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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo teórico de Fulerenos de carbono funcionalizados
Título(s) alternativo(s): Theoretical study of functioned carbon Fulerenes
Autor: Ferreira, Rodrigo Alexandre 
Primeiro orientador: Santos, José Divino dos
Primeiro membro da banca: Santos, José Divino dos
Segundo membro da banca: Araújo, Olacir Alves
Terceiro membro da banca: Vargas, Marcos dos Reis
Resumo: Neste trabalho, foram investigados teoricamente as propriedades estruturais e eletrônicas dos seguintes fulerenos C60, C70, C78, C82, C84 e C96, neutros e nas formas carregadas. Das funcionalizações desses fulerenos com grupos orgânicos como a tiazolidinationa ( ), formando os complexos , e com o grupo éster metílico do ácido butírico fenil, formando os . E, das interações das estruturas dos PCPDTBT livre e substituído, com os fulerenos funcionalizados. A partir da criação de algoritmos com linguagem de programação Shell bash e awk, e utilizando os métodos para cálculos quânticos teóricos, o semiempírico PM7, utilizando o pacote MOPAC 2016 e o método ab initio a nível B3LYP, utilizando os conjuntos de bases 6-311G(d,p) e 6-31+G(d,p), foi possível otimizar as estruturas a partir das coordenadas internas dos átomos. Assim, foi possível concluir que as formas aniônicas dos fulerenos representados por , e , foram mais estáveis do que as formas catiônicas , e , por apresentarem menores energias após a inserção de um a três elétrons. O ânion bivalente apresentou-se como o mais estável por apresentar uma variação relativa da energia igual , enquanto os demais ânions mono e trivalentes apresentaram e , respectivamente. Observou-se que as moléculas do e apresentaram simetria, e consequentemente valores do dipolo elétrico , igual a zero. Foi possível concluir que ao inserir elétrons na molécula do , ocorre a perda da simetria e aumento do volume. E, que os ânions dos fulerenos superiores ao , acomodam muito bem cargas elétricas, não alterando assim seus volumes. Observou-se que das funcionalizações dos fulerenos , e , com valores de gap calculado , e respectivamente, como o grupo tiazolidinationa formando os complexos , e , apresentaram os seguinte valores de gap , e respectivamente, portanto sendo mais instáveis do que suas formas originais. Nas funcionalizações, formado os compostos e , apresentaram estabilidade por apresentarem maiores gap de energia, iguais a e , respectivamente. Enquanto os compostos e apresentaram maiores reatividade por apresentarem menores gap de energia como valores de e . Das interações do PCPDFBT livre e substituído com os fulerenos funcionalizados, observou-se que a melhor combinação é do PCPDTBT, substituído com o grupo cetônico-fenil, por apresentar menor energia do orbital HOMO , com os e os , por fornecerem maiores valores da propriedade . Dessa maneira, essas formas funcionalizadas combinadas com o PCPDTBT modificado são possíveis candidatas as unidades de PSCs, na conversão de energia solar em energia elétrica.
Abstract: In this work, the structural and electronic properties of the following fullerenes ( , , , , and ), neutral and in charged forms, were theoretically investigated. Functionalization of these fullerenes with organic groups such as thiazolidination ( ) forming the complexes , and with the methyl ester group of phenyl butyric acid forming the . And, of the interactions of free and substituted PCPDTBT structures, with functionalized fullerenes. From the creation of algorithms with Shell bash and awk programming language, and using methods for theoretical quantum calculations, the semi- empirical PM7, using the MOPAC 2016 package and the ab initio method at B3LYP level, using the sets of bases 6-311G (d, p) and 6-31+G (d, p), it was possible to optimize the structures from the internal coordinates of the atoms. Thus, it was possible to conclude that the anionic forms of fullerenes represented by, , and , were more stable than the cationic forms , e , for having lower energies after the insertion of one to three electrons. The divalent anion presented itself as the most stable because it presents a relative variation of energy equal to while the other mono and trivalent anions presented and , respectively. It was observed that the molecules of and showed symmetry, and consequently electric dipole values , equal to zero. It was possible to conclude that when inserting electrons in the , molecule, there is a loss of symmetry and increase in the bulk occurs. And, that the anions of fullerenes higher than , accommodate electrical charges very well, thus not altering their bulks. It was observed that of the functionalization of fullerenes and with calculated gap values of , and eV respectively. As
Palavras-chave: Fulerenos
Funcionalização
Estabilidade
Energia
Fullerenes
Functionalization
Stability
Energy
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: FERREIRA, R. A. Estudo teórico de Fulerenos de carbono funcionalizados. 2020. 119 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Central - Sede: Anápolis - CET, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis-GO.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/904
Data de defesa: 17-Dez-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Moleculares

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