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dc.contributor.advisor1Leonardo Humberto Rezende dos Santospt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4594646260884855pt_BR
dc.contributor.referee1Heitor Avelino de Abreupt_BR
dc.contributor.referee2Gabriel Heerdtpt_BR
dc.creatorRaphael Fernandes Ligóriopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7240963408121768pt_BR
dc.date.accessioned2021-06-25T16:44:45Z-
dc.date.available2021-06-25T16:44:45Z-
dc.date.issued2021-05-17-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/36577-
dc.description.abstractIn order to rationally design new molecular materials with desirable linear optical properties, such as refractive index or birefringence, it was investigated how atomic and functional-group polarizability tensors of prototypical molecules respond to crystal field effects. By building finite aggregates of urea, succinic acid, p-nitroaniline, 4-mercaptopyridine or methylbenzoate, and by partitioning the cluster electronic density using quantum theory of atoms in molecules, it was possible to extract atoms and functional groups from the aggregates and estimate their polarizability enhancements with respect to values calculated for molecules in isolation. The isotropic polarizability and its anisotropy for the molecular building blocks are used to understand the functional-group sources of optical properties in these model systems, which could help the synthetic chemist to fabricate efficient materials. This analysis is complemented by benchmarking density functionals for atomic distributed polarizabilities in gas phase, by comparing the results with refractive-index calculations under periodic boundary conditions, and by estimating functional-group optical properties from a classical electrostatic atom dipole interaction model. In order to show extensively the efficiency of the classical model in reproducing the optoelectronic results of purely quantum calculations, it was used aggregates of butane, benzene, pyridazine, m-nitrophenol and p-nitrophenol, besides truly polymeric chains built from covalently connected building blocks. Herewith, the classical model proved to be efficient in several types of chemical environments, from the most weakly connected, such as those that present only dispersive interactions and also those strongly linked, as the case of covalent bonds.pt_BR
dc.description.resumoA fim de projetar racionalmente novos materiais moleculares com propriedades ópticas lineares desejáveis, tais como índice de refração ou birrefringência, foi investigado como a polarizabilidade atômica e de grupos funcionais de moléculas prototípicas respondem aos efeitos de campo cristalino. Ao construir agregados finitos de ureia, ácido succínico, p-nitroanilina, 4-mercaptopiridina e metilbenzoato, e particionando a densidade eletrônica do agregado, usando a teoria quântica de átomos em moléculas, podem-se extrair os átomos e grupos funcionais e estimar o aumento de polarizabilidade em relação aos valores calculados para moléculas isoladas. A polarizabilidade isotrópica e a anisotropia dos grupos funcionais foi utilizada na compreensão das contribuições de tais grupos para as propriedades ópticas nesses sistemas modelo; o que pode ajudar o químico sintético a fabricar materiais eficientes. Esta análise é complementada por um ranqueamento das polarizabilidades dos grupos funcionais calculadas a partir de trinta funcionais DFT em fase gasosa, bem como comparando os resultados de índice de refração obtidos a partir de um gás orientado, com aqueles obtidos sob condições periódicas de contorno ou experimentais, quando possível. Estimaram-se ainda as propriedades ópticas das moléculas e dos grupos funcionais nos agregados finitos a partir de um modelo clássico de interação eletrostática baseado nos momentos de dipolo atômicos. Ainda, a fim de mostrar extensivamente a eficiência do modelo clássico em reproduzir os resultados opto-eletrônicos de cálculos puramente quânticos, utilizaram-se agregados de butano, benzeno, piridazina, m-nitrofenol e p-nitrofenol, além de blocos construtores covalentemente ligados, isto é, polímeros verdadeiros. Com isto, o modelo clássico se mostrou eficiente em diversos tipos de ambientes químicos, dos mais fracamente ligados, como aqueles que apresentam somente interações dispersivas e também daqueles fortemente conectados, como o caso de ligações covalentes.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/*
dc.subjectEngenharia de cristaispt_BR
dc.subjectPolarizabilidadespt_BR
dc.subjectGrupos funcionaispt_BR
dc.subjectCrystal engineeringpt_BR
dc.subjectPolarizabilitypt_BR
dc.subjectFunctional groupspt_BR
dc.subject.otherQuímica inorgânicapt_BR
dc.subject.otherCristais molecularespt_BR
dc.subject.otherFuncionais de densidadept_BR
dc.subject.otherCristais – Propriedades óticaspt_BR
dc.subject.otherEstereoquímicapt_BR
dc.titleEfeitos de campo cristalino nas propriedades ópticas lineares de materiais moleculares: sob a perspectiva de átomos e blocos construtores orgânicospt_BR
dc.title.alternativeCrystal field effects on the linear optical properties of molecular materials: from the perspective of atoms and organic building blockspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
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