ESTUDO COMPARATIVO DO ESTADO FUNDAMENTAL DAS

ESTUDO COMPARATIVO DO ESTADO FUNDAMENTAL DAS MOLÉCULAS
DIATÔMICAS FORMADAS PELO ÁTOMO DE Cu COM OS ÁTOMOS DO
SEGUNDO PERÍODO: B, C, N, O e F
Luiz Fernando de Araújo Ferrão (IC), Marina Pelegrini (PG), Leonardo Tsuyoshi Ueno (PQ),
Orlando Roberto-Neto (PQ), Francisco B. C. Machado (PQ)
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Departamento de Química, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, SP, Brasil.
Este trabalho consiste na caracterização teórica do estado fundamental , de suas propriedades e
dos aspectos envolvendo a ligação química de moléculas diatômicas formadas pelo átomo de cobre
(Cu) com os átomos do segundo período da Tabela Periódica: boro (B), carbono (C), nitrogênio (N),
oxigênio (O) e flúor (F). Como abordagem de cálculo de estrutura eletrônica, utilizou-se métodos da
química quântica molecular, como o método funcional densidade na aproximação B3LYP, o método
coupled cluster com excitações simples e duplas e com contribuições de triplas CCSD(T), e o método
interação de configurações com excitações simples e duplas a partir de um conjunto de referências
(MRSDCI). As funções de base atômica utilizadas foram cc-pVTZ e aug-cc-pVTZ para os átomos do
segundo período (B, C, N, O e F) e a base de Wachters +f para o átomo de Cu. Os cálculos foram
realizados utilizando os programas Gaussian98 e MELD.
A caracterização teórica destas moléculas foi obtida através das constantes espectroscópicas
Re, De, e ωe. Utilizando estas propriedades e analisando as funções de onda eletrônica calculadas foi
possível realizar uma análise comparativa da ligação química entre as diversas moléculas estudadas,
assim como comparar os resultados obtidos com os diferentes métodos (B3LYP, CCSD(T) e
MRSDCI) e as diferentes bases atômicas utilizadas para os átomos do segundo período.
Em todos os níveis de cálculos, o estado fundamental das moléculas CuB, CuC, CuN, CuO e
CuF têm simetrias 1Σ+, 2Π, 3Σ−, 2Π e 1Σ+, respectivamente. Para ilustrar os resultados obtidos, a Tabela
abaixo apresenta a distância de equilíbrio internuclear (Re) calculada pelos métodos B3LYP e
CCSD(T) utilizando a base atômica cc-pVTZ para os átomos dos segundo período.
Moléculas
CuB
CuC
CuN
CuO
CuF
Estado eletrônico
fundamental
1 +
Σ
2
Π
3 −
Σ
2
Π
1 +
Σ
Re (Å)
B3LYP
1,952
1,837
1,806
1,753
1,765
Re (Å)
CCSD(T)
1,929
1,817
1,815
1,766
1,770
Para os dois métodos, a distância internuclear diminui conforme se aumenta o número atômico
e a eletronegatividade do átomo do segundo período, com exceção da espécie CuF, a qual possui um
valor de Re maior do que para a molécula CuO. Esta mesma tendência da força da ligação também foi
observada para o conjunto de moléculas formadas pelos átomos do segundo período com átomo de
cálcio, ou seja Re aumenta quando aumenta o numero atômico, com excecão para as moléculas
formadas por O e F [1].
[1] M. Pelegrini, Dissertação de Mestrado, ITA, 2003. (FAPESP, CNPq, CENAPAD-SP).