Estudio computacional de la interacción N⋯C en sistemas moleculares (R)nN-CO2 (n=1,2,3)

Abstract

COMPUTATIONAL STUDY OF THE INTERACTION N⋯C ON MOLECULAR SYSTEMS (R) n N-CO 2 (n=1,2,3). The structures and molecular interactions of (R) n N-CO 2 complexes of amines and CO2 in the gas phase were computationally studied by using ab-initio methods and quantum theory of atoms in molecules (QTAIM). The analysis of the electrostatic potential showed that the interaction N … C present in this type of aggregates is favored by the potential difference between the N and C atoms. On the other hand, it was observed the interaction energy is being more exergonic in molecular aggregates having highly substituted amino groups and cyclic structure; in addition, the geometric deformation of CO2 and other additional molecular interactions facilitate the process of complexation of this gas. The QTAIM analysis showed that the interaction N … C has an electrostatic character and its strength increases with the substitution of the amino group.Keywords: molecular interactions; QTAIM; exergonic; amino group; CO 2 . INTRODUCCIÓNLos problemas ambientales que han generado las emisiones de gases contaminantes a la atmosfera reciben gran atención en la actualidad debido al impacto que tienen sobre la salud humana y sobre la calidad de vida en el planeta tierra.1-3 El calentamiento global 4 es el principal problema generado por la contaminación atmosférica, el aumento descontrolado de la temperatura ligado a este fenómeno es originado por la absorción y re-emisión de radiación infrarroja por parte de los gases de efecto invernadero: vapor de agua (H 2 O), dióxido de carbono (CO 2 ) y el ozono (O 3 ). Adicionalmente, desde comienzos del siglo XIX con la revolución industrial la composición de la atmósfera se ha modificado, incrementándose la cantidad de gases de efecto invernadero. 5Uno de los gases de efecto invernadero que tiene mayor impacto sobre el aumento de la temperatura media global es el dióxido de carbono (CO 2 ), debido a que recientemente se han reportado modelos estadísticos aproximadamente lineales que relacionan las emisiones de CO 2 con el incremento anual de la temperatura en el planeta tierra basándose en su forma de emisión al compartimiento atmosférico. 6 Las fuentes de emisión de CO 2 se relacionan inequívocamente con actividades antropogénicas como la quema de combustibles fósiles, la deforestación y la actividad industrial, siendo esta última responsable del mayor porcentaje del CO 2 que es liberado al ambiente. En cuanto a la búsqueda de alternativas para reducir este fenómeno, se han establecido tratados ambientales como el protocolo de Kioto, 7 que involucran principalmente a los países industrializados y tienen como propósito disminuir y controlar las emisiones de CO 2 hasta un 5.2%, sin embargo, el cumplimiento de este tratado implica costos adicionales por parte del sector industrial, debido a que es necesario la implementación de tecnologías de captura y almacenamiento de CO 2 . 8,9 Ya que, los mecanismos de captura y almacenamiento de dióxido de carbono juegan un papel fundamental en el control de las emision...