El cambio drástico en la temperatura de transición de fase (Tc) de un material ferroeléctrico (unido por puentes de hidrógeno) que se produce al reemplazar los átomos de hidrógeno por deuterio, es tal vez el efecto isotópico de hidrógeno más grande que se ha encontrado en la naturaleza. En algunos casos las diferencias entre las Tc de compuestos de hidrógeno y deuterio pueden llegar a 100K. A pesar de todos los avances teóricos y experimentales que se han producido desde que Slater realizó el primer estudio de este fenómeno en 1941, el origen del efecto isotópico en la transición de fase sigue sin entenderse completamente. Ya que la naturaleza química de los átomos de hidrógeno y deuterio es prácticamente la misma, se ha pensado que el origen del efecto de isótopo está relacionado con la diferencia entre sus masas. Un modelo de tunelamiento de hidrógeno fue el primero que permitió explicar teóricamente el fenómeno en términos de las diferencias de amplitudes de tunelamiento del protio y deuterio; sin embargo, este modelo fue descartado ya que algunos resultados experimentales sobre materiales ferroeléctricos mostraron que no se presentaba este tunelamiento. Posteriormente, se propuso el modelo de efecto de isótopo geométrico (EIG) el cual atribuye este fenómeno a las diferencias en las distancias de enlace O-H , O-D en el puente de hidrógeno. A pesar que muchos resultados teóricos obtenidos con este modelo han logrado reproducir las tendencias de los cambios de las distancias generados por las sustituciones isotópicas, aún no se entiende cómo este cambio en la geometrías solamente puede conllevar a cambios tan bruscos en las Tc. Resultados experimentales más recientes han mostrado que a pesar de los pequeños cambios de las geometría se presenta un cambio muy grande en las poblaciones electrónicas de los sistemas que contienen protio y deuterio; es por esto que un modelo teórico usado para explicar los cambios en las Tc debe dar cuenta del efecto de la masa tanto en la geometría como en la estructura electrónica. Sin embargo esto no se ha logrado hasta el momento. El objetivo de esta propuesta es entonces crear dos metodologías teóricas que incluyan el acoplamiento de los movimientos electrónicos y nucleares de los átomos de hidrógeno no incluido dentro de los formalismos que sigue la aproximación de Born-Oppenheimer (ABO). En la primera metodología combinaremos nuestro método de núcleos y electrones cuánticos (NEEMO/HF) con el pseudopotencial (PS) de Stuttgart que ha sido utilizado exitosamente para estudiar sistemas similares a los de interés en este proyecto. Se realizarán algunas modificaciones a la teoría para considerar la interacción cuántica entre entre el núcleo de hidrógeno y el PS. La segunda metodología consiste en combinar nuestro con el método electrónico, de tal manera que los núcleos cuánticos (calculados con NEEMO/HF) respondan a la estructura electrónica calculada con DFT/B3LYP. Esta combinación de teorías requerirá modificar el término de atracción núcleo-H-electrón (dentro DFT) La implementación computacional de estas dos metodologías se realizará totalmente en Linux empleando herramientas de uso libre. Se considerarán inicialmente los sistemas [H(SO4)2]3+ y [D(SO4)2]3+ donde se espera encontrar los cambios de los isótopos de hidrógeno que inducen cambios considerables en las distancias O-H, O-D y en las cargas electrónicas sobre el hidrógeno. De no suceder esto, aumentaremos gradualmente el número de dímeros y de K+ de acuerdo a la estructuras cristalinas reportadas en la literatura hasta llegar un máximo de 6 dímeros. Los resultados de este trabajo darán pie a la publicación de al menos dos artículos en revistas de circulación internacional y dos más en revistas de circulación nacional. El desarrollo de este proyecto permitirá la formación de al menos tres estudiantes de maestría y dos más de pregrado en Bogotá.