Estudio teórico en interacciones débiles entre AUPC y superficies de cluster de oro

Abstract

Se realizó un estudio de las propiedades electrónicas y geométricas de moléculas de ftalocianina libre H2Pc y ftalocianina de oro AuPc depositadas sobre una superficie metálica de oro representada mediante un cluster de 26 y 58 átomos respectivamente, usando la metodología de teoría de funcionales de la densidad. Mediante la inclusión de una corrección semi-empírica para dar cuenta de las fuerzas de dispersión, la metodología D3, se mostró que la interacción entre las moléculas y la superficie está regida por fuerzas atractivas de tipo van der Waals, que determinan la estabilización de los sistemas estudiados, así como sus propiedades geométricas que se evidencia en la disminución de la distancia molécula-superficie. Esto se fundamenta tanto en el análisis de las energías de interacción como en la visualización de las fuerzas de dispersión mediante la metodología NCI. Cálculos de Densidad de Estados muestran que los sistemas molécula-superficie exhiben una estructura electrónica de interfase metal-orgánica, lo que provee evidencia de que el modelo de cluster es viable en la aproximación supermolécula para el estudio de fenómenos de superficie. También se analizó la capacidad electrocatalítica del sistema AuPc y se observó que reproduce la tendencia de los sistemas experimentales con configuraciones electrónicas similares.

A study of the electronic and geometric properties of metal-free phthalocyanine H2Pc and gold phthalocyanine AuPc deposited over a gold metallic surface represented by a cluster of 26 and 58 atoms respectively, using the density functional theory methodology. Through the inclusion of a semi-empirical correction to take into account the dispersion forces, the D3 methodology, it has been shown that the interaction between molecules and surface is ruled by van der Waals attractive forces, which determine the stabilization of the studied systems and their geometric properties, demonstrated by the dropping of the molecule-surface distance. This is explained by the analysis of the interaction energies and by the visualization of dispersion forces by means of the NCI methodology. Calculations of Density of States show that molecule-surface systems display a metalorganic interface electronic structure, which provides evidence for the cluster model as a feasible one in the supermolecule approximation for the study of surface related phenomena. Also, the electrocatalytic behavior of the AuPc system was analyzed and it was observed that it reproduces the experimental tendencies of systems with similar electronic configurations.