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Tipo: TCC
Título: Estudos teóricos das propriedades vibracionais e eletrônicas dos complexos [Ru(bpy)2(1,4-dt)(L)]n+, onde L = Cl⁻, NO2⁻ e NO⁺
Autor(es): Costa, Guthyery Prado de Oliveira
Orientador: Paulo, Tércio de Freitas
Palavras-chave: DFT;Nitrosilo complexos;Óxido nítrico
Data do documento: 2022
Citação: COSTA, Guthyery Prado de Oliveira. Estudos teóricos das propriedades vibracionais e eletrônicas dos complexos [Ru(bpy)2(1,4-dt)(L)]n+, onde L = Cl⁻, NO2⁻ e NO⁺. 2022. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: O avanço contínuo na capacidade de processamento de dados, o desenvolvimento de programas, funcionais e conjuntos de bases mais eficientes tornou a teoria do funcional da densidade (do inglês, density functional theory – DFT) um método avançado e eficiente para calcular, com boa aproximação, propriedades estruturais, vibracionais e eletrônicas de sistemas químicos, incluindo compostos de coordenação. Dentre vários tipos de compostos de coordenação, aqueles capazes de doar óxido nítrico (NO) têm despertado grande interesse científico. Esses são usados como ferramentas de estudos dos mecanismos de liberação induzida e de captação de NO. Entretanto, as propriedades eletrônicas desses sistemas, como a interação metal/NO ainda não são bem compreendidas. Sendo assim, cálculos computacionais são cruciais para o estudo desses complexos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é a realização de cálculos quânticos computacionais usando DFT para estudar as propriedades estruturais, vibracionais e eletrônicas de complexos do tipo cis-[Ru(bpy)2(1,4-dt)(L)]n+, onde L = Cl(1)⁻, NO2⁻(2) e NO+(3). As geometrias dos complexos foram otimizadas ao nível de teoria DFT/B3LYP/6-311++g(d,p)/LANL2DZ. A partir das estruturas otimizadas, calculou-se a energia e realizou-se a atribuição das transições vibracionais e eletrônicas dos complexos. A partir dos orbitais naturais de transição (ONTs), avaliou-se a natureza das transições eletrônicas. Para o íon complexo 1, observou-se no espectro de IR calculado, as bandas dos ligantes bpy e 1,4-dt, ao passo que para o complexo 2, além das bandas desses ligantes, observou-se bandas atribuídas ao NO2-. Para o complexo 3, observou-se uma banda intensa, atribuída ao modo vibracional de estiramento v(NO), em 1960 cm⁻1 indicando, assim, um caráter de NO⁺ coordenado ao Ru²+. Nos espectros teóricos de UV-Vis as bandas de menor energia com máximos de absorção (λmáx) observados em 460 e 411 nm para os complexos 1 e 2, respectivamente, resultam de transições de transferência de carga de caráter misto metal-ligante (TCML) e interligante (TCLL). Para os complexos 3, observou-se nas bandas de menores energias com λmáx em 408 e 328 nm transição de natureza TCLL. No geral, os espectros vibracionais e eletrônicos teóricos apresentaram uma excelente concordância com os dados experimentais previamente publicados, permitindo a atribuição das bandas e avaliação do efeito do ligante L sobre as propriedades eletrônicas dos complexos.
Abstract: The rapid and continuous advancement of computer data processing along with the development of softwares, functionals and basis sets more efficient has made the density functional theory (DFT) an advanced and efficient method for describe chemical systems. DFT allows to calculate, with good approximation, the structural, vibrational, and electronic properties of atoms, molecules and solids, including coordination compounds. Among the different classes of coordination compounds, those that acts as nitric oxide (NO) donor, nitrosyl complexes, have attracted the scientists´ interest. These can be used as tools for studying the NO-release mechanisms. However, the electronic properties of these systems, such as the metal/NO interaction and release mechanisms, are yet not fully understood. Therefore, computational quantum calculations are required for describe the electronic structure of these complexes. In this context, the main aim of this work was to perform computational density functional theory calculations to study the structural, vibrational, and electronic properties of cis-[Ru(bpy)2(1,4-dt)(L)]n+ complexes, where L = Cl⁻ (1), NO2⁻ (2) and NO+ (3). The geometries of the complexes were optimized at the DFT/B3LYP/6-311++g(d,p)/LANL2DZ theory level. From such structures, the energy and nature of the vibrational and electronic transitions were calculated. From the natural transitional orbitals (NTO´s), the nature of electronic transitions was evaluated. For complex 1, the bands of bpy and 1,4-dt ligands are the DFT IR spectrum, while for the complex 2, in addition to these, the bands of NO2⁻ were observed. For 3, an intense band was observed, assigned to the vibrational stretching mode v(NO), at 1960 cm⁻1, indicating a character of NO²⁺ coordinated to Ru²+. In the theoretical UV-Vis spectra, the lowest energy bands at 460 and 411 nm for complexes 1 and 2, respectively, result from metal-ligand charge transfer (MLCT) and interligand (LLTC) transitions. However, complex 3 has two lower energy bands at 408 and 328 nm with interligand charge transfer (LLCT) transitions. In general, the theoretical vibrational and electronic spectra showed great agreement with experimental data previously published. Such results have allowed the assignment of the bands and evaluation of the ligand L effect on the electronic properties of the complexes.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66583
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