The role of explicit solvent molecules in the calculation of NMR chemical shifts of glycine in water

We present the results of a computational study of the NMR properties of glycine in water solution at the level of density functional theory employing the B3LYP functional and the 6-31G(d,p) and pcSseg-2 basis sets, describing the solvent either via the PCM continuous solvation model or PCM with additional explicit water molecules hydrogen-bonded to the solute.We observe that the solvent causes considerable changes in the predicted magnetic shieldings and that the results depend significantly on the number of solvent molecules included in the quantum mechanical treatment.Fil: Caputo, Maria Cristina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Provasi, Patricio Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Sauer, Stephan P. A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica; Argentin

Noniterative Doubles Corrections to the Random Phase and Higher Random Phase Approximations:Singlet and Triplet Excitation Energies

The second-order noniterative doubles-corrected random phase approximation (RPA) method has been extended to triplet excitation energies and the doubles-corrected higher RPA method as well as a shifted version for calculating singlet and triplet excitation energies are presented here for the first time. A benchmark set consisting of 20 molecules with a total of 117 singlet and 71 triplet excited states has been used to test the performance of the new methods by comparison with previous results obtained with the second-order polarization propagator approximation (SOPPA) and the third order approximate coupled cluster singles, doubles and triples model CC3. In general, the second-order doubles corrections to RPA and HRPA significantly reduce both the mean deviation as well as the standard deviation of the errors compared to the CC3 results. The accuracy of the new methods approaches the accuracy of the SOPPA method while using only 10–60% of the calculation time.</p

Flujo viscoso: diseño y construcción de un dispositivo para determinar el coeficiente de viscosidad dinámica del agua

La viscosidad dinámica es una propiedad de los fluidos que caracteriza la resistencia a fluir, es decir el equivalente al rozamiento entre sólidos y se debe principalmente a las fuerzas de adhesión y cohesión existente entre las moléculas que los componen y con las del contenedor. El conocimiento del valor de esta propiedad para cada fluido es de importancia en diversos procesos industriales, físicos y, por supuesto, biológicos. Considerando además la escasez de experimentos para determinar la viscosidad de líquidos con coeficientes bajos, en este trabajo se diseñó y construyó un dispositivo para el estudio y determinación de la viscosidad del agua con la finalidad de que sea utilizado en propuestas de trabajo experimental para alumnos del nivel secundario

Coeficiente de dilatación: diseño y construcción de un dilatómetro

En prácticamente cualquier curso de termodinámica aparece el tema de dilatación, en particular la dilatación lineal. Pero también resulta de mucha importancia en la naturaleza ya que ésta se toma muy seriamente el tema al crear seres capaces de mantener constante su temperatura. Con la ayuda de materiales de descarte logramos realizar un dilatómetro que presenta una precisión muy alta y nos permite estimar el coeficiente de dilatación de, por ejemplo, el acero con una precisión inferior al 6%

Mini bobina de Tesla para el proceso de enseñanza - aprendizaje y/o la demostración en el aula

Con este trabajo se busca favorecer al proceso enseñanza-aprendizaje del electromagnetismo o bien la demostración de algunos fenómenos físicos tales como el principio de conservación de la energía entre otros. El primero de los objetivos se puede alcanzar por medio del seguimiento detallado del diseño, construcción y funcionamiento de la bobina de Tesla. La investigación, el desarrollo y la construcción son piezas claves para el proceso aprendizaje de los estudiantes, permitiendoles la capacidad de lograr que la teoría pueda ser aplicada de una u otra forma en un sentido práctico, ya sea orientado a la tecnología o bien a la ciencia básica que tienen como finalidad el conocimiento, el cual también puede incluir la educación. El segundo de los objetivos, por ser puramente demostrativo, parece más sencillo de lograr pero requiere un agudo sentido del oportunismo acompañado de las explicaciones y ejemplificaciones apropiadas. Lo que implica un conocimiento cabal de los fenómenos físicos que ocurren en esta mini-bobina de Tesla por parte del docente.

