Estudo das propriedades de recobrimento em ligações de hidrogênio envolvendo dímeros e heterodímeros formados com água - Santos, Rodolfo André dos (2023)
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.