Dinámica molecular en la fase de bajas temperaturas del tetracloruro de carbono

NIRVANA B. CABALLERO; MARIANO ZURIAGA; MARCELO CARIGNANO; PABLO SERRA

Villa de Merlo

Congreso; 100 Reunión Nacional de la Asociación de Física argentina; 2015

Los compuestos de moléculas rígidas tetraédricas de la forma CBr(n)Cl(4-n), n=0,1,2, presentan una serie de transiciones sólido-sólido antes de licuar, que son atribuidas a la activación térmica de grados de libertad rotacionales en la fase cristalina. Estos compuestos, en su fase monoclínica de baja temperatura poseen orden traslacional de largo alcance para las posiciones moleculares y las moléculas realizan saltos reorientacionales entre un número reducido de sitios. En los casos n=1 y n=2, mediante medidas de calor específico y espectroscopía dieléctrica, se ha mostrado la existencia de una transición vítrea a ~90 K, asociada al detenimiento de las reorientaciones moleculares. Dada la aparente simpleza de estos compuestos, su rica variedad de fases, y la posibilidadde ser estudiados mediante diversas técnicas (resonancia cuadrupolar nuclear, dieléctrico, simulaciones de dinámica molecular) es que éstos sirven como sistemas modelo para el estudio de la dinámica vítrea, aun desconocida. El caso n=0 resulta particularmente interesante pues, a diferencia de los otros dos compuestos, permite obtener resultados experimentales con mayor resolución, brindando la oportunidad de obtener información sobre toda la familia de compuestos.Realizamos simulaciones de dinámica molecular en la fase monoclínica de CCl_4 y propusimos un modelo matemático que nos permitió reproducir las funciones autocorrelación rotacionales obtenidas en las simulaciones.A través del estudio de los tiempos de correlación para los procesos de reorientación moleculares, pudimos explicar resultados de resonancia cuadrupolar nuclear, publicados anteriormente [1,2]. Encontramos diferentes dinámicas para los cuatro grupos de moléculas no equivalentes en el sistema: para dos de los grupos hay un eje preferencial de rotación(C3), para otro de los grupos hay dos ejes preferenciales y para el grupo restante no hay eje preferencial. Como consecuencia emergen distintos tiempos asociados a la dinámica del sistema con diferencias en varios órdenes de magnitud, revelando la existencia de una gran hetereogeneidad dinámica, que surge como consecuencia de los distintos entornos moleculares de cada átomo no equivalente en la molécula.[1] M. Zuriaga and L. Pardo and P. Lunkenheimer and J. Tamarit andN. Veglio and M. Barrio and F. J. Bermejo and A. Loidl. Phys. Rev. Lett., 75701 {f 103} (2009).[2] M. J. Zuriaga, S. C. Perez, L. C. Pardo and J. Ll Tamarit. J. Chem. Phys. {f 137} 054506 (2012).