Estudo teórico de Buckyballs Cn@H2

Currently the study of fullerene or buckyballs C60, C70, C82, etc. has generated great interest for theoretical research and experimental in discover its chemical and physical properties, including the ability of encapsulation of different chemicals species. These searches resulted in the developmen...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2009
Main Author: Iank, Julio Rodolfo Pessoa lattes
Orientador/a: Oliveira, Kelson Mota Teixeira de lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal do Amazonas
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Português:
DFT
Assuntos em Inglês:
DFT
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/3323
Citação:IANK, Julio Rodolfo Pessoa. Estudo teórico de Buckyballs Cn@H2. 2009. 97 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2009.
Resumo Português:Atualmente o estudo de fulerenos ou buckyballs C60, C70, C82, etc tem geradoum grande interesse para pesquisa teórica e experimental em desvendar suas propriedades químicas e físicas, entre elas a capacidade de encapsulamento de diferentes substâncias químicas. Estas pesquisas resultaram no desenvolvimento e possível produção por síntese de novas buckyballs, como também séries homólogas com moléculas de C70, que podem ser usados como supercondutores, materiais fotoluminescentes, materiais ferromagnéticos e também no desenvolvimento de novos sistemas de acumulação e armazenamento de gás hidrogênio. Este trabalho tem por objetivo analisar as estabilidades relativas do C60 e seus derivados, através de uma abordagem teórico-computacional, em nível DFT com funcional híbrido B3LYP utilizando bases 3-21G e 6-31 G++. Os resultados mostraram que as buckyballs e seus derivados são estáveis frente à fragmentação estrutural, tendo sido observadas mudanças somente a partir do C20, C18 e C16, sendo que a última buckyball não suporta hidrogênio encapsulado. A caracterização de sistemas C60@(2, 5, 8, 11 e 15)H2 demonstra uma grande transferência de carga entre hidrogênios e carbonos em todos os sistemas estudados o que sugere uma altaprobabilidade de aceitação de elétrons e limitada capacidade de confinamento de pelo menos 15 moléculas de H2 encapsuladas do C60, ao mesmo tempo em que demonstra a grande capacidade de encapsulamento de H2. Outros resultados relevantes mostraram alta reatividade molecular somente para dois sistemas C60@11H2 e C60@15H2, demonstrando que o C60 é mais reativo com alto índice de H2 encapsulado.
Resumo inglês:Currently the study of fullerene or buckyballs C60, C70, C82, etc. has generated great interest for theoretical research and experimental in discover its chemical and physical properties, including the ability of encapsulation of different chemicals species. These searches resulted in the development and possible production by synthesis of new buckyballs, but also with homologous series of C70 molecules with encapsulated metal ions that can be used as superconducting, photoluminescent materials, ferromagnetic materials and also in developing new systems of accumulation and storage of hydrogen gas. This study aims to examine the relative stability of C60 and its derivatives, through a theoretical and computational approach in DFT level with B3LYP hybrid functional using bases 3-21G and 6-31 G++. The results showed that buckyballs and their derivatives are stable against the fragmentation structural, changes were observed only from the C20, C18 and C16, and the latter buckyball does not support encapsulated hydrogen. The characterization of systems C60@(2, 5, 8, 11 and 15)H2 shows a large transfer of charge between hydrogens and carbons in all systems studied which suggests a high probability of acceptance of electrons and limited capacity of the containment least 15 molecules of H2 of encapsulated C60, at the same time demonstrates the great capacity of encapsulation of H2. Other relevant results showed high reactivity to only two molecular systems C60@11H2 and C60@15H2, demonstrating that the C60 is more reactive with high index of H2 encapsulated.