Ligações químicas em complexos de metais de transição: estrutura e densidade eletrônica em cristais
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Javier Alcides Ellena
Adailton João Bortoluzzi
Alejandro Pedro Ayala
Heitor Avelino de Abreu
Adailton João Bortoluzzi
Alejandro Pedro Ayala
Heitor Avelino de Abreu
Resumo
As importantes propriedades de compostos de coordenação são uma consequência direta da distribuição eletrônica nesses compostos, de forma que o melhor entendimento das ligações e interações químicas é crucial para o desenvolvimento de compostos com as propriedades desejadas. Para se avaliar a influência da natureza do metal de transição nas interações e estrutura cristalina, analisou-se uma série isoestrutural de compostos de coordenação, que apresentam ligação de hidrogênio curta, através da técnica de difração de raios X por monocristal. As estruturas foram analisadas tanto através de uma descrição esférica do átomo (Modelo do Átomo Isolado) quanto através da descrição asférica (Modelo de Multipolo e Refinamento do Átomo de Hirshfeld), avaliando-se as ligações e interações através de parâmetros geométricos, análise da superfície de Hirshfeld e análise topológica. Pôde-se concluir que todas as ligações entre metal de transição e átomos de oxigênio são melhor definidas como intermediárias entre iônica e covalente, e que a ligação de hidrogênio curta apresenta grau de covalência dependente da natureza do metal presente no composto, de forma que o composto de Mn apresenta a ligação de hidrogênio curta mais covalente, e o composto de Ni tem a ligação de hidrogênio curta menos covalente. Realizou-se também comparação entre os métodos de particionamento, buscando uma correlação entre os mesmos. Para tanto, utilizou-se dados da literatura e posteriormente, aplicou-se a correlação aos compostos aqui estudados.
Abstract
The relevant properties of coordination compounds are a direct consequence of the electron distribution in these compounds, hence a better understanding of chemical bonds and interactions are crucial for the development of compounds with desired properties. In order to evaluate the influence of transition-metals nature in interactions and crystal structure, an isostructural series of coordination compounds presenting short hydrogen bond has been analyzed through single-crystal X-ray diffraction. The structures were evaluated through both a spherical (Independent Atom Model) and aspherical atom description (Multipole Model and Hirshfeld Atom Refinement), evaluating chemical bonds and interactions through geometric parameters, Hirshfeld surface analysis and topological analysis. It could be concluded that all chemical bonds involving transition metal and oxygen atoms are better defined as intermediate between ionic and covalent. It was also concluded that the covalence degree of the short hydrogen bonds are dependent on the nature of the metal present in the compound, in this manner, the Mn compound presents the most covalent short hydrogen bond and the Ni compound has the least covalent short hydrogen bond. A comparison between partitioning methods was also conducted, as means to find a correlation between them. To do so, literature data was used and the correlation was later applied to the compounds under study.
Assunto
Físico-química, Compostos de coordenação, Compostos de metais de transição, Cristais, Ligações químicas, Raios X, Difração, Ligação de hidrogênio, Estrutura eletrônica
Palavras-chave
Superfície de Hirshfeld, Análise topológica, Distribuição de carga, Modelo de multipolo, Refinamento do átomo de Hirshfeld