Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB |
Texto Completo: | http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4731 |
Resumo: | The dissertation investigates hydrogen bonds, important for several chemical and biological functions, such as the structure of DNA. Different analysis methodologies, such as Quantum Theory of Atoms in Molecules – QTAIM and Local Vibrational Mode – LVM, are common to study these connections. This work focuses on the approach of the overlap properties, as an alternative analysis of chemical bonds, which includes the overlap polarizability (αOP), intra-overlap repulsions (JOP 𝑖𝑛𝑡𝑟𝑎) and overlap electron density (ρOP) as bond descriptors chemicals. Thirteen systems were analyzed, including a water dimer and heterodimers with water as a proton donor, divided into four groups: (R,R’)−O⋯H2O; (R,R’)C=O⋯H2O; (R,R’,R’’)−N⋯H2O; (R’’’)C≡N⋯H2O, where R, R’ and R’’ = H, CH3, and R’’’ = H, CH3. CH2CH3. Thus, the gradual replacement of hydrogens by methyl groups, with an electron-donating effect, was considered. Using the density functional theory at the ωB97X-D/Def2-TZVP level and the ChemBOS software, developed by Computational Chemistry Research Group at the Federal University of Paraíba (GPQTC – UFPB), the calculations were compared with the QTAIM. Analysis of the properties revealed behavioral trends and highlighted the potential of the emerging chemical bond analysis method. It was observed that the density of overlap of the proton-donor O-H bond increases with each substitution in the heterodimers, reflecting the Push-pull effect on the Brönsted acid of each system. This leads to shortening of the passive O-H bond as the donated hydrogen becomes more positive. This work explores the computational analysis of hydrogen bonds, using the overlap model and comparing the results with QTAIM. The findings show trends and the push-pull effect in each heterodimer system analyzed. This contributes to the understanding of chemical bonds and the validation of a promising approach for future studies. |
id |
UEPB_df73d04c31f07837a71e2f818f3fb70b |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:tede.bc.uepb.edu.br:tede/4731 |
network_acronym_str |
UEPB |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB |
repository_id_str |
|
spelling |
Moura Júnior, Renaldo Tenório dehttp://lattes.cnpq.br/0649191185068299http://lattes.cnpq.br/2747224410426474Santos, Rodolfo André dos2023-08-22T15:50:23Z2999-12-312023-07-28SANTOS, Rodolfo André dos. Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água. 2023. 46 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2023.http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4731The dissertation investigates hydrogen bonds, important for several chemical and biological functions, such as the structure of DNA. Different analysis methodologies, such as Quantum Theory of Atoms in Molecules – QTAIM and Local Vibrational Mode – LVM, are common to study these connections. This work focuses on the approach of the overlap properties, as an alternative analysis of chemical bonds, which includes the overlap polarizability (αOP), intra-overlap repulsions (JOP 𝑖𝑛𝑡𝑟𝑎) and overlap electron density (ρOP) as bond descriptors chemicals. Thirteen systems were analyzed, including a water dimer and heterodimers with water as a proton donor, divided into four groups: (R,R’)−O⋯H2O; (R,R’)C=O⋯H2O; (R,R’,R’’)−N⋯H2O; (R’’’)C≡N⋯H2O, where R, R’ and R’’ = H, CH3, and R’’’ = H, CH3. CH2CH3. Thus, the gradual replacement of hydrogens by methyl groups, with an electron-donating effect, was considered. Using the density functional theory at the ωB97X-D/Def2-TZVP level and the ChemBOS software, developed by Computational Chemistry Research Group at the Federal University of Paraíba (GPQTC – UFPB), the calculations were compared with the QTAIM. Analysis of the properties revealed behavioral trends and highlighted the potential of the emerging chemical bond analysis method. It was observed that the density of overlap of the proton-donor O-H bond increases with each substitution in the heterodimers, reflecting the Push-pull effect on the Brönsted acid of each system. This leads to shortening of the passive O-H bond as the donated hydrogen becomes more positive. This work explores the computational analysis of hydrogen bonds, using the overlap model and comparing the results with QTAIM. The findings show trends and the push-pull effect in each heterodimer system analyzed. This contributes to the understanding of chemical bonds and the validation of a promising approach for future studies.A dissertação investiga as ligações de hidrogênio, importantes para diversas funções químicas e biológicas, como a estrutura do DNA. Diferentes metodologias de análise, como Teoria Quântica de Átomos em Moléculas – QTAIM e Modos Vibracionais Locais – LVM, são comuns para estudar essas ligações. Este trabalho se concentra na