Efectos de tamaño nuclear y de correlación electrónica en constantes de apantallamiento magnético y de espı́n-rotación relativistas

AUCAR, IGNACIO AGUSTÍN; AUCAR, GUSTAVO ADOLFO

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; 103 Reunión de la Asociación de Física Argentina; 2018

Se analizan los efectos de la distribución de carga nuclear (EDCN) en dos propiedades de respuesta: el apantallamiento magnético de RMN (σ) y la constante de acoplamiento espı́n nuclear - rotación molecular (M).Para ello, se emplea un modelo de distribución de la densidad carga nuclear de tipo puntual y otro de tipo radial descripto por una función Gaussiana, y se estudia el efecto de cambiar de uno a otro en tres moléculas lineales: HBr, HI y HAt. Según los resultados hallados, ambas propiedades son sensibles a los EDCN. Estos efectos son casi completamente relativistas, i.e., prácticamente se anulan en el lı́mite no relativista, para ambas propiedades. Se calcularon los EDCN en σ y M , y se analizaron las diferencias entre ambos, basados en la relación relativista que existe entre estas dos propiedades. Utilizando dicha relación, hallamos que los mecanismos electrónicos internos son los más importantes para los EDCN en el apantallamiento magnético de los núcleos tanto en moléculas como en átomos aislados. Los EDCN son menores en M que en σ. Sin embargo, de acuerdo con el formalismo de propagadores de polarización relativista al nivel de aproximación RPA, son muy importantes para las constantes de espı́n-rotación de núcleos en compuestos que contienen elementos pesados. Es el caso del astato en HAt, donde se halla la mayor influencia de los EDCN: M At = −9.95 kHz utilizando un modelo nuclear tipo puntual, mientras que M At = −50.10 kHz cuando se utiliza un modelo Gaussiano. Los efectos de correlación deben incluirse, y esto se logra utilizando diferentes esquemas en el formalismo de DFT. La funcional PBE0 ofrece los resultados que más se aproximan a los experimentales, para Br y I, mientras que la funcional LDA resulta la más adecuada para los núcleos de hidrógeno. El valor de la constante de espı́n-rotación del At se reduce entre 350 y 500 kHz,con respecto al valor obtenido utilizando RPA, según la funcional de DFT aplicada. Dado que los EDCN en M y σ poseen un origen fuertemente relativista, estos efectos dependen también de la correlación electrónica. Poseen también una dependencia no nula con los efectos debidos a las interacciones de Gaunt electrón-electrón.