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