On the use of energy decomposition analyses to unravel the origin of the relative stabilities of isomers

Abstract

Structural isomers are molecules that have the same number and type of atoms but arranged in different manner. The isomerization energy is the energy difference between two isomers, i.e. the energy cost corresponding to the transformation of one isomer into another. In this thesis, the PhD student has focused on isomers that can be built from the same fragments, but simply connecting them differently, with a new methodology called "turn-upside-down." Basically one starts with the same two fragments and they are connected in different way to build the two isomers. Later, the energies involved in the bonding between the fragments are studied by an energy decomposition analysis in order to find the reason for the difference in stability between the two isomers. The computational results obtained have allowed us to justify the energy of isomerization of organic or inorganic or organometallic compounds

Isòmers estructurals són molècules que presenten el mateix nombre i tipus d’àtoms, però ordenats de diferent manera. L’energia d’isomerització és la diferència d’energia entre dos isòmers, o sigui, el cost energètic corresponent a la transformació d’un isòmer a l’altre. En aquesta tesi, el doctorand s’ha centrat en isòmers que es poden construir a partir dels mateixos fragments, però simplement unint-los de diferent manera, amb una nova metodologia anomenada “turn-upside-down”. Bàsicament es parteix dels mateixos dos fragments que unim de diferent manera per construir els dos isòmers. Posteriorment, les energies involucrades en la unió entre els fragments s’estudien amb una anàlisi de descomposició de l’energia per tal de saber la raó de la diferència d’estabilitat entre els dos isòmers. Els resultats computacionals obtinguts han permès justificar l’energia d’isomerització de compostos tant orgànics com inorgànics o organometàl·lics