Banca de QUALIFICAÇÃO: Alexandre Coelho Rodrigues Gomes

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : Alexandre Coelho Rodrigues Gomes
DATA : 26/02/2021
HORA: 10:00
LOCAL: campus 6
TÍTULO:

Previsão computational da estabilidade e barreiras de decomposição de moléculas polinitrogenio neutras.

PALAVRAS-CHAVES:

Dft, polinitrogenio, quimica computacional

PÁGINAS: 82
RESUMO:

Este trabalho apresenta um amplo estudo da estabilidade de vários polinitrogênios (poliN)
moleculares neutros, com nuclearidades seis, oito e dez, tendo como enfoque a predição
teórica do potencial que essas estruturas possuem em atuar como materiais de alta
densidade de energia (HEDMs, da sigla em inglês, High-energy-density materials). Se
suficientemente estáveis para serem sintetizados e armazenados, esses sistemas podem ser
utilizados como fontes verdes de energia. No entanto, é muito difícil obter essas estruturas
em condições experimentais brandas. Um dos principais fatores que podem ajudar esse tipo
de análise é a previsão das barreiras de ativação que essas estruturas possuem em direção
à decomposição unimolecular. Esse fator foi a base das discussões apresentadas ao longo
do texto. A metodologia de cálculo baseou-se na teoria do funcional da densidade (DFT, da
sigla em inglês, Density Functional Theory) utilizando funcionais de troca e correlação
conhecidos pelas suas altas precisões no cálculo de barreiras de energia (M06-2X e
SOGGA11-X). Isso tornou possível uma comparação direta e justa entre todas as moléculas
analisadas. O caminho escolhido para alcançar os objetivos do presente trabalho teve início
com a busca dos estados de transição (TSs, da sigla em inglês, Transition states) que
conectam as estruturas iniciais com os seus produtos de decomposição unimolecular. Depois
de encontrados, cálculos dos caminhos intrínsecos de reação (IRC, da sigla em inglês,
Intrinsic reaction coordinate) para cada sistema foram realizados, a fim de confirmar os
mecanismos de decomposição obtidos. Para as estruturas que apresentaram os resultados
mais promissores, um estudo das dinâmicas das reações foi feito, a fim de checar outras
possíveis rotas de decomposição. Para essa parte inicial e exploratória, o nível de cálculo
SOGGA11-X/def2-SVP foi utilizado. Um refinamento dos resultados foi então realizado
utilizando dos níveis de cálculo M06-2X,SOGGA11-X/def2-TZVPP, sendo nesse ponto, as
energias corrigidas com as suas respectivas energias de ponto zero. Para uma análise
estrutural e eletrônica dos poliN, foram calculados os tamanhos médios de ligação, as ordens
médias de ligação, os gaps HOMO-LUMO e as esfericidades de cada estrutura. A partir
desses cálculos, foi possível classificar estruturalmente os sistemas em cadeias, anéis,
“jaulas” e “jaulas prismáticas” e obter uma correlação entre os seus conteúdos energéticos.
No entanto, não foi possível obter uma correlação clara entre as barreiras de decomposição
com as propriedades estruturais e eletrônicas calculadas. Os resultados indicaram que os
poliN que possuem estruturas do tipo “jaulas prismáticas” são os mais prováveis de
possuírem maiores densidades de energia e serem mais estáveis em condições ambientes.
Por fim, pôde-se selecionar estruturas específicas como potenciais candidatos para uso
como HEDMs.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - PATRICIA SANTIAGO DE OLIVEIRA PATRICIO
Externo à Instituição - LUÍS PEDRO VIEGAS - UC