Estudio teórico de la geometría óptima y las principales interacciones en la adsorción de c-C3H6 sobre Pt(111)

ESTEFANÍA GERMÁN; IGNACIO LÓPEZ CORRAL; MARÍA ALICIA VOLPE; GRACIELA BRIZUELA; ALFREDO JUAN

Salta

Congreso; 92º Reunión Nacional de Física; 2007

Asociación Física Argentina

En este trabajo se analizaron teóricamente la geometría y principales interacciones presentes en la adsorción del hidrocarburo cíclico c-C3H6 sobre Pt(111), para lo cual se hizo uso de los métodos cualitativos semiempíricos ASED-MO y "Tight Binding". Se estudiaron en primer lugar el sitio y la geometría de adsorción mediante la aplicación de un cluster de 64 átomos de platino distribuidos en 3 capas (27, 19, 18). El sistema se analizó además con un "slab" bidimensional para una monocapa de ciclopropano de modo de obtener valores representativos de población de solapamiento (OP) para los enlaces involucrados en la adsorción, atendiendo especialmente la contribución orbital. Los resultados obtenidos arrojan como sitio de adsorción más favorable el monocoordinado (1C), adoptando el adsorbato una posición del ciclo paralela a la superficie o bien vertical no invertida (es decir, con interacción de dos carbonos del anillo), a una distancia mínima de la superficie de 3.9 Å y 3.5 Å, respectivamente. Si bien el ciclo no sufre mayores alteraciones durante la adsorción, los ángulos de enlace C-H se ven modificados en 2.4º para la orientación paralela y 1.6° para la posición vertical, alejándose y acercándose al Pt(111) respectivamente. Se observó asimismo que al aplicar una rotación perpendicular a la superficie se obtiene un mínimo de energía a los 25º de giro cuando el adsorbato se orienta horizontalmente, y a los 55º en el caso de la posición vertical no invertida. En cuanto a la formación de enlaces, en la adsorción horizontal intervienen principalmente los átomos de H cercanos al Pt(111), mientras que en la orientación vertical predomina la interacción de los átomos de C más próximos, en este último caso con una participación muy importante de los orbitales 2pz de los átomos de C y en ambos de los orbitales 5pz y 5dz2 de los átomos de Pt involucrados. El análisis del fenómeno de adsorción se completó con la comprobación del debilitamiento de los enlaces C-C y C-H del ciclo y de los enlaces Pt-Pt que forman el sitio de adsorción señalado. Las energías de adsorción obtenidas son representativas de una interacción adsorbato-superficie muy débil y presentan un buen acuerdo con cálculos preliminares mediante el formalismo del Funcional Densidad.