Introducción
La dilucidación a escala molecular del fenómeno de solvatación de átomos metálicos es considerada actualmente uno de los grandes desafíos que enfrenta la Química en fase condensada. Dicho problema ha sido abordado con éxito en años recientes mediante la determinación experimental y teórica de las energías de ionización (EI) de agregados de van der Waals
aislados del tipo M(Solv)n (M = Li, Na, Mg, Ca; Solv = H2O, NH3, etc.; n = 0, 1, 2,?). Las EI son muy sensibles a la estructura electrónica de las especies agregadas, y así permiten investigar la estabilización secuencial de los átomos metálicos con el incremento del número de moléculas de solvente, proveyendo información directa sobre su solvatación a escala molecular.
Objetivos
Estudiar a escala molecular el efecto de la hidratación de átomos de Ba sobre su EI mediante experimentos con haces moleculares de sus agregados de van der Waals
del tipo Ba(H2O)n (n = 1-3), complementados con cálculos ab initio a diversos niveles de teoría efectuados utilizando paquetes de programas estándar para su tratamiento.
Resultados y Conclusiones
Los agregados de interés fueron generados en un haz molecular por desorción láser de Ba sólido acoplada a una expansión supersónica de una mezcla gaseosa de He/H2O, y detectados mediante ionización láser con radiación ultravioleta (l = 273-335 nm) asociada a espectrometría de masas por tiempo de vuelo. Para n = 1 sólo se observa el producto de reacción mayoritario BaOH, y en todos los casos es posible discriminar una serie de masas asociables a los isótopos más abundantes de Ba.
Las EI de los agregados relevantes se determinaron a partir de la medición de los umbrales de ionización láser mono-fotónica correspondiente al componente isotópico mayoritario, 138BaOH/138Ba(H2O)2,3, como se muestra en la figura contigua.
Se observa una reducción en la EI de los agregados estudiados con el incremento de n respecto a la EI(Ba) = 5,21 eV, lo que a su vez da cuenta de la estabilización que sufre el átomo de Ba como consecuencia de su hidratación creciente.
Esta tendencia es corroborada por las EI de BaOH y Ba(H2O)2 derivadas de cálculos mecanocuánticos efectuados a nivel de teoría MP2 y utilizando conjuntos de funciones base extensos y flexibles sobre todos los átomos.
