A computational probe for molecular environments

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.