Investigação da força e natureza da ligação intermolecular fraca nos adutos formados por gases nobres e as moléculas H2S, CH3OH e H2O2

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Alan Leone de Araújo
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40680
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2020.
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Para realizar este estudo, foram determinadas uma série de propriedades tais como a densidade eletrônica, deslocamento de carga, orbitais de fronteira HOMO e LUMO, análise do orbital de ligação natural, decomposição da energia de interação (termos eletrostático, indução, dispersão e troca ou Exchange) e do laplaciano da densidade de eletrônica. Todas estas propriedades foram calculadas considerando as conformações de mínimo absoluto dos agregados H2S- Ng e CH3OH-Ng e as estruturas enantioméricas dos complexos H2O2-Ng. Os resultados obtidos revelam que os adutos H2S-Ng se mantêm formados por interações do tipo van der Waals, ou seja, pelo equilíbrio favorável entre forças de dispersão de longo alcance, repulsão de Pauli de curto alcance e por deslocamentos de carga estabilizadores. Curvas de deslocamento de carga sugerem que os átomos de Ng (para todos os sistemas H2S-Ng) são fracamente polarizados e com a densidade de elétrons fluindo do átomo Ng para o en- xofre. Para os agregados formados pela molécula de metanol e os gases nobres verificou-se, através da análise de deslocamento de carga e a decomposição da interação intermolecular, que a estabilização da transferência de carga desempenha um papel menor e que os ter- mos de troca (repulsivo) e dispersão (atrativo) são os que mais contribuem para a energia de interação do complexo. Para as conformações enantioméricas dos complexos H2O2-Ng, os efeitos de polarização são mais apreciáveis nos agregados formados pelos átomos Xe e Rn e que um deslocamento líquido de carga ocorre do átomo de Ng para a molécula de peróxido de hidrogênio. Além disso, verificou-se que a maior transferência de carga ocorre para a configuração da barreira-cis, sugerindo que para esta estrutura o deslocamento de carga é intensificado pelas duas interações simétricas que os dois átomos de hidrogênio da molécula H2O2 fazem com o átomo Ng. Finalmente, observou-se que, para todas as conformações enantioméricas consideradas, o termo que mais contribui para a interação dos adutos H2O2-Ng foi o da dispersão, indicando que esses complexos são de fato do tipo van der Waals.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).In this work, a detailed investigation of the strength and nature of the weak intermolecular interactions responsible for the maintenance of the aggregates formed by the noble gases Ng (Ng = He, Ne, Ar, Kr, Xe and Rn) and the hydrogen sulfide molecules (H2S), metha- nol (CH3OH) and hydrogen peroxide (H2O2). In order to carry out this study, a series of properties were determined such as electronic density, charge displacement, HOMO and LUMO boundary orbitals, analysis of the natural bonding orbital, decomposition of the interaction energy (electrostatic, induction, dispersion and exchange terms) and the Laplacian of electronic density. All of these properties were calculated considering the absolute minimum conformations of the H2S-Ng and CH3OH-Ng aggregates and the enantiomeric structures of the H2O2-Ng complexes. The obtained results reveal that the H2S-Ng adducts remain formed by van der Waals interactions, that is, by the favorable balance between long-range dispersion forces, short-range Pauli repulsion and by charge displacement stabilizers. Charge displacement curves suggest that the Ng atoms (for all H2S-Ng systems) are weakly polarized and with the electron density flowing from the Ng atom to the sulfur. For aggregates formed by the methanol and Ng it was found, through the analysis of charge displacement and the decomposition of intermolecular interaction, that the stabilization of charge transfer plays a minor role and that the terms of exchange (repulsive) and dispersion (attractive) are the ones that most contribute to the complex’s interaction energy. For the enantiomeric conformations of the H2O2-Ng complexes, the po- larization effects are more appreciable in the aggregates formed by the Xe and Rn atoms and that a net charge displacement occurs from the Ng atom to the peroxide of hydro- gen. In addition, it was found that the greatest charge transfer occurs for the cis-barrier configuration, suggesting that for this structure the charge displacement is enhanced by the two symmetrical interactions that the two hydrogen atoms of the H2O2 do with the Ng atom. Finally, it was observed that, for all considered enantiomeric conformations, the term that most contributes to the interaction of H2O2-Ng adducts was the dispersion, indicating that these complexes are in fact van Waals type.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaGargano, RicardoMacedo, Luiz Guilherme Machado deleonekurumim@gmail.comOliveira, Alan Leone de Araújo2021-04-28T01:17:26Z2021-04-28T01:17:26Z2021-04-272020-12-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Alan Leone de Araújo. Investigação da força e natureza da ligação intermolecular fraca nos adutos formados por gases nobres e as moléculas H2S, CH3OH e H2O2. 2020. 97 f., il. Tese (Doutorado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/40680A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-20T16:58:45Zoai:repositorio.unb.br:10482/40680Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-20T16:58:45Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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