Operador de densidad y operadores producto en resonancia magnética nuclear

Breve introducción al formalismo del operador de densidad y su aplicación a la resonancia magnética nuclear. Incluye el método de los operadores producto para analizar la evolución de sistemas de espines

Second quantization formalism (March 2017)

A brief account of the second quantization formalism applied to many-electron systems is presented

Foundations of Quantum Chemistry (presentation, 2019)

This is the presentation used for the subject "Mathematical methods of quantum mechanics" of the European Master in Theoretical Chemistry and Computational Modelling (TCCM). Some knowledge of basic quantum mechanics, vector spaces and matrix algebra is recommended to follow the presentation, although the theory is exposed from scratch. A full text in spanish related to most of the content can be downloaded from http://hdl.handle.net/2445/496

Topological Localized Molecular Orbitals of Huckel and Mobius Annulenes

A localization method in the framework of Ruckel MO theory which relies only on molecular topology, and which can be regarded to as the topological version of well established localization criteria, has been applied to the series of (n)annulenes. The calculations have been effected for both Ruckel and Mobius topologies, and several aspects of the resulting localized orbitals (homogeneity, equivalence, continuous degeneracy and localizability of degenerate levels) have been considered. It is thus seen that the parallelism between Ruckel and Mobius systems also holds for their localized molecular orbitals

La Naturalesa de l'enllaç químic. Contribucions de Linus Pauling

Aquest treball comença amb un breu repàs de l'evolució històrica del concepte d'enllaç químic, seguit d'una introducció als dos models que, en el marc de la mecànica quàntica, es fan servir actualment per explicar aquell concepte (orbitals moleculars i enllaç-valència). Després d'aquesta introducció, es presenten les principals aportacions fetes per Linus Pauling en relació amb l'enllac, la major part de les quals s'enquadren en el context enllaç-valència. El treball de Heitler i London, considerat com l'inici del model enllaç-valència, posa de manifest que, quan els electrons que formen l'enllaç tenen els seus spins antiparal•lels, se situen preferentment entre els nuclis i poden llavors atreure'ls amb intensitat sufficient per vèncer la repulsió internuclear. En paraules de Pauling, la força química és una força d'origen electrostàtic, que pot ser atractiva o repulsiva depenent de l'orientació relativa dels spins electronics. El treball de Pauling relacionat amb la comprensió de l'enllaç és molt ampli. Una de les claus per entendre el seu èxit es deu a la concurrència de dos factors: la seva condició de químic, d'una Banda, i, de l'altra, el seu coneixement de la mecànica quàntica quan tot just s'estava desenvolupant en un restringit cercle de físics teòrics. Aquesta formació li permeté entroncar els conceptes quàntics amb el model de Lewis, ben conegut per la resta de químics. Destaquem l'especial rellevància de les publications dels anys trenta, les quals inclouen les contribucions més importants en relació amb la naturalesa de l'enllaç. Una d'aquestes és el concepte d'hibridació, el qual, malgrat el seu actual desprestigi per part de molts químics quàntics, ha tingut una importància històrica cabdal, en permetre racionalitzar l'estructura de la major part de les molècules i, en particular, dels complexos dels metalls de transició. Una altra contribució rellevant es el concepte de ressonància, desenvolupat per explicar l'estructura de les molècules que, com el benzè, no es poden representar amb una sola estructura de Lewis. Una aplicació menys coneguda d'aquest concepte fou el model introduït per Pawling per explicar les especials propietats dels metalls. El treball conclou amb una breu incursió en les actuals perspectives del mètode enllaç-valència. En els últims anys, aquest mètode ha recuperat interès gràcies als seus avantatges de cara a la interpretació dels resultats de sofisticats càlculs mecanoquàntics utilitzant les idees intuïtives que, de manera quasi constant, fan servir els químics en els seus raonaments. Aquest és, de fet, el punt clau que Pauling ha defensat al llarg de la seva carrera científica i que, malgrat el seu indiscutible interès, queda, de vegades, relegat a un segon terme a causa d'una excessiva preocupació per la precisió dels càlculs

Prácticas de introducción a la química cuántica (2015)

Guión de cinco prácticas de introducción a la química cuántica concebidas para ser desarrolladas en un aula de ordenadores equipados con el sistema operativo GNU-Linux y las aplicaciones GAMESS, wxMacMolPlt y Gabedit. La duración total estimada de las prácticas es de 12,5 horas

Introducció a la programació en Fortran 77 (Presentació)

Amb la col·laboració d’Albert Solé i de Sergi MadurgaPresentació utilitzada en un curs d'introducció a la programació en el llenguatge Fortran 77 impartit a la Facultat de Química de la Universitat de Barcelona

On the Relationship. Between Localized Molecular Orbitals and Kekule Structures

Localized molecular orbitals for n-systems of conjugated polycyclic hydrocarbons have been calculated using both intrinsic and external localization criteria relying only on molecular topology. For benzenoid aromatic compounds the intrinsic localized molecular orbital arrangement can always be associated to the Kekule structure of maximal Kekule index value. However hydrocarbons containing four-membered rings show some exceptions to this correspondence, though the localized orbital array always corresponds to the most important Kekule structure as predicted by the extended Fries rule. External localization sums show a good linear correlation with the Kekule index, though different slopes are found for benzenoid and cyclobutadiene-containing systems. The results obtained for the canonical valence bond structures of naphthalene suggest that the external localization sum could be a good alternative to the Kekule index

Topological Localized Molecular Orbitals of Huckel and Mobius Annulenes

A localization method in the framework of Ruckel MO theory which relies only on molecular topology, and which can be regarded to as the topological version of well established localization criteria, has been applied to the series of (n)annulenes. The calculations have been effected for both Ruckel and Mobius topologies, and several aspects of the resulting localized orbitals (homogeneity, equivalence, continuous degeneracy and localizability of degenerate levels) have been considered. It is thus seen that the parallelism between Ruckel and Mobius systems also holds for their localized molecular orbitals

Controlling the spin of metal atoms adsorbed on oxide surfaces: Ni on regular and defective sites of the MgO(001) surface

We have analyzed the relative energy of nonmagnetic and magnetic low-lying electronic states of Ni atoms adsorbed on regular and defective sites of the MgO(001) surface. To this end cluster and periodic surface models are used within density functional theory. For Ni atoms adsorbed on oxygen vacancies at low coverage, the interaction energy between the metal and the support is much larger than on regular sites. Strong bonding results in a diamagnetic adsorbed species and the energy required to reach the high-spin state increases. Moreover, a correlation appears between the low-spin to high-spin energy difference and the interaction energy hypothesizing that it is possible to prepare the surface to tune the high-spin to low-spin energy difference. Magnetic properties of adsorbed thin films obtained upon increasing coverage are more difficult to interpret. This is because the metallic bond is readily formed and dominates over the effect of the atoms directly bound to the vacancy