DINÂMICA DE REAÇÕES QUÍMICAS: A IMPORTÂNCIA DA ESCALA MOLECULAR NA ELUCIDAÇÃO DOS MECANISMOS
BOMD, DFT, dinâmica, PEP, fluxo de energia, mecanismo, CP, IRC, SN2.
Mecanismos de reações bimoleculares em fase gasosa podem ser estudados na perspectiva da química teórica e computacional através da metodologia estática que utiliza a energética dos perfis de energia potencial junto com teorias estatísticas (TST e RRKM) para analisar e interpretar os canais de reação e por meio da dinâmica molecular de Born-Oppenheimer (BOMD) via simulação de trajetórias quase-clássicas. Os métodos de estrutura eletrônica empregados foram àqueles baseados na teoria de perturbação de Mller-Plesset de segunda ordem (MP2), para a descrição da PEP na reação SN2 e na teoria do funcional de densidade (DFT), com o funcional duplo híbrido B2PLYP para simular trajetórias da dinâmica, objetivando investigar os efeitos térmicos, isotópicos e de orientação do dipolo. Para ambas as abordagens foram utilizados conjunto de funções de base de Pople. Para o efeito térmico e isotópico o sistema estudado foi , em que foi feita uma amostragem pós-TS ; enquanto para o efeito da orientação do dipolo, partiu-se dos reagentes isolados. Para as investigações do efeito térmico, as temperaturas amostradas foram de 300 a 1000 K, sendo calculadas 800 trajetórias de dinâmica, que buscou avaliar o fluxo energético dos modos rotacionais do sistema, visto que, em estudos anteriores, foi verificado que a incapacidade do sistema seguir um caminho IRC surge dos períodos vibracionais para a flexão do modo , implicando pouca energia rotacional nos fragmentos HXCH3. Nesse sentido, investigou-se a influência da temperatura no acoplamento roto-vibracional. Os resultados preliminares apontam para enfraquecimento deste acoplamento em temperaturas mais elevadas, por consequência, menor número de trajetórias que levam à formação de complexo dos produtos (CP), que é classificado como trajetória IRC (do inglês, Intrinsic Reaction Coordinate). No efeito isotópico, foram estudados 8 sistemas com 100 trajetórias para cada sistema, totalizando 800 trajetórias da dinâmica. Nesta etapa, pretende-se averiguar se sistemas isotópicos de maiores massas tornam a flexão do modo mais lentas de modo a se obter maior tempo necessário para a alteração do ângulo (180° para 80°) a fim de tornar adequada a formação da ligação de hidrogênio que configura o CP característico de um comportamento IRC. Acrescenta-se a esses cálculos da dinâmica 2700 trajetórias da orientação do dipolo, que partiram de três orientações distintas (0°, 90° e 180°) do dipolo ao longo do eixo . Resultados do efeito isotópico e da orientação do dipolo ainda estão sob análise.