CONTRAÇÃO DE MOLÉCULAS APÓS A FORMAÇÃO DE LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Sales, A.C.A. (UFAM) ; Cavalcante, A.O. (UFAM)

Resumo

Oxocarbonos são compostos orgânicos formados essencialmente por carbono e oxigênio, ao acrescentarmos uma ligação de hidrogênio nele, espera-se uma migração de uma parte da densidade eletrônica da espécie aceptora de prótons para a formação da ligação de hidrogênio e, com isso, um enfraquecimento das ligações intramoleculares e um deslocamento para frequências menores nos espectros vibracionais, porém o que ocorre é o aumento das frequências. Neste trabalho, demos ênfase ao íon esquarato e buscamos comprovar os efeitos da ligação de hidrogênio sobre ele utilizando métodos de química quântica, tais como MP2 e DFT com o funcional híbrido B3LYP através do programa Gaussian 98. Nossos resultados mostram um aumento em alguns dos principais modos vibracionais como a respiração anel.

Palavras chaves

oxocarbono; ligação de hidrogênio; modos vibracionais

Introdução

Somente nos últimos quarenta e cinco anos os íons oxocarbônicos têm recebido um estudo mais sistemático quanto à sua espectroscopia vibracional e Raman ressonante. Na forma neutra, apresentam-se como diácidos e seus ânions possuem fórmula geral CnOn-2 com n variando de 3 a 6, sendo respectivamente os íons deltato, esquarato, croconato e rodizonato (OLIVEIRA, 2007). Espera-se que com a ligação de hidrogênio ocorra encurtamento da distância entre o hidrogênio e o núcleo ao qual pertence o par de elétrons isolado (REIS, 2008), porém alguns oxocarbonos como o croconato são uma exceção a esse comportamento, uma vez que se observa um aumento na frequência vibracional com a formação de ligações de hidrogênio (CAVALCANTE e RIBEIRO, 2005). A espectroscopia Raman e de absorção no infravermelho são técnicas que permitem a identificação de diversas substâncias simplesmente através do seu espectro vibracional. São consideradas técnicas complementares já que ambas nos fornecem informações vibracionais (BASTOS, 2006). Em cada modo normal de vibração a molécula vibra com a mesma frequência, e os átomos passam pela posição de equilíbrio simultaneamente, tornando possível a obtenção de informações tais como número de bandas, frequências em que tais vibrações ocorrem e a intensidade relativa associada a cada modo normal de vibração (FARIA, GONÇALVES E SANTOS, 1997). Neste trabalho estudamos os efeitos causados nos modos vibracionais do íon esquarato pela formação da ligação de hidrogênio com o mesmo, nosso objetivo é saber se o aumento das frequências vibracionais é algo que se estende para os outros oxocarbonos ou exclusivo do croconato.

Material e métodos

Foram calculadas as frequências vibracionais dos oxocarbonos no vácuo e o impacto sobre estas frequências com a formação da ligação de hidrogênio utilizando métodos de química quântica já tradicionais, a Teoria de Perturbação Møller-Plesset de Segunda Ordem - MP2 e a Teoria do Funcional da Densidade - DFT com o funcional híbrido B3LYP através do programa computacional Gaussian 98 e todos os modos vibracionais foram visualizados no programa computacional Gmolden. Estes resultados serviram como referência para avaliar o papel das moléculas de água sobre a estrutura eletrônica, conformação, energia e frequências vibracionais dos oxocarbonos.

Resultado e discussão

Observando as tabelas 1 e 2 nota-se que após a formação da ligação de hidrogênio, em ambos os métodos de cálculos, houve um aumento nas frequências de certos modos vibracionais, tais como torção fora do plano, respiração do anel e estiramento das carbonilas (CO) que são alguns dos modos vibracionais mais importantes. Comparando os resultados obtidos entre os dois cálculos, percebe-se que esse aumento nas frequências vibracionais ocorreram quase sempre nos mesmos tipos de modos vibracionais, apesar desse aumento não ter ocorrido em todas as frequências do íon esquarato podemos perceber que há uma tendência das mesmas aumentarem em modos vibracionais específicos.

Conclusões

Com base nos resultados adquiridos, quando há formação de uma ligação de hidrogênio num íon oxocarbônico como o esquarato ocorre um deslocamento para frequências maiores nos espectros vibracionais de determinados modos.

Agradecimentos

Agradecemos a UFAM pela estrutura e todo apoio prestado.

Referências

BASTOS, I. C. V. B.; Tese de doutorado, Universidade Federal do Ceará, Brasil, 2006.
CAVALCANTE, A. O.; RIBEIRO, M. C. C.; Vibrational dephasing of the croconate dianion in different environments. Journal of Raman Spectroscopy. 2005; 36: 996–1000.
FARIA, D. L. A.; GONÇALVES, N. S.; SANTOS, L. G. C.; Química Nova; volume 20, número 3, páginas 319-323. Junho 1997.
OLIVEIRA, V. E.; Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil, 2007.
REIS, A. S.; Dissertação de mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Brasil, 2008.