Determinación de la energía de activación para la reacción de H+H2 mediante el cálculo de superficie de energía potencial
F. Galindo Hernández y F. Méndez Ruiz.*
Departamento de Química, División de Ciencia Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa, Apartado Postal 55-534, México D.F. 0934, México. *e-mail: fm@xanum.uam.mx
Recibido el 17 de mayo de 2002.
Aceptado el 14 de octubre de 2002.
Resumen
Se estudia la trayectoria de reacción del sistema H + H2; éste consta de pares de átomos de hidrógeno interactuantes. Las energías de cada par de átomos (H2) del sistema triatómico (H3) las calculamos a partir de las ecuaciones de Heitler, London y Sato. Generamos un método de cálculo que nos permitió obtener una malla de valores de energía potencial en función de las distancias interatómicas, y con la ayuda de un programa de computación obtuvimos la superficie de energía potencial, la cual nos permitió conocer la trayectoria de reacción en términos energéticos desde reactivos hasta productos. Encontramos que el valor de la energía de activación es cercano al valor obtenido experimentalmente y a los obtenidos por cálculos cuánticos ab-initio.
Palabras clave: Átomos de hidrógeno; energía potencial; sistema diatómico; sistema triatómico; trayectoria de reacción.
Abstract
The study of the reaction path of the H + H2 system was considered, the system consist of pairs of interacting hydrogen atoms. The energies of each pair of atoms (H2) and the triatomic system (H3) were calculated by means of the Heitler, London and Sato equations. We developed a calculation method that allowed us to obtain a mesh of potential energy values based on the interatomic distances, and with the aid of computer software we obtained a potential energy surface. This procedure provided the reaction path in energetic terms from the reagents to products. We found that the value of the activation energy is close to the experimental value and to those values obtained by quantum ab-initio calculations.
Keywords: Hydrogen atoms; potential energy; diatomic system; triatomic system; reaction path.
PACS: 01.40.-d; 01.40.Fk
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Agradecimientos
Los autores agradecen el apoyo del CONACyT al proyecto 400200-5-29299E y al Dr. Hugo Jiménez por sus valiosas observaciones y sugerencias para este trabajo.
Referencias bibliográficas
1. R.D. Levine and R.B. Bernstein, Molecular Reaction Dynamics (Oxford University, Press, Oxford, 1974) p.98. [ Links ]
2. K.J. Laidler, Chemical Kinetics (Harper and Row, 3a ed., New York 1987) p.46. [ Links ]
]]>3. D.L. Bunker, Methods Comput. Phys 10 (1971) 287. [ Links ]
4. H. Patridge, CW Jr. Bauschlicher and E. Lavine, J. Chem. Phys. 99 (1993) 5951. [ Links ]
5. B.G. Johnson, C.A. Gonzales, P.M.W. Gill and J.A. Pople, Chem Phys Lett 221 (1994) 100. [ Links ]
6. A.I. Boothroyd, W.J. Keogh, P.G. Martin and M.R. Peterson, J. Chem. Phys. 104 (1996) 7139. [ Links ]
7. J. Warnatz, In: Gardiner, W.C.Jr. (ed) Combustion Chemistry (Springer, Berlin Heidelber, New York., 1984). [ Links ]
]]>8. D.J. Hucknall, In: Chemistry of hydrocarbons (Chapman and Hall, London, 1985). [ Links ]
9. C. Gonzales, J.J.M. MacDouall, H.B. Schlegel, J. Chem. Phys. 94 (1990) 7467. [ Links ]
10. G.C. Shatz, A.F. Wagner and T.H.Jr. Dunning, J.Phys. Chem. 88 (1984) 221. [ Links ]
11. S. Mahapatra, J. Phys. Chem. 105 (2001) 2321. [ Links ]
12. J. Liao and E. Pollak, J. Phys. Chem. 104 (2000) 1799. [ Links ]
]]>13. S. Glasstone, K.J. Laidler and H. Eyring, The Theory of Rate Processes (Ed., McGraw-Hill, New York, 1941). [ Links ]
14. P. J. Robinson, J. Chem. Educ., 55 (1978) 509. [ Links ]
15. W. Heitler and F. London, Z. Phys. 44 (1927) 455. [ Links ]
16. T.I. Sachse and U. Kleinekathufer, Eur. Phys. J. D. 18 (2002) 61. [ Links ]
17. F. London, Problema der modernen Physik (Sommerfeld Festschrift, 1928) p. 104. [ Links ]
]]>18. H. Eyring and M. Polanyi, Z. Phys. Chem. 1312 (1931) 279. [ Links ]
19. S. Sato, Bull. J. Chem. Soc. Jpn. 28 (1955) 450. [ Links ]
20. S.J. Moss and C.J. Coady, J. Chem. Educ. 60 (1983) 455. [ Links ]
21. MathSoft, Microsoft Corporation (1999). [ Links ]
22. I. Gabor Csonka and G. Benny Johnson, Theoretical Chemistry Accounts 99 (1998) 158. [ Links ]
]]>23. D.G. Truhlar and C.J. Horowitz, J. Chem. Phys. 68 (1978) 2466. [ Links ]
24. P. Siegbahn and B. Liu, J. Chem. Phys. 68 (1978) 2457. [ Links ]
]]>