Polarizabilidad e hiperpolarizabilidades estáticas de algunos compuestos heterocíclicos de cuatro miembros: Efecto de los sustituyentes y del plano molecular

Abstract

En este Trabajo Especial de Grado (TEG) se realizaron cálculos químico cuánticos de la polarizabilidad e hiperpolarizabilidades eléctricas estáticas de una serie de moléculas heterocíclicas de cuatro miembros, con diferentes grupos donantes y aceptores de electrones enlazados directamente al anillo. Inicialmente, se consideró la conformación plana del anillo y, posteriormente, se tomaron en cuenta diferentes conformaciones caracterizadas por tener distintos valores del ángulo respecto al plano molecular. Esto último, con la finalidad de establecer el efecto de las variaciones del ángulo del plano molecular en la polarizabilidad e hiperpolarizabilidades calculadas. Para calcular los valores promedio de <μ>, <α>, <β> y <γ> se emplearon métodos ab initio y semiempíricos. Los cálculos ab initio se realizaron a nivel Hartree-Fock empleando los conjuntos base 6-31G, 6-31G(d,p) y 6-31+G(p, d), para lo cual se uso el paquete computacional GAUSSIAN 03 y GAMESS 07. A nivel semiempírico, los cálculos se realizaron con los métodos PM3 y PM6 utilizando la versión reciente MOPAC 07. Nuestros resultados HF y semiempíricos, aunque en muchos casos son diferentes cuantivamente y cualitativamente, indican que dependen fuertemente del ángulo φ, especialmente las hiperpolarizabilidades (β) y (γ). Por otra parte, encontramos que las cantidades <μ>, <α>, <β> y <γ> son sensibles a la naturaleza química de los heterociclos caracterizada por los sustituyentes X y Y, observándose los mayores efectos para las hiperpolarizabilidades (β) y (γ).