Uma comparação teórica das propriedades estruturais e espectroscópicas de pequenos clusters bimetálicos e monocomponentes de prata, ouro e cobre - Vieira, Haustin Stelmastchuk (2019)
O design computacional têm sido cada vez mais empregado no desenvolvimento racional de novos materiais com propriedades altamente direcionadas para aplicações multifuncionais, ou seja, devido a otimização das propriedades em um intervalo de tempo extremamente curto para obtenção de resultados. Em particular, pequenos clusters (aglomerado de átomos/moléculas) bimetálicos de metais nobres e seus monocomponentes, têm sido foco de inúmeros estudos em diversos campos de aplicação tecnológica. Apesar da grande importância reconhecida desses materiais, no entanto, existe um consenso de que muita de suas propriedades ainda não são muito bem compreendidas a nível microscopico. Assim, o presente trabalho apresenta uma análise teórica detalhada de pequenos clusters bimetálicos e monocomponentes de prata (Ag), ouro (Au), cobre (Cu) e suas combinações. Para tanto, empregou-se a teoria do funcional de densidade de Kohn-Sham e cálculos da teoria funcional de densidade dependente do tempo utilizando o funcional BP86 com o conjunto de bases LANL2DZ, conforme implementado no código ORCA 4.0. Os resultados teóricos mostraram que, na análise populacional de Mulliken, a presença de distribuições de carga e polaridades definidas entre os átomos de alguns dos clusters, indicaram potenciais de ligação a ligantes polarizados. A análise do gap de energia a partir da diferença das energias LUMO-HOMO evidenciou uma oscilação de seus valores à medida que o tamanho e geometria do cluster é alterado. Para o caso dos decâmeros (clusters com 10 átomos) de , e , é possível observar uma significante alteração no espectro absorbância de UV-vis para os clusters iônicos e neutros. Isso deve-se ao fato que a presença de carga positiva/negativa modifica as propriedades estruturais dos clusters, como o comprimento médio de ligação (). Da mesma forma, uma sútil alteração nos espectros de UV-vis em diferentes solventes foi visualizada em bom acordo com a literatura. Essas pequenas alterações foram atribuídas devido à simetria dos clusters, uniformidade na distribuição dos átomos constituintes e, possivelmente, também, na polaridade dos solventes utilizados e como isso altera o entre os átomos no cluster. Além disso, tais alterações estruturais provocam diferentes tipos de distorções, ou seja, para o caso dos clusters de Ag e Au nossos dados sugerem que estas distorções são mais simétricas, enquanto que no caso do Cu podemos observar uma distorção mais assimétrica do cluster. Portanto, esses resultados são empregados para elucidar os efeitos do tamanho, geometria e da composição, na estrutura eletrônica e nas propriedades espectroscópicas desses clusters bimetálicos.