abordagem das propriedades de recobrimento, uma alternativa de análise de ligações químicas, que inclui a polarizabilidade de recobrimento (αOP), repulsões intra recobrimento (JOP 𝑖𝑛𝑡𝑟𝑎) e densidade eletrônica de recobrimento (ρOP) como descritores de ligações químicas. Foram analisados 13 sistemas, incluindo um dímero de água e heterodímeros com água como doadora de prótons, divididos em quatro grupos: (R,R’)−O⋯H2O; (R,R’)C=O⋯H2O; (R,R’,R’’)−N⋯H2O; (R’’’)C≡N⋯H2O, em que R, R’ e R’’ = H, CH3, e R’’’ = H, CH3. CH2CH3. Desta forma, a substituição gradual de hidrogênios por grupos metila, com efeito doador de elétrons, foi considerada. Utilizando a teoria do funcional da densidade no nível ωB97X-D/Def2-TZVP e o software ChemBOS, desenvolvido pelo Grupo de Pesquisa em Química Computacional da Universidade Federal da Paraíba (GPQTC – UFPB), os cálculos foram comparados com a QTAIM. A análise das propriedades revelou tendências de comportamento e ressaltou o potencial do método de análise de ligações químicas emergente. Observou-se que a densidade de recobrimento da ligação O-H doadora de prótons aumenta com cada substituição nos heterodímeros, refletindo efeito Push pull no ácido de Brönsted de cada sistema. Isso leva ao encurtamento da ligação O H passiva à medida que o hidrogênio doado se torna mais positivo. Este trabalho explora a análise computacional das ligações de hidrogênio, usando o modelo de recobrimento e comparando os resultados com QTAIM. As descobertas mostram tendências e o efeito Push-pull em cada sistema heterodímero analisado. Isso contribui para a compreensão das ligações químicas e a validação de uma abordagem promissora para estudos futuros.Submitted by Rodolfo André dos Santos (rodolfo.andre.santos@aluno.uepb.edu.br) on 2023-08-22T00:03:31Z No. of bitstreams: 2 DS - Rodolfo André dos Santos.pdf: 1497429 bytes, checksum: d481216e18d094a55abd0aad174fabfd (MD5) Termo de depósito BDTD.pdf: 264063 bytes, checksum: 3fc4347057b99ac2ee6f9e77a5cc92ae (MD5)Approved for entry into archive by Rosalvo Andrade (rosalvo_andrade@servidor.uepb.edu.br) on 2023-08-22T14:50:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DS - Rodolfo André dos Santos.pdf: 1497429 bytes, checksum: d481216e18d094a55abd0aad174fabfd (MD5) Termo de depósito BDTD.pdf: 264063 bytes, checksum: 3fc4347057b99ac2ee6f9e77a5cc92ae (MD5)Made available in DSpace on 2023-08-22T15:50:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DS - Rodolfo André dos Santos.pdf: 1497429 bytes, checksum: d481216e18d094a55abd0aad174fabfd (MD5) Termo de depósito BDTD.pdf: 264063 bytes, checksum: 3fc4347057b99ac2ee6f9e77a5cc92ae (MD5) Previous issue date: 2023-07-28application/pdfporUniversidade Estadual da ParaíbaPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUEPBBrasilPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPLigação de hidrogênioLigações químicasPropriedades de recobrimentoTeoria Quântica de Átomos em Moléculas - QTAIMFISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICAEstudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com águainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-79317878423444719666006006005248714503811102781693583216945602752info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPBinstname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPBORIGINALDS - Rodolfo André dos Santos.pdfDS - Rodolfo André dos Santos.pdfapplication/pdf1497429http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/bitstream/tede/4731/2/DS+-+Rodolfo+Andr%C3%A9+dos+Santos.pdfd481216e18d094a55abd0aad174fabfdMD52Termo de depósito BDTD.pdfTermo de depósito BDTD.pdfapplication/pdf264063http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/bitstream/tede/4731/3/Termo+de+depo%CC%81sito+BDTD.pdf3fc4347057b99ac2ee6f9e77a5cc92aeMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81960http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/bitstream/tede/4731/1/license.txt6052ae61e77222b2086e666b7ae213ceMD51tede/47312023-08-22 12:50:54.607oai:tede.bc.uepb.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/PUBhttp://tede.bc.uepb.edu.br/oai/requestbc@uepb.edu.br||opendoar:2023-08-22T15:50:54Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB - Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água |
title |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água |
spellingShingle |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água Santos, Rodolfo André dos Ligação de hidrogênio Ligações químicas Propriedades de recobrimento Teoria Quântica de Átomos em Moléculas - QTAIM FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA |
title_short |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água |
title_full |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água |
title_fullStr |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água |
title_full_unstemmed |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água |
title_sort |
Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água |
author |
Santos, Rodolfo André dos |
author_facet |
Santos, Rodolfo André dos |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Moura Júnior, Renaldo Tenório de |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0649191185068299 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2747224410426474 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Santos, Rodolfo André dos |
contributor_str_mv |
Moura Júnior, Renaldo Tenório de |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Ligação de hidrogênio Ligações químicas Propriedades de recobrimento Teoria Quântica de Átomos em Moléculas - QTAIM |
topic |
Ligação de hidrogênio Ligações químicas Propriedades de recobrimento Teoria Quântica de Átomos em Moléculas - QTAIM FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA |
description |
The dissertation investigates hydrogen bonds, important for several chemical and biological functions, such as the structure of DNA. Different analysis methodologies, such as Quantum Theory of Atoms in Molecules – QTAIM and Local Vibrational Mode – LVM, are common to study these connections. This work focuses on the approach of the overlap properties, as an alternative analysis of chemical bonds, which includes the overlap polarizability (αOP), intra-overlap repulsions (JOP 𝑖𝑛𝑡𝑟𝑎) and overlap electron density (ρOP) as bond descriptors chemicals. Thirteen systems were analyzed, including a water dimer and heterodimers with water as a proton donor, divided into four groups: (R,R’)−O⋯H2O; (R,R’)C=O⋯H2O; (R,R’,R’’)−N⋯H2O; (R’’’)C≡N⋯H2O, where R, R’ and R’’ = H, CH3, and R’’’ = H, CH3. CH2CH3. Thus, the gradual replacement of hydrogens by methyl groups, with an electron-donating effect, was considered. Using the density functional theory at the ωB97X-D/Def2-TZVP level and the ChemBOS software, developed by Computational Chemistry Research Group at the Federal University of Paraíba (GPQTC – UFPB), the calculations were compared with the QTAIM. Analysis of the properties revealed behavioral trends and highlighted the potential of the emerging chemical bond analysis method. It was observed that the density of overlap of the proton-donor O-H bond increases with each substitution in the heterodimers, reflecting the Push-pull effect on the Brönsted acid of each system. This leads to shortening of the passive O-H bond as the donated hydrogen becomes more positive. This work explores the computational analysis of hydrogen bonds, using the overlap model and comparing the results with QTAIM. The findings show trends and the push-pull effect in each heterodimer system analyzed. This contributes to the understanding of chemical bonds and the validation of a promising approach for future studies. |
publishDate |
2023 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2023-08-22T15:50:23Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2023-07-28 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2999-12-31 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
SANTOS, Rodolfo André dos. Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água. 2023. 46 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2023. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4731 |
identifier_str_mv |
SANTOS, Rodolfo André dos. Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água. 2023. 46 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2023. |
url |
http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4731 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.program.fl_str_mv |
-7931787842344471966 |
dc.relation.confidence.fl_str_mv |
600 600 600 |
dc.relation.department.fl_str_mv |
524871450381110278 |
dc.relation.cnpq.fl_str_mv |
1693583216945602752 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
eu_rights_str_mv |
embargoedAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual da Paraíba |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UEPB |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual da Paraíba |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB instname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) instacron:UEPB |
instname_str |
Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) |
instacron_str |
UEPB |
institution |
UEPB |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/bitstream/tede/4731/2/DS+-+Rodolfo+Andr%C3%A9+dos+Santos.pdf http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/bitstream/tede/4731/3/Termo+de+depo%CC%81sito+BDTD.pdf http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/bitstream/tede/4731/1/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
d481216e18d094a55abd0aad174fabfd 3fc4347057b99ac2ee6f9e77a5cc92ae 6052ae61e77222b2086e666b7ae213ce |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB - Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) |
repository.mail.fl_str_mv |
bc@uepb.edu.br|| |
_version_ |
1800227432118091776 |