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http://hdl.handle.net/1843/57903
Tipo: | Tese |
Título: | A computational probe for molecular environments |
Título(s) alternativo(s): | Uma sonda computacional para ambientes moleculares |
Autor(es): | Paulo Fernando Gomes Velloso |
primer Tutor: | José Rachid Mohallem |
primer miembro del tribunal : | Ricardo Wagner Nunes |
Segundo miembro del tribunal: | Jadson Cláudio Belchior |
Tercer miembro del tribunal: | André Farias de Moura |
Cuarto miembro del tribunal: | Ginette Jalbert de Castro Faria |
Resumen: | In this thesis we report the use of an HD-like virtual molecule used as a probe to study molecular environments. The probe has a dipole moment which is tuned by modifying its nuclear masses using FNMC. It can be used to analyse molecular environments, in particular to probe polarisable molecular regions and to calculate molecular electrostatic fields, which we propose to be used as a new metric of intermolecular bond intensity. To test the probe we used simple systems (hydrogen, water, benzene and chlorobenzene). Once the performance of the probe was assessed, we applied it to analyse the cavity inside a frustrated Lewis pair and contribute to the discussion of the mechanism for hydrogen activation. Our results are in concordance with the electron transfer activation mecha- nism. We later applied the method to study two types of inter molecular interactions, π- and σ-hole bonds. These interactions are created by regions of positive electrostatic potential in molecules, capable of producing non-covalent interactions with negative re- gions, for example, lone pairs of molecules containing nitrogen or oxygen. Based on the Hellmann-Feynman theorem, which states that intermolecular bonds are fully described by Coulombian interactions (electrostatic plus polarisation), we used the probe to calcu- late the electric fields of the bonds and use it as a quantifier for the interactions. |
Abstract: | Nessa tese reportamos o uso de uma molécula virtual do tipo HD como sonda para o estudo de ambientes moleculares. A sonda tem momento de dipolo que pode ser ajustado pela modificação das massas nucleares com o uso da FNMC. Ela pode ser usada para fazer análise de ambientes moleculares, em particular, para sondar regiões polarizaveis e para calcular campos eletrostáticos moleculares, os quais são propostos como uma nova métrica para intensidade de ligações intermoleculares. Para testar a sonda, usamos sis- temas simples (hidrogênio, água, benzeno e clorobenzeno). Uma vez que a performance da sonda foi comprovada, aplicamos o método para analisar a cavidade de um par de Lewis frustrado, e contribuir para a discussão do mecanismo de ativação da molécula de hidrogênio. Nossos resultados estão de acordo com o modelo de ativação por transferên- cia de elétrons. Além disso, aplicamos o método ao estudo de dois tipos de interações intermoleculares, ligações contendo π- e σ-hole. Essas interações são criadas por regiões de potencial eletrostático positivo em moléculas, e são capazes de produzir interações não covalentes com regiões negativas, por exemplo, com pares de elétrons de moléculas contendo nitrogênio ou oxigênio. Baseado no teorema de Hellmann-Feynman, que afirma que ligações intermoleculares são completamente descritas por interações Coulombianas (eletrostática mais polarização), usamos a sonda para calcular os campos elétricos das ligações e usar como um quantificador para as interações. |
Asunto: | Física molecular Campo eletrostático Físico-química Química quântica |
Idioma: | eng |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Departamento: | ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/57903 |
Fecha del documento: | 20-mar-2020 |
Aparece en las colecciones: | Teses de Doutorado |
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