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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82996| Type: | TCC |
| Title: | Síntese, caracterização e formação de monocamadas sobre ouro de complexos do tipo trans-[Ru(NH₃)₄(pyS)(L)]²⁺ |
| Authors: | Bezerra, Gustavo Soares |
| Advisor: | Paulo, Tércio de Freitas |
| Keywords in Brazilian Portuguese : | Complexos de rutênio;SAM;Efeito trans |
| Keywords in English : | Ruthenium complexes;SAM;Trans effect |
| Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Issue Date: | 2025 |
| Citation: | BEZERRA, Gustavo Soares. Síntese, caracterização e formação de monocamadas sobre ouro de complexos do tipo trans-[Ru(NH₃)₄(pyS)(L)]²⁺. 2025. 69 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) — Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Os complexos trans-tetra(amin) de rutênio possuem ligantes (NH₃) equatoriais com características π-inocentes, os quais não afetam de maneira significativa a retrodoação π nos ligantes axiais. A preparação de uma série desse tipo de compostos possibilita a análise do efeito trans nas características eletrônicas dos complexos, assim como nos filmes constituídos por estes. Neste contexto, o presente trabalho visa, inicialmente, a síntese, caracterização e formação de monocamadas sobre superfícies de ouro de complexos da forma trans-[Ru(NH₃)₄(pyS)(L)](PF₆)₂, em que: pyS = 4-mercaptopiridina e L = pirazina (pz), 4,4’-bipiridina (4,4’-bpy) ou 4,4’-ditiodipiridina (pySSpy). Primeiramente, os complexos precursores foram preparados e caracterizados. Em seguida, os complexos de trabalho foram elaborados e caracterizados por meio das técnicas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho, espectroscopia eletrônica nas regiões ultravioleta e visível (UV-Vis), além de voltametria cíclica. Cálculos teóricos de DFT e TD-DFT foram realizados para auxiliar nas atribuições dos modos vibracionais e das transições eletrônicas. Os valores do potencial de meia-onda (E₁/₂) correspondentes ao par redox Ruᶦᶦᶦ⸍ᶦᶦ foram observados em 590, 446 e 460 mV para os complexos com L igual a pz (RuPZ), 4,4’-bpy (RuBT) e pySSpy (RuBP), respectivamente. A partir desses valores, constatou-se que o complexo RuPZ é o mais estável no estado reduzido, seguido dos complexos RuBT e RuBP. A formação das monocamadas automontadas (SAM) dos complexos foi monitorada em tempo real via Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR). Os resultados demonstraram que as SAM dos complexos apresentaram valores da quantidade de matéria adsorvida (Γ) de 8,03 ×10⁻¹⁰, 5,56 ×10⁻¹⁰ e 6,36 ×10⁻¹⁰ mol cm⁻² para RuPZ, RuBT e RuBP, respectivamente, sendo condizentes com a formação de monocamadas. A avaliação da força de interação com a superfície foi avaliada indiretamente por dessorção redutiva em meio alcalino de KOH 0,5 mol L⁻¹. Os potenciais de dessorção redutiva (Edr) observados em -0,93, -0,86 e -0,87 V para as SAM de RuPZ, RuBT e RuBP, respectivamente, indicaram que quanto maior o caráter π-aceptor do ligante trans à pyS, maior a força da interação do complexo/superfície. No entanto, a tentativa de correlacionar esses resultados com os dados dos cálculos teóricos não foi satisfatória para o nível de teoria inicialmente selecionado. |
| Abstract: | The trans-tetra(amine) ruthenium complexes have equatorial (NH₃) ligands with π-innocent characteristics, which do not significantly affect the π-backdonation of the axial ligands. The preparation of a series of such compounds allows for the analysis of the trans effect on the electronic properties of the complexes, as well as on the films formed by them. In this context, the present work initially aims at the synthesis, characterization, and formation of monolayers on gold surfaces of complexes of the form trans-Ru(NH₃)₄(pyS)(L)₂, where pyS corresponds to 4-mercaptopyridine and L can be pyrazine (pz), 4,4’-bipyridine (4,4’-bpy), or 4,4’-dithiodipyridine (pySSpy). First, the precursor complexes were prepared and characterized. Then, the target complexes were synthesized and characterized using infrared vibrational spectroscopy, ultraviolet and visible electronic spectroscopy (UV-Vis), and cyclic voltammetry. Calculations using DFT and TD-DFT were done to help identify the vibrational modes and electronic transitions. The half-wave potential (E₁/₂) values corresponding to the Ru²⁺/³⁺ redox pair were observed at 590, 446, and 460 mV for the complexes with L equal to pz (RuPZ), 4,4’-bpy (RuBT), and pySSpy (RuBP), respectively. Based on these values, it was found that the RuPZ complex is the most stable in the reduced state, followed by the RuBT and RuBP complexes. The formation of self-assembled monolayers (SAM) of the complexes was monitored in real time via surface plasmon resonance (SPR). The results indicated that the SAMs of the complexes exhibited surface coverage (Γ) values of 8.03 × 10⁻¹⁰, 5.56 × 10⁻¹⁰, and 6.36 × 10⁻¹⁰ mol cm⁻² for RuPZ, RuBT, and RuBP, respectively, confirming monolayer formation. The interaction strength with the surface was assessed indirectly through reductive desorption in 0.5 mol L⁻¹ KOH alkaline medium. The desorption potentials (Edr) were observed at -0.93, -0.86, and -0.87 V for the SAM of RuPZ, RuBT, and RuBP, respectively. The values suggest that the enhanced π-acceptor nature of the ligand trans to pyS leads to a stronger interaction with the surface. The attempt to correlate these results with data from the initially selected theoretical calculations was unsatisfactory. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82996 |
| Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0001-6815-7547 |
| Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/8310449609626837 |
| Access Rights: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | QUÍMICA - BACHARELADO - Monografias |
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