Medir el coeficiente de tensión superficial en casa

En este trabajo se propone el diseño de un dispositivo sencillo, factible de ser construido en el hogar y que sirve para medir el coeficiente de tensión superficial. Este dispositivo se basa en el método de Du Noüy-Padday, con una varilla en lugar de una argolla. Se realizó el experimento con el dispositivo construido y se introdujeron algunas correcciones, las que deben medirse previamente. El resultado que se obtuvo para la tensión superficial del agua dista aproximadamente 14% del valor experimental conocido, pero la sencillez del equipo y la realización del experimento en sí resultan un buen incentivo para una clase sobre el tema en los últimos años del nivel medio o los primeros del nivel universitario, en particular, al cuestionar al estudiante sobre el resultado obtenido y cómo mejorar la aproximación al valor conocido

Sonido: sonómetro analógico y composición de movimientos armónicos para la demostración en el aula

Las figuras de Lissajous permiten de forma gráfica analizar e interpretar la interacción sobre una partícula de dos movimientos armónicos simples perpendiculares entre sí, proceso que, de otra forma sería más complejo de comprender. En este trabajo se presenta una propuesta didáctica con la intención de favorecer el proceso Enseñanza-Aprendizaje basada en el diseño de un dispositivo sencillo y de bajo costo para la demostración del fenómeno de superposición de movimientos armónicos simples en el aula de física. El mismo consiste básicamente en una membrana de látex o poliuretano, con un pequeño espejo en el centro montada sobre un bastidor. La membrana vibra debido al sonido que emerge de un parlante cercano que se controla con una App generadora de ondas. Un módulo Led-Láser produce un haz que se refleja en el espejo adherido a la membrana y proyecta ésta sobre una pantalla convenientemente situada a una distancia determinada. En la pantalla se observan las diferentes figuras de Lissajous que varían con la frecuencias y formas de onda generadas por la App. Midiendo la amplitud de las figuras formadas en la pantalla en función del volumen del parlante es posible determinar el valor de la intensidad de una onda sonora mono o poli-cromática.

Ley de Faraday y Ley de Biot y Savart: campo magnético de una espira circular en un punto fuera del eje

Este trabajo resulta a partir de la indagación bibliográfica relacionada con la medida y el mapeo del campo magnético fuera del eje de una bobina circular tanto en su componente radial como axial, la cual resultase muy escasa. Se presenta aquí la solución analítica completa, junto con el diseño y la fabricación de un dispositivo para realizar la medición en una región del espacio, de la f.e.m. inducida por un campo magnético generado por una espira circular. El campo magnético se produjo con corriente alterna y la región del espacio considerada comprende un plano donde uno de sus lados contiene al eje de la espira y se extiende más allá de la circunferencia de la misma. A diferencia de la mayoría de los dispositivos que se encuentran en el mercado y también de los ejemplos que se ven en la bibliografía; el equipo diseñado permite sen- sar el campo magnético producido por una espira circular en sus inmediaciones tanto en la dirección radial (r) como en la axial (z). Se han comparado las mediciones experimentales de la f.e.m. inducida con los calculados en ambas direcciones, logrando reproducir satisfactoriamente la forma de los campos magnéticos calculados.

Goniómetro adaptado para la observación de los fenómenos y medición de los parámetros que intervienen en las leyes de refracción y reflexión de bajo costo

Con este trabajo se busca favorecer el proceso enseñanza aprendizaje de algunas leyes de la óptica, en particular la refracción, reflexión y la descomposición de la luz en su espectro fundamental. El objetivo fue el diseño de una unidad didáctica autocontenida que, con material de fácil consecución y bajo costo, permita a los estudiantes la asociación de los fenómenos mencionados y que se observan en la vida cotidiana, con lo aprendido sobre conceptos fundamentales de la óptica. Esto permitirá que el estudiante construya su conocimiento a través de la observación directa del mundo real a partir de las actividades diseñadas por el docente.

Analysis of Isotope Effects in NMR One-bond Indirect Nuclear Spin-spin Coupling Constants in Terms of Localized Molecular Orbitals

We recently showed, by analyzing contributions from localized molecular orbitals, that the anomalous deuterium isotope effect in the one-bond indirect nuclear spin–spin coupling constant of methane, also called the unexpected differential sensitivity, can be explained by the transfer of s-orbital character from the stretched bond to the other unchanged bonds [ChemPhysChem, 2008, 9, 1259]. We now extend this analysis of isotope effects to the molecules BH4−, NH4+, SiH4, H2O and NH3 in order to test our conclusions on a wider rage of XH4 compounds and to investigate whether the lone-pair orbitals are really responsible for the absence of a similar effect in water and ammonia as proposed earlier [J. Chem. Phys., 2000, 113, 3121].Fil: Provasi, Patricio Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Modelado e Innovación Tecnologica; ArgentinaFil: Sauer, Stephan P. A.. Universidad de Copenhague. Departamento de Química; Dinamarc