Estudio relativista de las propiedades ópticas y magnéticas de sistemas que contienen lantánidos
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Fecha
2012
Autores
Facultad/escuela
Idioma
es
Título de la revista
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Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
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Resumen
En las últimas décadas ha existido un especial interés en el estudio de sistemas que contienen iones lantánidos trivalentes "Ln3 ", esto es debido principalmente a que dichos metales poseen características ópticas y magnéticas de interés tecnológico que son utilizadas en diferentes campos de la ciencia. Por ejemplo son empleados en la fabricación de dispositivos opto electrónicos y como sensores químicos o sustancias de contraste para diagnóstico médico, entre otros.
El empleo de metodologías teórico-computacionales, especialmente aquellos que incorporan los efectos relativistas, constituye una herramienta muy importante en la actualidad ya que ofrece la posibilidad de estudiar a fondo la estructura electrónica de este tipo de sistemas y con ello contribuir en la construcción de conocimientos más exactos que permitan avanzar en el desarrollo de productos más eficientes y de mayor valor agregado.
El desarrollo de este trabajo se centró principalmente en determinar la importancia de los efectos relativistas escalares y de acoplamiento espín orbita así como en la búsqueda de la metodología más adecuada en el estudio de las propiedades electrónicas (Transferencias de Carga), magnéticas (EPR, Aromaticidad) y ópticas (Espectros de Absorción) de sistemas que contienen algunos iones lantánidos. Además se compararon dichas propiedades con sistemas análogos de actínidos y metales de transición ya que dichas propiedades se originan principalmente por los electrones que se encuentran en los orbitales frontera "d" 'f". Para ello se abordó el problema empleando las herramientas que ofrece la química computacional, teoría dependiente del tiempo y la cuántica relativista de dos y cuatro componentes, principalmente en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT).
Para ello fueron abordados cuatro familias de sistemas que por sus diferentes características son adecuados en la búsqueda de los objetivos de esta tesis, estos fueron:
>Importancia de los efectos espín-orbita sobre las propiedades ópticas y
magnéticas en sistemas octaédricos de halogenuros de cerio(lll) e
yterbio(l II).
>Estudio relativista de las propiedades electrónicas y magnéticas para los
sistemas de ceroceno, toroceno y sus respectivos aniones.
>Estudio de las propiedades de enlace, electrónicas, ópticas y magnéticas
para sistemas del tipo MCp3donde M = Sc, Y, La, Ac, Ce, Yb, Th y Cp =
[C5H5].
> Efecto antena en cromóforos organometálicos para sistemas de complejos
bimetálicos Cp2M-ReCp2donde M = Sc, Y, La, Ac, Lu, Ce, Yb, Th.
The study of properties of molecules containing trivalent lanthanide ions (Ln3 ) has attracting considerable interest in the last decades due their optical and magnetic characteristics for technological applications like opto-electronic devices such as chemical sensor, contrast agents for medical diagnosis, among others. The consideration of the relativistic effects over the rnagnetic and electronic properties evaluated for the molecules studied along this thesis leads to an improved description of these systems, which can help to contribute in the construction of knowledge more accurate that advance in the development of devices more efficient and higher value added. The aim of this work was to evaluate the effect of the scalar and spin-orbit coupling relativistic, and to search for the most adequate methodology to study electronic properties (charge transfer), magnetic (EPR, aromaticity) and optical (excitation energies) of systems containing sorne lanthanide ions. Besides, these properties were compared with analogous systems of actinide and transition rnetals, since electronic properties are due mainly in the frontier orbitals "d" or "f". This problem was addressed by using the tools provided by DFT and TD-DFT, and two- and four-cornponent relativistic quantum chemistry. These were the four types of systems chosen for this study: > Spin-Orbit Effects on the Optical and Magnetic Properties of Cerium(III) and Ytterbium(III) Hexahalides. ) A Relativistic Study of the Electronic and Magnetic Properties of Cerocene and Thorocene and Its Anions. Bonding, Electronic Delocalization, Energetic and Optical Properties of MCp3Complexes. > Antenna Effect by Organometallic Chromophores in Bimetallic Systems.
The study of properties of molecules containing trivalent lanthanide ions (Ln3 ) has attracting considerable interest in the last decades due their optical and magnetic characteristics for technological applications like opto-electronic devices such as chemical sensor, contrast agents for medical diagnosis, among others. The consideration of the relativistic effects over the rnagnetic and electronic properties evaluated for the molecules studied along this thesis leads to an improved description of these systems, which can help to contribute in the construction of knowledge more accurate that advance in the development of devices more efficient and higher value added. The aim of this work was to evaluate the effect of the scalar and spin-orbit coupling relativistic, and to search for the most adequate methodology to study electronic properties (charge transfer), magnetic (EPR, aromaticity) and optical (excitation energies) of systems containing sorne lanthanide ions. Besides, these properties were compared with analogous systems of actinide and transition rnetals, since electronic properties are due mainly in the frontier orbitals "d" or "f". This problem was addressed by using the tools provided by DFT and TD-DFT, and two- and four-cornponent relativistic quantum chemistry. These were the four types of systems chosen for this study: > Spin-Orbit Effects on the Optical and Magnetic Properties of Cerium(III) and Ytterbium(III) Hexahalides. ) A Relativistic Study of the Electronic and Magnetic Properties of Cerocene and Thorocene and Its Anions. Bonding, Electronic Delocalization, Energetic and Optical Properties of MCp3Complexes. > Antenna Effect by Organometallic Chromophores in Bimetallic Systems.
Notas
Doctorado en Fisicoquímica Molecular.
Palabras clave
Lantánidos, Propiedades Opticas, Lantánidos, Propiedades Magnéticas