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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água
Autor: Santos, Rodolfo André dos 
Primeiro orientador: Moura Júnior, Renaldo Tenório de
Resumo: 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.
Abstract: 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.
Palavras-chave: Ligação de hidrogênio
Ligações químicas
Propriedades de recobrimento
Teoria Quântica de Átomos em Moléculas - QTAIM
Área(s) do CNPq: FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ
Citação: 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.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4731
Data de defesa: 28-Jul-2023
Aparece nas coleções:PPGQ - Dissertações

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