Estudio teórico de propiedades moleculares de la formamida y el ácido formídico

Abstract

En el presente Trabajo de Fin de Grado se ha llevado a cabo un estudio teórico de la estructura y propiedades moleculares de la formamida, que es una molécula que ha sido detectada en el medio interestelar (ISM). Es una molécula de gran interés astroquímico, capaz de formar moléculas de interés prebiótico. Más precisamente, se determinó la estructura molecular mediante métodos mecano-cuánticos ab initio, en concreto, se hizo uso del método Hartree-Fock, y se analizó la influencia de las bases utilizadas en los resultados obtenidos. También se determinó la barrera de rotación alrededor del enlace C-N haciendo uso del método de perturbaciones de Møller-Plesset MP2, se hizo una simulación del espectro de infrarrojo, y se calcularon los momentos de inercia y constantes rotacionales. Por otro lado, se analizó la estabilidad relativa de los isómeros de la formamida para determinar sus posibilidades de ser detectados en el medio interestelar. Se encontró que el candidato con más posibilidades era el ácido formídico, para el cuál se realizó un estudio de su estructura, momento dipolar, espectro de infrarrojo, momentos de inercia y constantes rotacionales. Por último, para validar la calidad de los resultados obtenidos, se hizo una comparación con valores experimentales cuando estaban disponibles.

In this Final Degree Project, we have carried out a theoretical study of the structure and molecular properties of formamide, which is a molecule that has been detected in the interstellar medium (ISM). It is a molecule of great astrochemical interest, capable of forming molecules of prebiotic interest. More exactly, the molecular structure was determined by ab initio mechano-quantum methods, specifically, the Hartree-Fock method, and the influence of the basis used in the results obtained was analyzed. The rotation barrier around the C-N bond was also determined using the Møller-Plesset MP2 perturbation method, the infrared spectrum was simulated, and the moments of inertia and rotational constants were calculated. On the other hand, the relative stability of the formamide isomers was analyzed to determine their chances of being detected in the interstellar medium. It was found that the most likely candidate was formidic acid, for wich a study of its structure, dipole moment, infrared spectrum, moments of inertia and rotational constants was carried out. Finally, to validate the quality of the results obtained, a comparison was made with experimental values when available.