PINO GUSTAVO ARIEL
Congresos y reuniones científicas
Título:
Superficies de energía potencial adiabáticas para reacciones poliatómicas
Autor/es:
F. HERNÁNDEZ; G. A. PINO; J. I. PALMA
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; XVIIICAFQQI; 2013
Institución organizadora:
AAIFQ
Resumen:
de acuerdo con la aproximación de Born-Oppenheimer, el estudio teórico
de una reacción química elemental se inicia con la determinación de la superficie de
energía potencial que gobierna el movimiento nuclear (SEP). Para ello es necesario
efectuar un gran número de cálculos de estructura electrónica con un alto nivel de teoría,
dado que los parámetros que caracterizan a las reacciones químicas son muy sensibles a
la barrera de potencial y a la topología de la SEP. Una vez obtenidos los puntos, se
presenta el desafío (no menor) de ajustarlos a fin de obtener una subrutina que pueda ser
usada para estudiar la dinámica nuclear. La manera más intuitiva de hacer este ajuste es
proponer una forma funcional y luego variar los parámetros de la función propuesta a fin
de lograr el mejor acuerdo posible con las energías dadas. Sin embargo esta alternativa
no es adecuada para reacciones con más de cuatro átomos, dado que en tales casos no
es sencillo determinar cuáles son las formas funcionales apropiadas. Debido a esto en los
últimos años se han propuesto diversos algoritmos para construir, de manera sistemática,
las SEPs de reacciones poliatómicas.1 Entre estos métodos se destaca, por su eficiencia,
el método de interpolación de Sheppard. Este método propone calcular la SEP como una
suma ponderada de expansiones de Taylor, alrededor de ciertos puntos de referencia.
Objetivo: obtener un código que permita ajustar la SEP de reacciones con un número
arbitrario de átomos, tal que pueda ser utilizado en estudios teóricos de la dinámica de
reacciones químicas.
Resultados: hemos desarrollado un programa FORTRAN que ajusta la SEP de sistemas
poliatómicos utilizando el método de interpolación de Sheppard. El programa sigue los
lineamientos propuestos por Collins y sus colaboradores.2 El buen funcionamiento del
mismo fue corroborado evaluando su capacidad para ajustar las energías del sistema
H+CH4 H2+CH3, provistas por la SEP de Jordan y Gilbert.3
Como era de esperar, encontramos que la calidad de la SEP depende fuertemente del
número de puntos de referencia, Npoints. Asimismo, la velocidad de convergencia con
respecto a Npoints varía de acuerdo a la estrategia utilizada para seleccionar los puntos. En
nuestra presentación discutiremos las diferentes estrategias evaluadas y analizaremos la
correlación entre el costo computacional de la SEP y la calidad de los resultados
obtenidos con la misma.
de una reacción química elemental se inicia con la determinación de la superficie de
energía potencial que gobierna el movimiento nuclear (SEP). Para ello es necesario
efectuar un gran número de cálculos de estructura electrónica con un alto nivel de teoría,
dado que los parámetros que caracterizan a las reacciones químicas son muy sensibles a
la barrera de potencial y a la topología de la SEP. Una vez obtenidos los puntos, se
presenta el desafío (no menor) de ajustarlos a fin de obtener una subrutina que pueda ser
usada para estudiar la dinámica nuclear. La manera más intuitiva de hacer este ajuste es
proponer una forma funcional y luego variar los parámetros de la función propuesta a fin
de lograr el mejor acuerdo posible con las energías dadas. Sin embargo esta alternativa
no es adecuada para reacciones con más de cuatro átomos, dado que en tales casos no
es sencillo determinar cuáles son las formas funcionales apropiadas. Debido a esto en los
últimos años se han propuesto diversos algoritmos para construir, de manera sistemática,
las SEPs de reacciones poliatómicas.1 Entre estos métodos se destaca, por su eficiencia,
el método de interpolación de Sheppard. Este método propone calcular la SEP como una
suma ponderada de expansiones de Taylor, alrededor de ciertos puntos de referencia.
Objetivo: obtener un código que permita ajustar la SEP de reacciones con un número
arbitrario de átomos, tal que pueda ser utilizado en estudios teóricos de la dinámica de
reacciones químicas.
Resultados: hemos desarrollado un programa FORTRAN que ajusta la SEP de sistemas
poliatómicos utilizando el método de interpolación de Sheppard. El programa sigue los
lineamientos propuestos por Collins y sus colaboradores.2 El buen funcionamiento del
mismo fue corroborado evaluando su capacidad para ajustar las energías del sistema
H+CH4 H2+CH3, provistas por la SEP de Jordan y Gilbert.3
Como era de esperar, encontramos que la calidad de la SEP depende fuertemente del
número de puntos de referencia, Npoints. Asimismo, la velocidad de convergencia con
respecto a Npoints varía de acuerdo a la estrategia utilizada para seleccionar los puntos. En
nuestra presentación discutiremos las diferentes estrategias evaluadas y analizaremos la
correlación entre el costo computacional de la SEP y la calidad de los resultados
obtenidos con la misma.
