Modelización computacional de la reactividad química: reacción de Ge+ + CH3X (Cl, Br)

Abstract

Se ha llevado a cabo un estudio computacional para las reacciones del catión germanio con clorometano y bromometano. El estudio se ha realizado dentro del contexto de la teoría del funcional de la densidad DFT empleando el funcional modificado de Perdew−Wang-1-parámetro MPW1K junto con el conjunto de funciones de bases de Ahlrichs, QZVPP. Para ambas reacciones hemos caracterizado las estructuras de productos, reactivos, intermedios y estados de transición. En la reacción de Ge++ CH3Cl el producto más favorable desde un punto de vista termodinámico es el CH3 + GeCl+, situado a -24,84 kcal/mol de los reactivos. Se ha analizado la formación de otros dos posibles productos, GeCH2++ HCl y GeCHCl++ H2, que están situados a -6,13 kcal/mol y 7,81 kcal/mol respecto de los reactivos respectivamente. Para la reacción Ge++ CH3Br el producto más favorable desde el punto de vista termodinámico es también CH3 + GeBr+, situado a -27,27 kcal/mol. Los otros dos posibles productos, GeCH2++ HBr y GeCHBr++ H2, se sitúan a -4,17 kcal/mol y 3,98 kcal/mol respecto de los reactivos. El análisis de la SEP para ambas reacciones nos indica que, desde el punto de vista cinético, el proceso más favorable es el que conduce a la formación del producto más exotérmico. Asimismo, hemos llevado a cabo un análisis exhaustivo de la densidad de carga a lo largo del camino de reacción más favorable en ambas reacciones para ver cómo van cambiando los enlaces en el transcurso de la reacción. Finalmente, se ha analizado el efecto de la sustitución de un átomo de cloro por uno de bromo en el reactivo CH3X.