Aplicação de metodologias teóricas para o estudo do processo de solvatação e espectroscopia eletrônica de íons de metais de transição em solução

• Autor(a) principal: Charles Martins Aguilar
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BIRC-85TP85
• topic: espectro eletrônico; ons de metais de transição; Método de Monte Carlo; Ions metalicos; Físico-química; Espectroscopia eletrônica; Dinamica molecular; Metais de transição; Funcionais de densidade

Neste trabalho nós estudamos processos químicos de solvatação e de efeitos solventes nas propriedades espectroscópicas e magnéticas de íons de metais de transição empregando métodos teóricos baseados na Química Computacional. Os sistemas escolhidos foram íons de metais de transição (em especial da primeira e segunda série de transição). Utilizamos a aproximação seqüencial híbrida Monte Carlo/mecânica quântica (S-MC/QM) para investigar a influência do solvente nas transições d?d dos íons Fe2+, Ni2+ em presença de solução aquosa, e, para o íon Ni2+, em solução de amônia. A mesma aproximação foi usada para investigar os efeitos solventes nas transições de transferência de carga metal-ligante (MLCT) presente no complexo [Ru(pirazina)(NH3)5]2+. A análise das ligações de hidrogênio e das estruturas solvatadas destes íons/complexo foi também investigada. Devido à falta de parâmetros potenciais intermoleculares relatados na literatura, nós desenvolvemos um conjunto de parâmetros de Lennard-Jones para íons de metais de transição com a modificação dos termos não-ligados do campo de força de UFF. O espectro eletrônico dos íons/complexo foi obtido mediante a Teoria do Funcional de Densidade Dependente do Tempo (TD-DFT), usando os vários funcionais de troca-correlação. Nós mostramos, neste estudo, que os parâmetros potenciais gerados para os íons de metais de transição em solução, são apropriados fornecendo excelente acordo com os resultados experimentais. Mostramos ainda que a transição d?d está localizada na primeira camada de solvatação do íon, e a inclusão de camadas de solvatação exteriores não afetam estas transições. A análise das transições de transferência de carga metal-ligante (MLCT) envolvidas no complexo [Ru(pirazina)(NH3)5]2+ mostrou falhas na descrição destas transições usando o funcional híbrido GGA mais comum, o que indica a necessidade de desenvolver novos funcionais para serem usados nos estudos de TD-DFT que envolvam complexos com transferência de carga.