Portal de Eventos CoPICT - UFSCar, [UFSCar Araras] XXV CIC e X CIDTI - 2018

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Estudo da Absorção Linear de Moléculas Orgânicas Multiramificadas via Métodos de Química Quântica e Modelos Físicos
Daniel Luiz da Silva, Gabriel Antonio Caritá

Última alteração: 2018-10-04

Resumo


Tal estudo teve o objetivo de investigar a absorção linear de moléculas multiramificadas (quadrupolar e octupolar) com os grupos de carga periféricos aldeído (-CHO), nitrila (-CN ) e nitro (-NO) em vácuo e em meio solvente (clorofórmio) com a finalidade de analisar o efeito da multiramificação sobre as propriedades ópticas destas moléculas. Para isso, cálculos químico quânticos que se baseiam nos métodos da teoria do funcional da densidade (DFT – Density Functional Theory) e da teoria do funcional da densidade dependente do tempo (TDDFT – Time-Dependent DFT) foram adotados[1-3]. O modelo de excíton de Frenkel [4] foi utilizado para modelar a interação intramolecular (entre ramos) sobre a absorção linear das moléculas multiramificadas investigadas. A geometria de equilíbrio de cada molécula foi determinada para o vácuo e para o meio solvente, mediante cálculos de otimização de geometria empregando o método DFT e o funcional B3LYP. As transições eletrônicas foram determinadas empregando o método TDDFT e os funcionais B3LYP e CAM-B3LYP em conjunto com os conjuntos de base (basis-set) 6-31+G(d) e 6-311++G(d,p). Todos os cálculos químicos quânticos foram realizados utilizando o programa GAMESS[5]. A solvatação foi descrita por meio do uso do modelo contínuo polarizável (PCM - Polarizable Continuum Model)[6] conforme implementado no programa GAMESS. A partir dos dados fornecidos pelos cálculos químico quânticos os espectros de absorção das moléculas investigadas foram simulados utilizando para isso o método de sobreposição de bandas. Os dados obtidos para a molécula dipolar e octupolar através dos cálculos químico quânticos foram comparados com os dados experimentais presentes na literatura [7]. Os efeitos da multiramificação molecular e da interação com o meio solvente sobre a absorção linear das moléculas investigadas são discutidos.

 


Palavras-chave


Transição eletrônica; solvatação; acoplamento eletrônico; éxciton

Referências


[1] P. Hohenberg, W. Kohn, Inhomogeneous Electron Gas. Phys. Rev. 136 (1964) B864–B871.

[2] W. Kohn, L.J. Sham, Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects. Phys. Rev. 140 (1965) A1133–A1138.

[3] R. Bauernschmitt, R. Ahlrichs, Treatment of electronic excitations within the adiabatic approximation of time dependent density functional theory. Chem. Phys. Lett. 256 (1996) 454–464.

[4] M. Kasha, H. R. Rawls, M. A. El-Bayoumi, The exciton model in molecular spectroscopy. Pure Appl. Chem. 1965, 11, 371−392.

[5]"General Atomic and Molecular Electronic Structure System" M. W. Schmidt, K. K. Baldridge, J. A. Boatz, S. T. Elbert, M. S. Gordon, J. H. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K. A. Nguyen, S. Su, T. L. Windus, M. Dupuis, J. A. Montgomery. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-1363.

[6] Pliego Jr., Modelos Contínuos do Solvente: Fundamentos. Quim. Nova, 2006, Vol. 29, No. 3, 535-542.

[7] S. Stadler, F. Feiner, C. Bräuchle, S. Brandl, R. Gompper, Determination of the first hyperpolarizability of four octupolar molecules and their dipolar subunits via hyperRayleigh scattering in solution. Chem. Phys. Lett. 1995, 245, 292–296.