ESTUDIO TEÓRICO DE LOS INUSUALES ENLACES DE HALÓGENOS FBr+∙∙∙+XF (X=Cl, Br y I)

DUARTE, D. J. R.; SOSA, G. L.; PERUCHENA, N. M.

LANUS, BUENOS AIRES

Congreso; XXVIII CONGRESO ARGENTINO DE QUIMICA; 2010

ASOCIACION QUIMICA ARGENTINA

Las interacciones no covalentes como los enlaces de halógenos, XBs, juegan un importante rol en muchas áreas de vanguardia de la química moderna. Desde hace un tiempo que se conoce que los halógenos presentan un comportamiento dual (nucleófilo/electrófilo) [1,2]. En un trabajo previo [3], a través del análisis topológico del Laplaciano de la densidad de carga electrónica, aportamos evidencia del carácter dual que presentan los átomos de halógenos, mostrando que en estos, existe una distribución asimétrica de la densidad electrónica, la cual demuestra que estos átomos pueden actuar como bases de Lewis (nucleófilo), aportando densidad electrónica distribuida sobre su región ecuatorial, y como ácidos de Lewis (electrófilo), aceptando densidad electrónica por su región axial deficiente en electrones. Por otra parte, recientemente Wang y col demostraron teóricamente que los complejos FBr∙∙∙BrF/FH∙∙∙BrF son capaces de existir en fase gaseosa, aún cuando la interacción se produce entre átomos cargados positivamente (Br∙∙∙Br y H∙∙∙Br) [4]. Desde un punto de vista intuitivo, parece poco probable que se produzcan interacciones estabilizantes entre átomos cargados positivamente. En este contexto cabe preguntarse ¿Cómo se distribuye la densidad electrónica sobre los halógenos en estas situaciones de enlace? y ¿Cuales son los fundamentos físicos que explican la estabilidad de estas inusuales interacciones? Con objeto de dar respuesta a estas inquietantes cuestiones se llevo a cabo un estudio teórico en el marco de la Teoría Cuántica de Átomos en Moléculas (QTAIM), de los complejos F–Br∙∙∙–A (A=H, F y X= F, Cl, Br, I). ∙∙∙Br y H∙∙∙Br) [4]. Desde un punto de vista intuitivo, parece poco probable que se produzcan interacciones estabilizantes entre átomos cargados positivamente. En este contexto cabe preguntarse ¿Cómo se distribuye la densidad electrónica sobre los halógenos en estas situaciones de enlace? y ¿Cuales son los fundamentos físicos que explican la estabilidad de estas inusuales interacciones? Con objeto de dar respuesta a estas inquietantes cuestiones se llevo a cabo un estudio teórico en el marco de la Teoría Cuántica de Átomos en Moléculas (QTAIM), de los complejos F–Br∙∙∙–A (A=H, F y X= F, Cl, Br, I). Las geometrías de todos los monómeros y complejos fueron optimizados sin ninguna restricción con el paquete de programas Gaussian 03 [5], utilizando el método MP2 y el conjunto de funciones bases aug-cc-pVTZ para todos los átomos, excepto para el yodo, para el cual se uso la base def2-TZVPP. Las energías de interacción (E) de los complejos fueron calculadas y corregidas por el método de Counterpoise propuesto por Boys y Bernardi [6]. El análisis topológico de la densidad de carga electrónica y de su función Laplaciana fueron realizados con el paquete de programas AIM2000 [7] sobre las funciones de onda obtenidas al nivel B3LYP/6-311G(d,p).