Determinación por teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo (TD-DFT) de los estados excitados singlete y triplete de naftaleno, antraceno, pireno y bencidina, utilizando química cuántica y dinámica molecular para su degradación fotocatalítica con (ZnO)12 - Nina Ortiz, Silvio Henry (2019)
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos son compuestos orgánicos que están formados por dos o más anillos de benceno, y en algunos casos, por un anillo pentagonal. Además, representan una clase de contaminantes tóxicos que se han acumulado en el medio ambiente debido a las actividades que realiza el hombre comúnmente. No obstante, estos son capaces de absorber la radiación ultravioleta y destruirse por acción de la misma. Asimismo, la velocidad de este proceso puede verse incrementada por acción de un intermediario producido también de forma fotoquímica. Por lo tanto, el objetivo de la presente tesis fue determinar por teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo (TD-DFT), utilizando química cuántica y dinámica molecular, la degradación fotocatalítica con óxido de zinc (ZnO)12 de los compuestos naftaleno, antraceno, pireno y bencidina. Para ello, primero fue necesario obtener las estructuras de los contaminantes y de las nanoestructuras de óxido de zinc, de forma que estas fueron dibujadas en Gaussview 5.04 a partir de información de la literatura. Posteriormente, se realizó la optimización de dichas estructuras utilizando Gaussian 09 con una funcional LC-wPBE y la base TZVP, y para asegurarnos de que estas se encontraban en su estado fundamental se analizó la matriz de hessianas. A continuación, se procedió a evaluar la contribución total de los orbitales en cada molécula para determinar si eran más susceptibles de un ataque nucleofílico o electrofílico. Por último, se graficaron los espectros UV de todos los compuestos y se compararon. Los resultados demostraron que todas las estructuras se encontraban en su estado fundamental al no existir números negativos. Asimismo, se evidenció la tendencia a un ataque electrofílico de todas las moléculas y la muy pequeña tendencia a un ataque nucleofílico de la nanoestructura del zinc. Por otro lado, a partir de los espectros UV se pudo determinar que el antraceno, y en menor medida el pireno, absorben mayor radiación a la misma longitud de onda que el (ZnO)12 en su conformación primaria. De esta información aunada a la anterior se permitió concluir que el antraceno tiene mayor capacidad para utilizar a la nanoestructura de óxido de zinc como un intermediario para acelerar su degradación fotocatalítica.