Molecular and electronic structure of sandwich polyoxometalates type a-Keggin
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Fecha
2016
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en
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Editor
Universidad Andrés Bello
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Resumen
In the present thesis we carried out extensive relativistic scalar DFT calculations on
six [XM12O40]q- polyoximetalates (POMs), α-Keggin heteropolyanions (where X
=Sn, Sb, Te, and M = Mo, W) and the recently self-assembled synthesized
[(TeW9O33)2Pd3]10- cluster.
The calculations included the structural characterization, electronic properties, the
vibrational and optical properties of these POMs to increase our understanding of
these exotic structures that can lead to the development of nanoscale materials.
We have focused our attention into the six [XM12O40]q- species and the electronic
structure of the [(TeW9O33)2Pd3]10-. This latter cluster, synthesized at Cronin lab
facilities has two {TeW9} units stabilized by a [Pd3]6+ triangular fragment.
The molecular structures described here have been characterized as the energy
minima through calculations of normal mode vibrational frequencies, which were
performed at the optimized geometries via second derivatives of the total energy
with respect to the internal coordinates as implemented in the ADF code
(Amsterdam Density Functional). The vibrational frequencies were calculated for
the complete set of functionals, finding values in rationale agreement with already
reported in literature data. We focused in the main intense signals in order to allow
the comparison with experimentally characterizations.
Additionally the electronic excitations were calculated denoting that the chargetransfer
band is located in the near infrared (NIR) region of the electro-magnetic
spectrum, therefore may have potential technological applications.
En la presente tesis se llevó a cabo extensos cálculos DFT escalares relativistas en seis polioximetalatos [XM12O40]q- (POMs), heteropolianiones α-Keggin (donde X =Sn, Sb, Te y M = Mo, W) y el reciente auto-ensamblado cluster sintetizado [(TeW9O33)2Pd3]10-. Los cálculos incluyen la caracterización estructural, propiedades electrónicas, las propiedades vibracionales y ópticas de estos POMs para aumentar nuestra comprensión de estas estructuras exóticas que pueden conducir al desarrollo de materiales nanométricos. Hemos centrado nuestra atención en las seis especies de [XM12O40]q- y la estructura electrónica de [(TeW9O33)2Pd3]10-. Este último cluster, sintetizado en las instalaciones del laboratorio de Cronin, tiene dos unidades de {TeW9} estabilizadas por un fragmento triangular de [Pd3]6+. Las estructuras moleculares aquí descritas, han sido caracterizadas como los mínimos de la energía a través de cálculos de modos normales de frecuencias vibracionales, que se realizaron en las geometrías optimizadas a través de segundas derivadas de la energía total con respecto a las coordenadas internas como puesto en ejecución en el código ADF (Amsterdam densidad funcional). Las frecuencias vibracionales se calcularon para el conjunto completo de funcionales, encontrando valores de acuerdo a los datos reportados en la literatura. Nos hemos centrado en las principales señales de intensidad con el fin de permitir la comparación con caracterizaciones experimentales. Además, se calcularon las excitaciones electrónicas que denotan que la banda de transferencia de carga se encuentra en la región cercana a la infrarroja (NIR) del espectro electro-magnético, por lo tanto pueden tener potenciales aplicaciones tecnológicas.
En la presente tesis se llevó a cabo extensos cálculos DFT escalares relativistas en seis polioximetalatos [XM12O40]q- (POMs), heteropolianiones α-Keggin (donde X =Sn, Sb, Te y M = Mo, W) y el reciente auto-ensamblado cluster sintetizado [(TeW9O33)2Pd3]10-. Los cálculos incluyen la caracterización estructural, propiedades electrónicas, las propiedades vibracionales y ópticas de estos POMs para aumentar nuestra comprensión de estas estructuras exóticas que pueden conducir al desarrollo de materiales nanométricos. Hemos centrado nuestra atención en las seis especies de [XM12O40]q- y la estructura electrónica de [(TeW9O33)2Pd3]10-. Este último cluster, sintetizado en las instalaciones del laboratorio de Cronin, tiene dos unidades de {TeW9} estabilizadas por un fragmento triangular de [Pd3]6+. Las estructuras moleculares aquí descritas, han sido caracterizadas como los mínimos de la energía a través de cálculos de modos normales de frecuencias vibracionales, que se realizaron en las geometrías optimizadas a través de segundas derivadas de la energía total con respecto a las coordenadas internas como puesto en ejecución en el código ADF (Amsterdam densidad funcional). Las frecuencias vibracionales se calcularon para el conjunto completo de funcionales, encontrando valores de acuerdo a los datos reportados en la literatura. Nos hemos centrado en las principales señales de intensidad con el fin de permitir la comparación con caracterizaciones experimentales. Además, se calcularon las excitaciones electrónicas que denotan que la banda de transferencia de carga se encuentra en la región cercana a la infrarroja (NIR) del espectro electro-magnético, por lo tanto pueden tener potenciales aplicaciones tecnológicas.
Notas
Tesis (Licenciado en Química)
Palabras clave
Polioxometalatos