Estudio teórico de la magnetizabilidad anapolar en algunos compuestos orgánicos quirales

GABRIEL PAGOLA; MARTA B. FERRARO; NATALIA ZARYCZ; PATRICIO F. PROVASI; STEFANO PELLONI; PAOLO LAZZERETTI

Merlo

Congreso; 100º Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2015

Asociación Física Argentina

De acuerdo a la expansión multipolar de un campo electromagnético, además de los multipolos eléctricos y magnéticos ordinarios, pueden definirse ciertos momentos multipolares toroidales que se denominan momentos anapolares. [1-2] Recientemente se vio [3-4] que en una molécula quiral la traza del momento anapolar inducido por un campo magnético estático no-uniforme B con rotor uniforme C , tensor de segundo rango “a” definido como menos la derivada de segundo orden de la energía de interacción respecto a C y a B, presenta valores de magnitudes idénticas pero de signo contrario para los diferentes enantiómeros. Esta traza es un pseudoescalar y en principio puede medirse experimentalmente.En este trabajo se eligió el siguiente conjunto de compuestos orgánicos quirales: α-Alanina, Prolina, 1,3-Dimetilaleno, Metiloxirano y N-aziridina. Con estas moléculas se realizó un estudio con las bases de funciones gaussianas, aug-cc-pVXZ siendo X = D, T, Q y 5 y la base Big-Modena, al nivel RPA (random phase approximation) a los fines de seleccionar una base pequeña y confiable para el cálculo del momento anapolar. Además se compararon dichos cálculos con los obtenidos a partir de la teoría de la funcional densidad (DFT) para las funcionales KT3, B3LYP y CAMB3LYP utilizando la base Big-Modena debido a que resultó adecuada para el cálculo de esta propiedad.En todos los casos se observó que la base Big-Modena produce valores próximos a los correspondientes a la base aug-ccpV5Z de referencia y los cálculos DFT muestran valores absolutos mayores a los correspondientes RPA. La funcional KT3 produce los valores absolutos más grandes excepto para la Prolina que tiene su máximo para B3LYP y la N- aziridina con el máximo para CAMB3LYP.References:[1] S. Pelloni, F. Faglioni, A. Soncini, A. Ligabue y P. Lazzeretti, Magnetic response of dithiin molecules: is there anti-aromaticity in nature?, Chem. Phys. Lett. 375, 583-590 (2003).[2] F. Faglioni, A. Ligabue, S. Pelloni, A. Soncini y P. Lazzeretti, Molecular response to a time-independent non-uniform magnetic-field, Chem. Phys, 304, 289-299.[3] P. F. Provasi, G. I. Pagola, M. B. Ferraro, S. Pelloni and P. Lazzeretti Magnetizabilities of Diatomic and Linear Triatomic Molecules in a Time-Independent Nonuniform Magnetic Field, J. Phys. Chem. A, 118, 6333-6342 (2014).[4] G. I. Pagola, M. B. Ferraro, P. F. Provasi, S. Pelloni, and P. Lazzeretti Theoretical estimates of the anapole magnetizabilities of C4H4X2 cyclic molecules for X=O, S, Se, and Te, J. Chem. Phys. 141, 094305 (2014).