Número do Painel
Autor
Instituição
UFSC
Tipo de Bolsa
PIBITI/CNPq
Orientador
GIOVANNI FINOTO CARAMORI
Depto
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA / QMC/CFM
Centro
CENTRO DE CIENCIAS FISICAS E MATEMATICAS
Laboratório
Grupo de Estrutura Eletrônica e Molecular
Grande Área / Área do Conhecimento
Ciências Exatas e da Terra /Ciências Exatas e da Terra
Sub-área do Conhecimento
Físico-Química
Titulo
Design Computacional de Lı́quidos Iônicos empregando Modelos de Transferência de Carga
Resumo

Os closocarboranos são compostos poliédricos capazes de hipercoordenar-se a cátions metálicos devido à elétron-deficiência do átomo de boro. Eles estão presentes em diversas áreas do conhecimento humano, como a terapia de captura de nêutrons na Química Medicinal, a estabilização de catalisadores como contraíons na Ciência de Materiais e a aplicação no design eletrolítico de líquidos iônicos, sendo denominados ânions fracamente coordenados(em inglês, WCAs). Desse modo, através de metodologias computacionais adequadas e nível de teoria unificado(wB97x(funcional com correção de longas distâncias) TZVP(base triple-zeta) D3BJ(correção de dispersão de Grimme com BJ damping)) fundamentadas em análises de decomposição de energia(EDA-NOCV, LED) e otimizações de geometria(DFT based methods), tais estruturas foram estudadas a fim de investigar a verossimilhança física das dos complexos formados por esses ânions e finalmente compreender se os closocarboranos podem ser considerados WCAs. Para isso, 16 compostos foram gerados para estudo, subtituindo-se a posição apícal do ânion closocarborano por hidrogênio, flúor, CH3, CF3; e o cátion metálico coordenado por Li+, Na+, Zn+2, Mg+2. A partir dos resultados obtidos, interpretados por meio de automatizações escritas em linguagem Python, encontrou-se uma posição de maior estabilidade para a coordenação do metal e observou-se que a estrutura substituída pela metila e coordenada com Zn+2 é aquela com maior força de ligação associada e interação eletrostática por volta de 245 kcal.mol-1.  Destarte, constatou-se através de interpretação quantitativa de integrais de transferência de carga que tal composto apresentou maior mobilidade eletrônica associada, mostrando potencial aplicabilidade no contexto de energy storage e desenvolvimento de baterias, pela sua capacidade de produção e armazenamento de energia química. Como o trabalho fez uso de recursos computacionais, foi possível cumprir o cronograma de forma remota.

Link do Videohttps://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/227332
Palavras-chave
líquidos ionicos, baterias, closocarboranos, ânions fracamente coordenantes, DFT, dinâmica molecular
Colaboradores

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