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http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/156
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Comportamento não-arrhenius no rearranjo do 1,2-h metilclorocarbeno: tunelamento quântico vs canais reativos competitivos |
Autor: | Sousa, Yago Silva de |
Primeiro orientador: | Carvalho, Silva Valter Henrique |
Resumo: | Devido sua composição estrutural, os carbenos são espécies altamente reativas. Com isso, são frequentemente observados em reações químicas na forma de intermediários reativos de curta duração e a cinética dos processos que envolvem estas espécies não se dá de forma trivial. A proposta desse trabalho é descrever o comportamento cinético do rearranjo intramolecular do átomo de H na molécula de metilclorocarbeno, levando em consideração a dependência da temperatura. Trabalhos anteriores apontaram uma curvatura fortemente côncova (comportamento sub-Arrhenius), caracterizando um desvio da linearidade no plot deArrhenius. Uma série de hipóteses foram condicionadas a esse comportamento, dentre eles: caminhos competitivos; reação no estado excitado; tunelamento quântico; estados de transição variável, no entanto, esses estudos não foram conclusivos. Para maior compreensão descritiva da cinética reacional deste processo, realizamos um conjunto de simulações semi-quânticas através das dinâmicas moleculares de Car-Parinello e de Integrais de Trajetória identificando diversos caminhos reacionais. Adicionalmente, a geometria, energia e frequências dos pontos estacionários dos mecanismos obtidos pelas dinâmicas moleculares foram calculados via estrutura eletrônica nos níveis de cálculo B3LYP (CC-PVDZ, AUG-CC-PVTZ), B2PLYP (6-311++G*, CC-PVTZ) e WB97XD (AUG-CC-PVDZ). A constante cinética absoluta para a reação de inserção migratória do átomo de hidrogênio também foi calculada nos mesmos níveis. Os resultados encontrados neste estudo sugerem que o comportamento sub-Arrhenius se deve principalmente ao efeito de tunelamento no rearranjo intramolecular na molécula de metilclorocarbeno, não sofrendo efeitos de mecanismos competitivos. |
Abstract: | According of their structural composition, carbenes are highly reactive species. Thus, they are often observed in chemical reactions in the form of short-lived reactive intermediates and the kinetics of the processes involving these species do not occur in a trivial way. The purpose of this work is to demonstrate the kinetic behavior of the intramolecular rearrangement of the H atom in the methylchlorocarbene molecule, taking into account the temperature dependence. Previous works have pointed an upward curvature (sub-Arrhenius), characterizing a deviation from the linearity in the Arrhenius plot. A series of hypotheses were conditioned to this behavior, among them: competitive paths; reaction in the excited state; quantum tunneling; variable transition states, however, these studies were inconclusive. For a more descriptive understanding of the reaction kinetics of this process, we performed a set of semi-quantum simulations through Car-Parinello and Path Integrals molecular dynamics which identified several reactional paths. Additionally, the geometry, energy and frequencies of the stationary points of the mechanisms obtained by the molecular dynamics were calculated electronically at B3LYP (CC-PVDZ, AUG-CC-PVTZ), B2PLYP (6-311 ++ G *, CC -PVTZ) and WB97XD (AUG-CC-PVDZ) levels of calculation. The absolute kinetic constant for the hydrogen atom migration reaction was also calculated at the same levels. The results obtained in this study suggest that the sub-Arrhenius behavior is mainly due to the tunneling effect on the intramolecular rearrangement of the methylchlorocarbene molecule, excluding competitive mechanisms effects. |
Palavras-chave: | PIMD CPMD Correção de tunelamento de Bell Integral de Feynman PIMD CPMD Bell tunneling correction Feynman Integrals |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Estadual de Goiás |
Sigla da instituição: | UEG |
Departamento: | UEG ::Coordenação de Mestrado Ciências Moleculares |
Programa: | Programa de Pós-Graduação Stricto sensu em Ciências Moleculares |
Citação: | SOUSA, Yago Silva de. Comportamento não-arrhenius no rearranjo do 1,2-h metilclorocarbeno: tunelamento quântico vs canais reativos competitivos. 2018. 70f. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Anápolis de Ciências Exatas e tecnológicas - Henrique Santillo, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis, 2018. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/156 |
Data de defesa: | 2-Ago-2018 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Ciências Moleculares |
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