Evaluación cinética teórica de especies de interés atmosférico que contienen azufre o selenio

Abstract

El selenio es un micronutriente esencial que juega un papel crucial en la salud humana, animal y el desarrollo vegetal. Se encuentra presente en diversos cultivos, como el arroz. Su ingesta en cantidades inadecuadas o excesivas puede dar lugar a enfermedades significativas, incluyendo la selenosis y la enfermedad de Keshan. El Se ingresa a la atmósfera principalmente en forma de compuestos orgánicos volátiles generados por el fitoplancton en ecosistemas marinos. Se conoce que el seleniuro de dimetilo (CH3SeCH3) es la especie atmosférica más relevante de Se. A pesar de su importancia, existe una notable escasez de información sobre las especies que contienen Se y los procesos en los que están involucradas. Por ello, la caracterización de las mismas y la evaluación de las reacciones en las que participan se vuelve esencial. Teniendo en cuenta todo lo antes planteado, se decidió llevar a cabo un estudio teórico que incluya la caracterización completa del CH3SeCH3 y la evaluación cinética de su reacción de oxidación con radicales OH en la atmósfera. Como punto de partida, se realizó una caracterización estructural, espectroscópica y termoquímica de la especie CH3SeCH3. Empleando el funcional híbrido de la densidad M06-2X acoplado al conjunto de bases 6-311++G(3df,3pd), se determinaron los parámetros geométricos y frecuencias vibracionales armónicas, obteniéndose buena correspondencia con datos reportados de manera experimental. Luego, con el método de reacciones isodésmicas e isogíricas se procedió a determinar la entalpía de formación estándar de la especie CH3SeCH3. Se empleó el conjunto funcional/base antes mencionado y el cálculo de punto único CBS-QB3//M06-2X/6-311++g(3df,3pd). En ambos casos, se obtuvieron resultados en buen acuerdo con el dato experimental. Posteriormente se comenzó el estudio cinético de la reacción de oxidación CH3SeCH3 iniciada por radicales OH en la atmósfera. Para ello se exploraron varios canales por los cuales podría transcurrir la misma con la finalidad de caracterizar su superficie de energía potencial (SEP). A todas las especies involucradas en esta reacción que puedan presentar más de una estructura conformacional se les realizó un estudio torsional con vistas a determinar su conformación de menor energía. Las energías de los reactivos, complejos, estados de transición y productos se obtuvieron al nivel M06-2X/6-311++G(3df,3pd) y también con el cálculo de punto único mencionado previamente. Todos los estados de transición encontrados al momento han sido corroborados con cálculos de coordenada intrínseca de reacción (IRC). Una vez determinadas las vías de esta reacción, se calcularán las constantes de velocidad correspondientes. Este estudio contribuirá a una mejor comprensión del mecanismo de oxidación atmosférica del seleniuro de dimetilo.