Hidrocarburos de Alta Presión Revisitados: De Compuestos de van der Waals a Diamante
Autores: Conway, Lewis J.; Hermann, Andreas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Hidrocarburos de Alta Presión Revisitados: De Compuestos de van der Waals a Diamante
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Metano
Hidrocarburos
Regiones del manto
Comportamiento a alta presión
Formación de diamantes
Estructura cristalina
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El metano y otros hidrocarburos son componentes principales de las regiones del manto de los planetas helados. Varios estudios computacionales recientes han investigado el comportamiento a alta presión de hidrocarburos específicos. Para desarrollar una imagen global de la estabilidad de los hidrocarburos, identificar reacciones de descomposición relevantes y explorar la eventual formación de diamante, se necesita un estudio completo de todos los hidrocarburos. Utilizando cálculos de teoría de funcionales de densidad, aquí examinamos todas las estructuras cristalinas de C-H conocidas, complementadas con búsquedas de estructuras cristalinas específicas para construir diagramas de fases de hidrocarburos en el estado fundamental y a temperaturas elevadas. Encontramos que un diagrama de fases presión-temperatura actualizado para el metano está dominado a presiones intermedias por compuestos de inclusión de van der Waals CH:H. Discutimos el diagrama de fases P-T para CH y CH (es decir, poliestireno y polietileno) para ilustrar que las condiciones de formación de diamante dependen fuertemente de la composición. Finalmente, las búsquedas de estructuras cristalinas descubren un nuevo compuesto de van der Waals CH, el hidrocarburo más rico en hidrógeno, estable entre 170 y 220 GPa.
Descripción
El metano y otros hidrocarburos son componentes principales de las regiones del manto de los planetas helados. Varios estudios computacionales recientes han investigado el comportamiento a alta presión de hidrocarburos específicos. Para desarrollar una imagen global de la estabilidad de los hidrocarburos, identificar reacciones de descomposición relevantes y explorar la eventual formación de diamante, se necesita un estudio completo de todos los hidrocarburos. Utilizando cálculos de teoría de funcionales de densidad, aquí examinamos todas las estructuras cristalinas de C-H conocidas, complementadas con búsquedas de estructuras cristalinas específicas para construir diagramas de fases de hidrocarburos en el estado fundamental y a temperaturas elevadas. Encontramos que un diagrama de fases presión-temperatura actualizado para el metano está dominado a presiones intermedias por compuestos de inclusión de van der Waals CH:H. Discutimos el diagrama de fases P-T para CH y CH (es decir, poliestireno y polietileno) para ilustrar que las condiciones de formación de diamante dependen fuertemente de la composición. Finalmente, las búsquedas de estructuras cristalinas descubren un nuevo compuesto de van der Waals CH, el hidrocarburo más rico en hidrógeno, estable entre 170 y 220 GPa.