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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Análise estrutural de complexos metálicos derivados do ácido 4-amino-2-hidroxibenzóico
Authors: Antônio Lenito Soares Júnior
First Advisor: Heitor Avelino De Abreu
First Co-advisor: Renata Diniz
First Referee: Alexandre do Amaral Leitao
Second Referee: Willian Ricardo Rocha
Abstract:  Nesse trabalho foram realizadas elucidações estruturais e investigações eletrônicas de dois novos complexos de coordenação derivados do ácido 4-amino-2-hidroxibenzóico, nos quais os íons estudados foram: Zn2+ e Cu2+. Nessas investigações foram realizados estudos experimentais e teóricos. As técnicas experimentais utilizadas foram: técnicas espectroscópicas (espectroscopia na região do infravermelho, do ultravioleta-visível e de espalhamento Raman), análise termogravimétrica, absorção atômica e técnicas de difração de raios X (por monocristais e policristais). As simulações teóricas foram feitas usando cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) com condições periódicas de contorno e conjunto de funções de base expandidas em ondas planas, com aproximação de pseudopotencial ultrasuaves na descrição dos elétrons de caroço e funcional de troca e correlação GGA-PBE. Análise termogravimétrica mostrou a presença de quatro moléculas de água e através da absorção atômica determinou-se quatro cátions por fórmula molecular. Dados espectroscópicos sugeriam uma possível coordenação pelo átomo de oxigênio do grupo carboxilato, devido ao deslocamento do estiramento CO, confirmado posteriormente pela análise de difração de raios X (DRX) por monocristais. Os resultados de DRX por monocristais mostraram que os complexos de Zn2+ e Cu2+ são isoestruturais. Além da coordenação por um dos átomos de oxigênio do grupo carboxilato, há coordenação pelo átomo de nitrogênio da amina. A esfera de coordenação é completada por uma molécula de água conferindo ao cátion central uma geometria piramidal de base quadrada distorcida. Ainda com a interpretação dos dados de DRX por monocristais observa-se a formação de um polímero 2D ao longo do plano cristalográfico ac, tendo as ligações de hidrogênio entre as folhas do polímero 2D (ao logo do eixo cristalográficos b) como força estabilizadora de uma estrutura polimérica 3D. Através dos cálculos DFT determinou-se a diferença energética entre as bandas de valência e de condução permitindo a classificação do complexo de Zn2+ como isolante e o complexo de Cu2+ como um material semi-condutor. Esses resultados teóricos apresentaram um bom acordo com os resultados experimentais (reflectância difusa), mostrando assim, que o uso da teoria pode ser mais uma ferramenta nas interpretações e previsões de resultados experimentais. 
Abstract: In this work have been performed structural elucidation and electronic investigations of two new coordination complexes derived from the 4-amino-2-hidroxybenzoic acid, where the studied ions were Zn2+ and Cu2+. In these investigations experimental and theoretical studies have been done. The experimental techniques used were: spectroscopic techniques (infrared spectroscopy, electronic spectroscopy and Raman scattering), thermogravimetric analysis, atomic absorption and X ray diffraction techniques (single crystal and powder). Theoretical simulations were performed under Density Functional Theory (DFT) using boundary periodic conditions and basis set expanded in plane waves, within the ultrasoft pseudopotential aproximation to describe the inner shell electrons and the GGA-PBE exchange-correlation functional. Themogravimetric analysis showed the presence of four water molecules and through atomic absorption have been determined four cations per molecular formula. Spectroscopic data suggest a possible coordination by the oxygen atom of the carboxylate group, due to the shift of the CO stretching, confirmed by single crystal X ray diffraction (DRX). The single crystal DRX showed that the Zn2+ and Cu2+ complexes are isostructural. Besides the coordination through the oxygen atom of the carboxylate group, there is also coordination by the nitrogen atom of the amine group. The coordination sphere is fulfilled by a water molecule forming a distorted square base pyramidal geometry in the cation center. It is possible to note through single crystal DRX data the formation of a 2D polymer along the ac crystallographic plane, with hydrogen bonds interaction between the 2D polymer sheets (along the b crystallographic axis) as stabilizing interaction to form a 3D polymeric structure. Through DFT calculations the energetic difference between the valence and conduction bands were estimated, classifying the Zn2+ complex as insulator and the Cu2+ complex as semi-conductor. These theoretical results present a good agreement with the experimental ones (diffuse reflectance), showing that the use of theory can be a useful tool in interpretation and prevision of experimental results.
Subject: Química supramolecular
Raios X Difração
Complexos metálicos
Físico-química
Compostos de coordenação
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-A8PRUB
Issue Date: 27-Jul-2012
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