Interação eletrônica de metais com Borofulerenos

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Souza, R.H. (UEG) ; Ribeiro, L. (UEG)

Resumo

Este trabalho conta como objetivo principal obter uma relação entre as energias de dissociação e distância de equilíbrio desses metalloborofullerenes ao analisarmos as curvas de energia potencial. Também esperamos que a função analítica de Rydberg apresente desvios máximos e mínimos, de tal forma que o erro fornecido por ela, entre as energias ab initio e as energias ajustadas fiquem abaixo de um consenso químico aceitável, 1,0 kcal/mol ou entorno de 0,0016 hartree.

Palavras chaves

Borofulerenos; Metais; Interações

Introdução

Com a descoberta do fulereno C60 em 1985 (KROTO, 1993) e dos nanotubos de carbono em 1991 (IIJIMA, 1991) iniciou-se uma nova era na nanotecnologia, e as gaiolas não-carboníferas de tipos de fulereno foram extensivamente investigadas. Ou seja, moléculas de fulereno não com carbonos na sua estrutura e sim outros átomos, como um bom exemplo, o boro que também mantêm cadeias homonucleares (COLHERINHAS; FILETI; CHABAN, 2017). As suas possíveis aplicações em dispositivos eletrônicos, materiais de imagem, gravação magnética, processos ambientais, armazenamento de hidrogênio, e assim por diante são o tópico de numerosos estudos (MORADI; BAGHERI; BODAGHI, 2017). O boro foi caracterizado primeiramente para processar um arranjo semelhante ao fulereno com nanocluster no tamanho B80, mas estudos teóricos mostraram que a gaiola B80 é uma configuração de alta energia (DE et al., 2011). Além disso, o boro dá origem a muitos tipos de nanoclusters notavelmente estáveis (COLHERINHAS; FILETI; CHABAN, 2017). As ligações B-B são excepcionalmente fortes, como indicado pelo fato de todos os polimorfos de boro ser compostos superdurantes (DE et al., 2011). Através de cálculos de pesquisa estrutural, previu-se um fulereno B38 extremamente estável, tendo quatro furos hexagonais com uma simetria D2h e um grande intervalo de energia, bem como alta aromaticidade (JIN et al., 2015). Cálculos de primeiro princípio baseados na teoria da densidade funcional realizados em pesquisas recentes, mostram que o fulereno B38 decorado com Ti é um material com potencial para armazenamento de hidrogênio com alta capacidade, motivando esforços experimentais na concepção de meios de armazenamento de hidrogênio (LIU et al., 2016).

Material e métodos

A descrição de problemas quânticos pode envolver uma série de variáveis, correspondentes a fenômenos de interação entre os muitos corpos que a maioria dos sistemas físicos reais possui. Esses sistemas reais possuem tipos diversificados de potenciais e a descrição dessas energias é um dos desafios encontrados, quando se busca fazer um estudo de estrutura eletrônica por meio da dinâmica molecular. As funções analíticas são funções que permitem um ajuste de uma curva analítica sobre o potencial calculado, tal técnica vem sendo bastante usada na literatura e tem apresentado resultado satisfatório(JIA; CAO, 2013). Os cálculos de estrutura eletrônica foram realizados empregando-se o nível de teoria ωB97xD/6−31G(d) (CHAI; HEAD-GORDON, 2008), todo o cálculo será realizado no programa Gaussian 09 (FRISCH et al., 2009).

Resultado e discussão

Esperamos obter uma relação entre as energias de dissociação e distância de equilíbrio desses metalloborofullerenes ao analisarmos as curvas de energia potencial. Também esperamos que a função analítica de Rydberg apresente desvios máximos e mínimos, de tal forma que o erro fornecido por ela, entre as energias ab initio e as energias ajustadas fiquem abaixo de um consenso químico aceitável, 1,0 kcal/mol ou entorno de 0,0016 hartree.

Conclusões

Para a obtenção das constantes espectroscópicas rovibracionais, será obtida a curva de energia potencial. Em nossas análises utilizaremos o nível de cálculo ωB97xD/6−31G(d) implementado no Gaussian 09, que deve ser suficiente para a elaboração da CEP. O ajuste será realizado com a forma analítica do tipo Rydberg generalizada de ordem seis, mostrando ser suficiente para a obtenção das constantes espectroscópicas devido a pesquisas encontradas na literatura.

Agradecimentos

Referências

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