Stability of neutral molecular polynitrogens: Energy content and decomposition mechanisms
Detalhes
- Tipo de apresentação: Apresentação de Pôster / Poster Communications
- Eixo temático: Química Computacional
- Palavras chaves: Energy-density; Decomposition; Polynitrogens;
- 1 Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
- 2 Universidade Federal de Ouro Preto
Stability of neutral molecular polynitrogens: Energy content and decomposition mechanisms
Alexandre Coelho Rodrigues Gomes
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
The application of all-nitrogen systems as energetic materials is very promising.
If stable enough to be synthesized and stored, these systems may be used as a green source of energy
One of the criteria that these must satisfy is that they must present high dissociation barriers.
An in-depth search for several decomposition mechanism has been performed at the DFT level.
The results indicate that prismatic caged systems are likely to have higher energy barriers.
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Alexandre Coelho Rodrigues Gomes
Boa tarde Wagner. Muito obrigado.
Tenho referências sim. Abaixo seguem algumas.
FAU, S.; BARTLETT, R. J. Possible products of the end-on addition of N−3 to N+5 and their stability. The Journal of Physical Chemistry A, ACS Publications, v. 105, n. 16, p.4096–4106, 2001.
GAGLIARDI, L. et al. On the dissociation of N6 into 3N2 molecules. Chemical Physics Letters, Elsevier, v. 320, n. 5-6, p. 518–522, 2000.
GAGLIARDI, L. et al. Dissociation reaction of N8 azapentalene to 4N2: A theoretical study. International Journal of Quantum Chemistry, Wiley Online Library, v. 77, n. 1, p. 311–315, 2000.
GAGLIARDI, L. et al. A theoretical study of the nitrogen clusters formed from the ions N−3 , N+5 , and N−5 . The Journal of Chemical Physics, American Institute of Physics, v. 114, n. 24, p. 10733–10737, 2001.
NGUYEN, M. T.; HA, T.-K. Decomposition mechanism of the polynitrogen N5 and N6 clusters and their ions.
STROUT, D. L. Acyclic N10 fails as a high energy density material. The Journal of Physical Chemistry A, ACS Publications, v. 106, n. 5, p. 816–818, 2002.
A. C. R. Gomes, M. X. Silva and B. R. L. Galvão. Stability of neutral molecular polynitrogens: energy content and decomposition mechanisms. DOI: 10.1039/D1RA03259C (Paper) RSC Adv., 2021, 11, 21567-21578
Caso possa te ajudar com mais alguma informação é só me contatar.
Agradeço muito pelo feedback positivo.
Abraço e bom trabalho para você também!
Wagner Richter
Oi Alexandre, obrigado pelas referências. Se você assistir ao meu poster, verá que trabalhei com a molécula do (B_6C)^{2-}, que é uma estrutura planar também, com foco nas intensidades. Bem, especificamente para modos de vibração fora do plano (out-of-plane bendings), uma condição de simetria obriga a transferência de carga a ser zero (Dinur & Hagler, JCP 1989). No modelo que usamos, chamado CCTDP (Charge-Charge Transfer-Dipolar Polarization), a condição CT=0 obriga a intensidade total a ser descrita pela soma C+DP (esse último termo surge dos dipolos atômicos, sejam eles Hirshfeld, QTAIM, Chelpg, DDEC6, etc.). Pois bem, eu fiquei imaginando que, se eu estudar moléculas planares homonucleares, além do termo CT ser zero para os out-of-plane, possivelmente o termo de carga também será pequeno, pois os átomos terão, em sua ampla maioria, cargas zero ou muito próximas disso. Se as intensidades forem altas, necessariamente terão que ser contabilizadas pelo termo DP, que não obstante não existe caso eu empregue modelos de carga pontuais (como Mulliken, NPA, Chelpg pontual, ADCH, etc). Então vou pegar essas moléculas planares e calcular as intensidades de várias delas pra ver se atendem à hipótese que tracei. Caso esteja inscrito na RASBQ que começa daqui alguns dias, tenho um trabalho lá falando especificamente sobre essa condição de CT=0 obtida por Dinur & Hagler, mostrando uma consequência importante dela.
Já achei a sua dissertação de mestrado também, vou manter ela por perto enquanto isso hehehe forte abraço, até mais!
Wagner Richter
Minto, apareceu outra dúvida aqui sim: o ozônio foi a minha primeira hipótese de molécula homonuclear para estudar, mas como não é linear, não apresenta CT=0. Mas a literatura também parece sugerir que o ozônio tem forte caráter multireferência. Os polinitrogênios também apresentam isso? Na época eu havia pensado também na hexazina, mas as pequenas amplitudes de vibração tornam as intensidades muito pequenas para que os efeitos que busco observar sejam feitos evidentes.
Alexandre Coelho Rodrigues Gomes
Oi Wagner, bom dia. Muito legal! Vou dar uma olhada no seu pôster sim. Muito interessante a sua hipótese. Não estou inscrito no RASBQ, mas meu e-mail é [email protected], se você puder me enviar o seu pôster ou apresentação, gostaria muito de dar uma olhada. Quanto a minha dissertação, caso você tenha alguma dúvida, pode me enviar por e-mail. Fico muito feliz pelo interesse no meu trabalho. Quanto a questão do caráter multireferência, não tenho certeza absoluta, mas sim, os polinitrogênios apresentam esse caráter. Em alguns cálculos que fizemos, os resultados indicaram esse fato. Mas confesso que não tenho muito domínio sobre esse tópico. Se você quiser, verifico com os meus orientadores, para ter mais certeza. Novamente, muito obrigado. Abraço e até mais!
Alexandre Coelho Rodrigues Gomes
Oi Wagner, dei uma verificada aqui. De fato, eles apresentam certo caráter multireferencial, com diagnóstico T1 próximo de 0.03, mas não maior. Nós temos esses valores para os mínimos e não para os estados de transição, mas é uma ideia importante e podemos calcular no futuro. Novamente muito obrigado, e fico a disposição!