Estudo químico-quântico de compostos de fósforo: estabilidade e propriedades eletrônicas - Viana, Rommel Bezerra (2013)
Os compostos de fósforo apresentam várias implicações em processos atmosféricos e interestelares. Nesta tese, será realizado um estudo ab initio em três diferentes sistemas. (i) Um destes sistemas é o radical PCO. No capítulo três, foi analisado os aspectos conformacionais do radical PCO, sendo avaliado as propriedades moleculares e termodinâmicas da espécie cíclica e das espécies lineares. Entre os isômeros do radical PCO, a espécie i3 (C∞V, 2π) é a mais estável delas, com uma entalpia de formação a 0K de 22.33±2.10 kcal mol-1. Considerando as barreiras de energia, que convergem em direção a espécie i3, elas apresentam valores próximos de 10 kcal mol-1, ao passo que a energia necessária para a isomerização da molécula i3 para outros isômeros é acima de 60 kcal mol-1. Estes valores de energia explicam o fato que, em condições experimentais, foi detectado apenas a espécie i3 (C∞V, 2π). (ii) No capítulo quatro, foi elucidado o mecanismo da reação PH3 +F, assim como foi também caracterizado as propriedades eletrônicas dos intermediários observados nesta reação. Na reação PH3 +F, pode ser observado que, diferente da literatura, dois caminhos são possíveis para esta reação: (a) a reação de abstração de hidrogênio, com a formação dos produtos PH2 e HF, e a reação de adição-eliminação, com a formação das espécies PH2F e H. Analisando a energia eletrônica, é possível observar que a reação de adição-eliminação apresenta uma barreira de energia de 23 kcal mol-1 abaixo da mesma observada para a reação de abstração de hidrogênio. Considerando os intermediários formados na reação PH3 + F, são observados dois tipos de simetria: uma C1 e duas Cs. Além disso, a entalpia de formação em 298K dos intermediários variou de -22.99 to -29.74 kcal mol-1. (iii) No capítulo cinco, foi avaliada a interação da fosfina com diferentes aglomerados de água. Neste capítulo, foi realizada uma análise nos aglomerados PH3-(H2O)n (n=1-8,12,20) e avaliado a estabilidade dos potenciais isômeros, assim como as propriedades moleculares e espectroscópicas dos diferentes isômeros. Nas estruturas PH3-(H2O)n (n=1-8) foi possível observar que os modos vibracionais δ(PH3) e δsym(PH3) apresentaram um deslocamento para o vermelho, ao passo que as freqüências de estiramento simétrico e assimétrico da fosfina apresentaram um deslocamento para o azul. No caso da estrutura PH3(H2O)20, as variações nos modos vibracionais foram similares embora que mais intensas, sendo o mesmo também observado para as respectivas intensidades. Além disso, a energia necessária para o confinamento da fosfina no interior de um aglomerado de água dodecaedro hexagonal variou de -1.81 to -6.38 kcal mol-1.