seves sigles en anglès). En aquesta tesi es presenta un estudi de casos de l'aplicabilitat d'aquest algoritme. Els casos d'estudi han estat triats d'acord amb un article recent de la IUPAC on s'exposen situacions on l'assignació d'EO és complicada. Fins el dia d'avui és l'estudi de casos més complet realitzat per un algoritme de determinació d'EO.
Finalment, en la tercera secció s'estudia l'estructura electrònica d'electrurs moleculars. Els electrurs són sòlids iònics descoberts recentment: postulats durant els anys seixanta del segle XX, no es van poder sintetitzar de manera estable fins a l'any 2003. Es caracteritzen per presentar electrons aïllats com la part aniònica del cristall (de manera estequiomètrica). El treball recollit en la tercera secció d'aquesta tesi descriu, per primera vegada, l'estructura electrònica d'electrurs en estructures moleculars en fase gas. S'identifiquen per primera vegada electrurs moleculars i es presenten un seguit de criteris per diferenciar-los d'altres espècies similars.
Lectura de la tesi: 07/05/2018, Aula Magna de la Facultat de Ciències
Notícies relacionades