Abstract

MANZANILLA, Brenda  and  ROBLES, Juvencio. Conceptual DFT Reactivity Descriptors Computational Study of Graphene and Derivatives Flakes: Doped Graphene, Graphane, Fluorographene, Graphene Oxide, Graphyne, and Graphdiyne. J. Mex. Chem. Soc [online]. 2020, vol.64, n.3, pp.238-252.  Epub June 04, 2021. ISSN 1870-249X.  https://doi.org/10.29356/jmcs.v64i3.1167.

Los alótropos de carbono como el grafeno, el grafano, el fluorografeno, el grafeno dopado con N, B o P, el óxido de grafeno, el grafino y el grafidiino se estudiaron mediante los índices de los descriptores de reactividad de la DFT conceptual. Ello, para comprender su comportamiento químico y cómo interactúan con diferentes tipos de moléculas, por ejemplo, fármacos (debido a su posible uso en aplicaciones como transportadores de fármacos). Este trabajo muestra los resultados de los cambios en los índices de los descriptores de reactividad global y local y las características geométricas de los diferentes derivados de grafeno y, predice cómo podrián interactuar con moléculas pequeñas. La dureza molecular, la energía de ionización, la afinidad electrónica, el índice de potencia electrodonadora y electroaceptora son los descriptores DFT de reactividad global calculados. Mientras que las funciones de fukui, la suavidad local y el potencial electrostático molecular son los descriptores de reactividad local. Los resultados sugieren que la hibridación de los carbonos en los derivados se mantiene cerca de sp3, mientras que para el grafeno es sp2, los cambios de simetría tienen como consecuencia cambios en su comportamiento químico. Descubrimos que el dopaje con B o P (uno o dos átomos dopados) y la funcionalización con grupos -OH o -COOH (como en el óxido de grafeno), disminuye la energía de ionización en los cálculos de solvente con agua, lo que permite una donación de electrones más fácil. Por otro lado, el dopaje con átomos de N y la funcionalización con átomos de F aumenta la afinidad electrónica. Estos tipos de cambios mejoran la quimisorción o fisisorción por interacciones no covalentes e interacciones covalentes con moléculas pequeñas, principalmente en los átomos de carbono más cercanos al átomo dopado/funcionalizado.

Keywords : Grafeno; derivados de grafeno; indices de la reactividad; calculos de estructura electronica; DFT conceptual.

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