CALCULO DE PRIMEROS PRINCIPIOS DE LA ESTRUCTURA DE LA GOETHITA

SILVIA A FUENTE; PATRICIA G. BELELLI; NORBERTO J CASTELLANI; MARCELO J. AVENA

Cordoba- Argentina

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquimica y Quimica Inorganica; 2011

Asociaci¨®n de Fisicoqu¨ªmica

La goethita (FeOOH) es un oxo-hidroxido de hierro ampliamente distribuido en la corteza terrestre, tanto en suelos y sedimentos, como en depositos minerales. Entre los posibles oxidos, hidroxidos y oxo-hidroxidos de hierro, la goethita es el compuesto de Fe(III) termodinamicamente mas estable en condiciones naturales. La superficie de sus particulas presenta una gran afinidad por una importante variedad de sustancias orgánicas e inorgánicas, lo cual hace que la misma juegue un papel preponderante en procesos ambientales, regulando en gran medida la concentración de contaminantes y nutrientes en aguas subterraneas, aguas superficiales, suelos y sedimentos. Este eficiente papel adsorbente, que comparte con otros oxidos e hidroxidos de hierro, la convierte tambien en un material de gran potencial en aplicaciones industriales. En este trabajo se realizo el modelado masico o bulk de la goethita utilizando la Teoría del Funcional de la densidad(DFT) y el paquete comercial VASP para sistemas periodicos. Debido a que la goethita es un material donde los electrones de los atomos de Fe estan fuertemente correlacionados, la aproximacion simple DFT no describe correctamente la repulsion de Coulomb donde se localizan los electrones 3d. Por este motivo se utiliza un metodo basado en una combinacion de DFT con el Hamiltoniano de Hubbard (DFT + U) [1]. Se realizaron calculos con los funcionales LDA y GGA variando el valor de U y se determinaron observables tales como parametros de celda, energias, modulos de bulk, band gap y magnetizacion. Cada parametro se grafica en funcion de U y se compara con datos experimentales reportados en la literatura para hallar asi el valor mas apropiado para este tipo de estructura. Se pudo concluir que el funcional GGA con un valor de U = 6 es el modelo que mejor describe la estructura electronica de la goethita.