Determinación teórica del corrimiento isomérico del 57Fe para compuestos basados en Fe: Métodos ab-intio y espectroscopía Mössbauer

C. GASTÓN BRUSASCO; A. M MUDARRA NAVARRO; L. A. ERRICO; E.L. PELTZER Y BLANCA; A. V. GIL REBAZA

Congreso; XXII congreso argentino de fisicoquímica y química inorgánica; 2021

Las técnicas nucleares han sido ampliamente empleadas para el estudio y caracterización de moléculas y materiales. Uno de losisótopos del Fe, el 57Fe,es una de las sondas más adecuadas en el caso de sistemas que contienenFe, ya que en este caso es una técnica no invasiva (la sonda es un átomonativo del material) y que permite obtener información muy precisa a escala subnanoscópica encada sitio de Fe del sistema en estudio. A partir de la determinación detres parámetros hiperfinos, el corrimiento isomérico (IS), eldesdoblamiento cuadrupolar (QS) y el campo hiperfino (Bhf), es posible obtenerinformación del estado químico de la sonda 57Fe,la densidad electrónica y la polarización de espín como la configuraciónmagnética en el entorno de la sonda (1). Desde el punto de vistateórico-computacional, la Teoría de la Funcional Densidad (DFT) es unapotente herramienta ampliamente usada para el estudio y caracterización demateriales. La combinación predicción DFT – resultados Mössbauer permite“extraer” toda la información que el experimento contiene a partir de lacomparación entre las predicciones obtenidas en diferentes escenariosestructurales y/o electrónicos, con los valores obtenidos para el IS, QSy Bhf, respectivamente. Para realizar esta tarea, es necesario realizaruna calibración entre las magnitudes que se obtienen de los cálculos (densidadelectrónica en el sitio nuclear ρ(0), tensor gradiente de campoeléctrico, EFG y momento magnético en el sitio Fe) y los parámetros que resultan del ajuste de los espectrosMössbauer (IS, QS, Bhf). En el presente trabajo mostramos los detalles,muchas veces omitidos en la literatura, para una correcta calibraciónentreρ(0) y el IS experimental para unaserie de diferentes compuestos de Fe, y así obtener la constante decalibración. Esto permitirá modelar y caracterizar nuevos compuestos,como también ayudará en la interpretación de medidas experimentales. Se discutirá la importancia del modelo empleado en la determinación teóricadelρ(0), para lo cual se usarán diferentes aproximaciones en elcontexto de la DFT, por un lado considerando al núcleo como una masa puntualcon carga Z (Full Potential Linearized Augmented Plane Wave, FP-LAPW) ypor otro lado el modelo nuclear de tamaño finito (Full Potential LocalOrbitals, FPLO). Alternativamente se comparará con modelos semiempíricospara el núcleo de Fe.