Effects of Temperature on Enantiomerization Energy and Distribution of Isomers in the Chiral Cu<sub>13</sub> Cluster
Cesar Castillo-Quevedo,
Carlos Emiliano Buelna-Garcia,
Edgar Paredes-Sotelo,
Eduardo Robles-Chaparro,
Edgar Zamora-Gonzalez,
Martha Fabiola Martin-del-Campo-Solis,
Jesus Manuel Quiroz-Castillo,
Teresa del-Castillo-Castro,
Gerardo Martínez-Guajardo,
Aned de-Leon-Flores,
Manuel Cortez-Valadez,
Filiberto Ortiz-Chi,
Tulio Gaxiola,
Santos Jesus Castillo,
Alejandro Vásquez-Espinal,
Sudip Pan,
Jose Luis Cabellos
Affiliations
Cesar Castillo-Quevedo
Departamento de Fundamentos del Conocimiento, Centro Universitario del Norte, Universidad de Guadalajara, Carretera Federal No. 23, Km. 191, C.P., Colotlán 46200, Jalisco, Mexico
Carlos Emiliano Buelna-Garcia
Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Edificio 3G, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Edgar Paredes-Sotelo
Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Edificio 3G, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Eduardo Robles-Chaparro
Departamento de Ciencias Químico Biologicas, Edificio 5A, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Edgar Zamora-Gonzalez
Departamento de Bienestar y Desarrollo Sustentable, Centro Universitario del Norte, Universidad de Guadalajara, Carretera Federal No. 23, Km. 191, C.P., Colotlán 46200, Jalisco, Mexico
Martha Fabiola Martin-del-Campo-Solis
Departamento de Fundamentos del Conocimiento, Centro Universitario del Norte, Universidad de Guadalajara, Carretera Federal No. 23, Km. 191, C.P., Colotlán 46200, Jalisco, Mexico
Jesus Manuel Quiroz-Castillo
Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Edificio 3G, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Teresa del-Castillo-Castro
Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, Edificio 3G, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Gerardo Martínez-Guajardo
Unidad Académica de Ciencias Químicas, Área de Ciencias de la Salud, Universidad Autónomade Zacatecas, Km. 6 Carretera Zacatecas-Guadalajara s/n, Ejido La Escondida C.P., Zacatecas 98160, Zac, Mexico
Aned de-Leon-Flores
Departamento de Ciencias Químico Biologicas, Edificio 5A, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Manuel Cortez-Valadez
Departamento de Investigación en Física, Edificio 3M, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Filiberto Ortiz-Chi
CONACYT-Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Centro de Investigación de Ciencia y Tecnología Aplicada de Tabasco, Cunduacán 86690, Tabasco, Mexico
Tulio Gaxiola
Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas de la Universidad Autónoma de Sinaloa, Culiacán 80010, Sinaloa, Mexico
Santos Jesus Castillo
Departamento de Investigación en Física, Edificio 3M, Universidad de Sonora, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Alejandro Vásquez-Espinal
Computational and Theoretical Chemistry Group Departamento de Ciencias Químicas, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andres Bello, Republica 498, Santiago 8370035, Chile
In this study, we report the lowest energy structure of bare Cu13 nanoclusters as a pair of enantiomers at room temperature. Moreover, we compute the enantiomerization energy for the interconversion from minus to plus structures in the chiral putative global minimum for temperatures ranging from 20 to 1300 K. Additionally, employing nanothermodynamics, we compute the probabilities of occurrence for each particular isomer as a function of temperature. To achieve that, we explore the free energy surface of the Cu13 cluster, employing a genetic algorithm coupled with density functional theory. Moreover, we discuss the energetic ordering of isomers computed with various density functionals. Based on the computed thermal population, our results show that the chiral putative global minimum strongly dominates at room temperature.