Simulación mediante métodos híbridos clásico-cuánticos de la relajación vibracional de moléculas en disolución

Abstract

En esta tesis desarrollamos métodos híbridos clásico-cuánticos para el estudio de la relajación vibracional de moléculas en disolución. En estos tratamientos se realiza una descripción cuántica de la vibración del soluto, mientras que el resto de grado de libertad se describen clásicamente. Estos métodos superan las limitaciones inherentes a los tratamientos clásicos y permiten el análisis del flujo de energía entre el soluto y el disolvente. Hemos aplicado estas metodologías al estudio de la relajación vibracional de la molécula de yodo en xenón líquido y del ión cianuro en agua, analizando el papel del disolvente en las transiciones vibracionales del soluto. Nuestros resultados para estos sistemas, de naturaleza tan diferente, concuerdan bien con las medidas experimentales, lo que en ausencia de resultados teóricos exactos supone una valiosa prueba de la capacidad de estos métodos para el estudio de los procesos de relajación vibracional en líquidos.

In this thesis we have developed hybrid quantum-classical methods to study vibrational relaxation of molecules in solution. In these treatments a quantum description of solute vibration is done, while the other degrees of freedom are classically described. These methods overcome the inherent limitations of classical treatments and let us the analysis of energy flux between solute and solvent. We have applied these methodologies to study vibrational relaxation of iodine molecule in liquid xenon and cyanide ion in water, analyzing the role of the solvent in the vibrational transitions of the solute. Our results for these systems, of so different kind, agree well with experimental measures, what in absence of exact theoric results is a valious proof of the ability of these methods to study the vibrational relaxation processes in liquids.