Relative Populations and IR Spectra of Cu 38 Cluster at Finite Temperature Based on DFT and Statistical Thermodynamics Calculations.

Autor: Buelna-García CE; Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Universidad de Sonora, Hermosillo, Mexico.; Organización Científica y Tecnológica del Desierto, Hermosillo, Mexico., Castillo-Quevedo C; Departamento de Fundamentos del Conocimiento, Centro Universitario del Norte, Universidad de Guadalajara, Colotlán, Mexico., Quiroz-Castillo JM; Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Universidad de Sonora, Hermosillo, Mexico., Paredes-Sotelo E; Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Universidad de Sonora, Hermosillo, Mexico., Cortez-Valadez M; CONACYT-Departamento de Investigación en Física, Universidad de Sonora, Hermosillo, Mexico., Martin-Del-Campo-Solis MF; Departamento de Fundamentos del Conocimiento, Centro Universitario del Norte, Universidad de Guadalajara, Colotlán, Mexico., López-Luke T; Instituto de Investigación en Metalurgia y Materiales, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Ciudad Universitaria, Morelia, Mexico., Utrilla-Vázquez M; Universidad Politécnica de Tapachula, Tapachula, Mexico., Mendoza-Wilson AM; Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal, CIAD, A.C., Hermosillo, Mexico., Rodríguez-Kessler PL; Laboratorio de Química Inorgánica y Materiales Moleculares, Facultad de Ingeniería, Universidad Autonoma de Chile, Santiago, Chile., Vazquez-Espinal A; Comput. Theor. Chem. Group Departamento de Ciencias Químicas, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andres Bello, Santiago, Chile., Pan S; Fachbereich Chemie, Philipps-Universität Marburg, Marburg, Germany., de Leon-Flores A; Departamento de Ciencias Químico Biologicas, Universidad de Sonora, Hermosillo, Mexico., Mis-May JR; Universidad Politécnica de Tapachula, Tapachula, Mexico., Rodríguez-Domínguez AR; Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, Mexico., Martínez-Guajardo G; Unidad Académica de Ciencias Químicas, Área de Ciencias de la Salud, Universidad Autónoma de Zacatecas, Zacatecas, Mexico., Cabellos JL; Universidad Politécnica de Tapachula, Tapachula, Mexico.
Jazyk: angličtina
Zdroj: Frontiers in chemistry [Front Chem] 2022 Mar 01; Vol. 10, pp. 841964. Date of Electronic Publication: 2022 Mar 01 (Print Publication: 2022).
DOI: 10.3389/fchem.2022.841964
Abstrakt: The relative populations of Cu 38 isomers depend to a great extent on the temperature. Density functional theory and nanothermodynamics can be combined to compute the geometrical optimization of isomers and their spectroscopic properties in an approximate manner. In this article, we investigate entropy-driven isomer distributions of Cu 38 clusters and the effect of temperature on their IR spectra. An extensive, systematic global search is performed on the potential and free energy surfaces of Cu 38 using a two-stage strategy to identify the lowest-energy structure and its low-energy neighbors. The effects of temperature on the populations and IR spectra are considered via Boltzmann factors. The computed IR spectrum of each isomer is multiplied by its corresponding Boltzmann weight at finite temperature. Then, they are summed together to produce a final temperature-dependent, Boltzmann-weighted spectrum. Our results show that the disordered structure dominates at high temperatures and the overall Boltzmann-weighted spectrum is composed of a mixture of spectra from several individual isomers.
Competing Interests: The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.
(Copyright © 2022 Buelna-García, Castillo-Quevedo, Quiroz-Castillo, Paredes-Sotelo, Cortez-Valadez, Martin-del-Campo-Solis, López-Luke, Utrilla-Vázquez, Mendoza-Wilson, Rodríguez-Kessler, Vazquez-Espinal, Pan, de Leon-Flores, Mis-May, Rodríguez-Domínguez, Martínez-Guajardo and Cabellos.)
Databáze: MEDLINE
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