Caracterización espectroscópica de especies de interés atmosférico: metil vinil cetona-agua

Abstract

Este Trabajo Fin de Grado tiene como finalidad la caracterización espectroscópica de moléculas de interés atmosférico, debido a la curiosidad científica que suscitan en la actualidad. La metil vinil cetona es uno de los productos de oxidación más importantes del isopreno y, por tanto, uno de los principales precursores de los aerosoles orgánicos secundarios. El estudio de sus interacciones con moléculas atmosféricas como el agua es crucial para explicar la formación de los aerosoles y mejorar el poder predictivo de los modelos de química atmosférica. Se ha realizado el estudio por primera vez del complejo metil vinil cetona···agua mediante espectroscopía de microondas de alta resolución en jet supersónico en combinación con métodos computacionales. En este estudio, se muestra que la metil vinil cetona interacciona con el agua formando cuatro complejos estabilizados por interacciones intermoleculares OH ···O y C-H···O y que el agua se une preferentemente a la conformación antiperiplanar de la metil vinil cetona. Estos resultados enriquecen nuestro conocimiento sobre las interacciones de la metil vinil cetona en la atmósfera y abre nuevas perspectivas para el estudio de otras especies de interés atmosférico mediante espectroscopía de microondas.

The present study aims to spectroscopically characterise molecules of atmospherical interest. Methyl vinyl ketone (MVK) is one of the major oxidation products of isoprene, and as such, an important precursor of secondary organic aerosol. Understanding its interactions with atmospheric molecules like water is relevant to gain insights into the aerosol formation and improve the predictive power of atmospheric chemistry models. The complex between MVK and water has been generated in a supersonic jet and characterised using high resolution microwave spectroscopy in combination with quantum chemistry calculations. In this study, we show that MVK interacts with water forming four complexes 1:1 connected by O-H···O and C-H···O interactions. Water has been found to preferentially bind to the antiperiplanar (ap) conformation of MVK. Our results enrich our knowledge on the interactions of MVK in the atmosphere and serve as stepping stone for further studies of molecules of atmospherical interest using microwave spectroscopy.