Estudio computacional de moléculas presentes en el medio interestelar: H2NC

Abstract

La búsqueda de nuevas especies químicas en el medio interestelar es un área de investigación muy activa en el campo de la Química. Recientemente se ha publicado un estudio donde se informa de la primera identificación en el espacio de la especie H2NC, un isómero de H2CN que ya había sido detectado con anterioridad. Aunque estas identificaciones se realizan a través de técnicas espectroscópicas la mayoría de los estudios suelen venir acompañados de cálculos mecano-cuánticos que sirven de ayuda en el proceso de identificación. En muchas ocasiones los cálculos teóricos se realizan en el contexto de la Teoría del Funcional de la Densidad donde existen varias decenas de funcionales aproximados cuya exactitud para este tipo de estudios no ha sido generalmente contrastada. En este Trabajo de Fin de Grado hemos realizado un estudio computacional de la especie H2NC centrándonos tanto en sus propiedades espectroscópicas como en algunas de las reacciones químicas que pueden dar lugar a esta especie en el medio interestelar. Hemos analizado los resultados proporcionados por varios funcionales de la densidad para dilucidar cuál o cuáles de ellos son apropiados para realizar este tipo de estudios. Hemos encontrado que el funcional B2PLYPD3 junto con una base de calidad triple-zeta es perfectamente adecuado para el cálculo de propiedades espectroscópicas del H2NC y, por tanto, nuestra propuesta es que lo sea también para el estudio de otras especies semejantes en el medio interestelar.

The quest for new chemical species in the interstellar medium is an active area of research in the field of Chemistry. Recently, it has been reported the first identification in the interstellar medium of H2NC, a high energy isomer of H2CN, already detected in space. Usually, identification of new molecules in space is carried out by means of spectroscopic techniques, However, most spectroscopic studies are accompanied by quantum-mechanical calculations to assist the identification process. Frequently, theoretical calculations are performed in the context of Density Functional Theory where several dozen approximate functionals are available but whose accuracy for this type of studies has not generally been assessed. In this Final Degree Project, we have carried out a computational study on the H2NC species focusing both on its spectroscopic properties and on some chemical reactions that may yield this isomer in the interstellar medium. We used several density functionals to elucidate which one is appropriate for this type of studies. We have found that the functional B2PLYPD3 together with a triple-zeta quality base is suitable for the calculation of spectroscopic properties of H2NC. Thus, we propose that this functional should be suitable for the study of similar species in the interstellar medium.