. In this paper, two models of humic acids, the Temple-NortheasternBirmingham (TNB) and Kolla models, were studied. Also, the complexation reaction of the structures formed by the interaction of the TNB and Kolla models with Al 3+ , Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , K + and NH 4 + cations, common in agricultural soils, was studied. These calculations were made for the complexes, at PM6 and DFT / LANL2DZ level of theory, both in vacuum and in aqueous medium. We found a strong affinity between Kolla and TNB models, and Al 3+ , Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , K + and NH 4 + cations, influenced by the solvent that affected the interaction sites; the solvent increased the rate of reactivity and affinity for the cations in nucleophilic regions and decreased it in electrophilic regions of the structures. Calculations of molecular electronic potential, MEP and atomic charges, the local smoothness, Fukui functions and the HSAB principle adequately described the HA/cations interactions which were affected by the number of hydrogen bonds. The most reactive sites were the hydroxyl, phenolic, carbonyls oxygens and nitrogens at both vacuum and aqueous medium, especially carbonyl oxygens. These results are consistent with the properties of HA that make them attractive as components of agricultural soils.Keywords: TNB; Kolla HA models; reactivity descriptors; DFT; HSAB; PCM; metal cations.
INTRODUCCIÓNLas ácidos húmicos (HA) aumentan la fertilidad, la retención de minerales, la acidez del agua adsorbida y el transporte de contaminantes a través del suelo, también afectan la química de la atmósfera a través del ciclo del carbono. 1-3 La gran mayoría de los estudios realizados con sustancias húmicas y fúlvicas se han enfocado en suelos 4 debido a la propiedad que tienen estas sustancias para recuperar suelos erosionados e infértiles; otro aspecto positivo son sus propiedades ambientales, bioquímicas, y terapéuticas. Aunque existen discrepancias entre las estructuras propuestas para los HA, estas poseen semejanzas en cuanto al número y tipo de grupos funcionales presentes. 5 Los estudios reportados sobre sustancias húmicas son relativamente escasos, debido a su gran diversidad y ambigüedad estructural. Asimismo, las interpretaciones de las propiedades químicas teóricas de dichas sustancias han sido muy sesgadas en cuanto a predicción de su utilidad e interacción con los principales cationes metálicos de interés vital. Entre los estudios más sobresalientes encontramos: En el año 2007 a Troul y colaboradores, los cuales estudiaron las interacciones de acidos fulvicos con benceno y Al (III). 6 En el mismo año, De Castro y colaboradores reportaron un estudio teórico de la complejación de Zn (II) y Cd (II) con ácidos fulvicos. 7 En el 2008, André y colaboradores estudiaron la regioselectividad de Al (III) frente a sustancias con grupos catecol. 8 En el año 2009, Burk y colaboradores estudiaron las interacciones de cesio con sustancias orgánicas de naturaleza aniónica provenientes del suelo. 9 En el año 2014, Aquino y colaboradores reportaron las regione...