Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2023 |
| Autor(a) principal: |
Palheta, João Marcos Tomaz |
| Orientador(a): |
Piotrowski, Maurício Jeomar |
| Banca de defesa: |
Não Informado pela instituição |
| Tipo de documento: |
Dissertação
|
| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Pelotas
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Física
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Brasil
|
| Palavras-chave em Português: |
|
| Área do conhecimento CNPq: |
|
| Link de acesso: |
http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14782
|
Resumo: |
Nesta dissertação de mestrado realizou-se o estudo teórico de nanoclusters (NCs) bimetálicos em geometria icosaédrica (ICO) de metais de transição (MTs) com 13 átomos via Teoria do Funcional da Densidade (DFT). O estudo focou em sistemas baseados em Ti, Zr e Hf combinados com os 30 MTs da Tabela Periódica (séries 3d: Sc, Ti V, Cr, Mn Fe, Co, Ni, Cu e Zn; 4d: Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag e Cd; 5d: Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt Au e Hg), formando os sistemas Ti12MT, Zr12MT e Hf12MT. Buscou-se com este estudo o entendimento das propriedades energéticas, estruturais, eletrônicas e vibracionais dos sistemas em duas configurações, onde um único átomo foi substituído na parte interna ou externa do ICO, formando as configurações caro¸co-casca (core-shell, in), com o átomo de MT interno (formando as estruturas Ti12MTin, Zr12MTin e Hf12MTin) e as configurações out, com o átomo MT externo (formando as estruturas Ti12MTout, Zr12MTout e Hf12MTout). Os resultados foram comparados com a literatura, além da verificação entre os sistemas bimetálicos e os monometálicos de 13 átomos em estrutura ICO, para compararmos os efeitos causados pela substituição de um MT. Primeiramente, realizou-se o estudo das propriedades vibracionais, energéticas e estruturais dos hetero- e homo-dímeros, como um limite inferior com relação ao número de ligantes para os NCs. Esse resultado serviu para estabelecer uma relação entre as interações dos dois MTs, com o objetivo de compreender a intensidade das ligações através das frequências vibracionais, energia de ligação e o comprimento de ligação. Posterior a isso, estudamos as propriedades dos sistemas cristalinos (bulks) para estabelecer uma direta comparação com a literatura e, assim, confirmar a metodologia utilizada, além de compararmos as propriedades energéticas, estruturais e eletrônica dos sistemas cristalinos, com o objetivo de auxiliar na compreensão da formação dos NCs bimetálicos. Realizou-se também o estudo dos NCs bimetálicos, onde buscou-se compreender a estabilidade energética dos sistemas, relacionada às interações dos MTs e à distorção sofrida devido a mistura. Buscou-se também o entendimento das propriedades estruturais dos sistemas através do número de coordenação efetivo e comprimento médio de ligação para as duas configurações (in e out). Também, apresentamos uma estimativa da reatividade dos NCs através do modelo da banda d, calculado pelo centro de gravidade dos estados d ocupados, verificando que a maioria dos NCs são reativos segundo este modelo. Por fim, propomos uma explicação para a preferência de formação das estruturas in e out através da energia relativa total, energia de coesão dos sistemas cristalinos (bulks), raio atômico, eletronegatividade e formação de homo- e hetero-dímeros, onde apontamos o raio atômico como principal propriedade responsável pela posição dos MTs dentro ou fora dos NCs baseados em Ti, Zr e Hf. |
