Chemical bonding involving d-block elements from the quantum interference perspective

Favorite this paper
How to cite this paper?
Details
  • Presentation type: Apresentação de Pôster / Poster Communications
  • Track: Electronic Structure
  • Keywords: Chemical Bonding Theory; Transition Metals; interference; Generalized Valence Bond;
  • 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro

Chemical bonding involving d-block elements from the quantum interference perspective

David Wilian Oliveira de Sousa

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Abstract

Este trabalho faz parte de um projeto de unificação do conceito de ligação química em termos do fenômeno de interferência química. Fazemos uso do método GPF-EP (Generalized Product Function Energy Partitioning), desenvolvido por Thiago Cardozo (JCP, 2009, 130, 104102). Um breve resumo das aplicações do método pode ser visto no artigo The nature of the chemical bond from a quantum mechanical interference perspective (F. Fantuzzi, D.W.O. de Sousa, M.A.C. Nascimento, Chemistry Select, 2017, 2, 604). Neste trabalho avançamos para estudar ligações nos elementos do bloco d da Tabela Periódica.

Questions (7 topics)

Share your ideas or questions with the authors!

Did you know that the greatest stimulus in scientific and cultural development is curiosity? Leave your questions or suggestions to the author!

Sign in to interact

Have a question or suggestion? Share your feedback with the authors!

Author

David Wilian Oliveira de Sousa

Olá, Ricardo.

1. Você quis dizer do "caráter d" dos orbitais que participam da ligação ou do possível efeito dos orbitais d "não-ligantes" na ligação? Sobre o primeiro, existe um certo "caráter d" no caso dos hidretos, que varia com o metal. Nos cloretos, geralmente os dois orbitais ligantes tem um caráter p mais pronunciado e são mais polarizados para o cloro, o que pode ser interpretado como uma ligação 'dativa' M(2+) <- Cl(-).
Se há algum efeito dos orbitais d não ligantes na ligação, eu não me fiz essa pergunta. Mas vou rever depois os resultados.
2. Os orbitais mantém a forma hidrogenoide em todos os casos, que eu me lembre.

Ricardo Oliveira

Obrigado pela resposta!

Author

David Wilian Oliveira de Sousa

Olá, Yuri.

Não deu tempo de explicar na apresentação, mas a vantagem da função GPF é justamente poder analisar separadamente diferentes regiões da molécula, que podem ser tratadas em diferentes níveis de cálculo. Tanto a função HF quanto a função GVB podem ser consideradas casos particulares da GPF.
No caso, como os orbitais de caroço não participam da ligação, não há necessidade de utilizar um método mais caro para descrevê-los.

Author

David Wilian Oliveira de Sousa

Olá, Mateus!
Sim, o método foi desenvolvido em 2009 e, desde então, já foi aplicado em muitos sistemas. Tem um mini-review que foi publicado em 2017, vou deixar o link aqui. Mas de 2017 pra cá fizemos mais coisas, estamos escrevendo um outro review (na forma de capitulo de livro) que deve ser publicado ano que vem.

No meu doutorado eu tinha o plano de tratar vários tipos de ligações "não-convencionais" (ligações de 1 e 3 elétrons, ligações multicentro, interações intermoleculares fortes) para investigar o papel da interferência nelas, mas só consegui cumprir uma pequena parte do plano inicial. Ainda tem muita coisa pra fazer ainda. Por exemplo, algo que ainda não fizemos é investigar a interferência ao longo de caminhos de reação. Estamos começando a fazer isso atualmente.

https://doi.org/10.1002/slct.201601535

Author

David Wilian Oliveira de Sousa

Olá, Alfredo. Muito interessante a sua sugestão! Eu acho que requereria um certo trabalho para alterar os programas, mas deve dar um resultado interessante.

ALFREDO MAYALL SIMAS

Sim, imagino que não deve ser fácil mesmo - mas poderia tentar primeiro com um caso bem simples, tipo H2, para ver se o que falei se sustenta.

Sucesso em seu trabalho!

Author

David Wilian Oliveira de Sousa

Olá, Luciana.

Eu posso te indicar o mini review que publicamos em 2017, que contém uma breve explicação sobre a relação entre ligação química e interferência. Se quiser um material em português, posso te passar a minha tese de doutorado.
https://doi.org/10.1002/slct.201601535

Author

David Wilian Oliveira de Sousa

Olá, Matheus.

Então, na nossa proposta teórica, toda ligação química seria resultado da interferência entre estados monoeletrônicos (orbitais). Até agora, todas as ligações químicas que estudamos seguem esse padrão.

Sobre a questão da covalência, dentro da nossa proposta, "ligação química" e "ligação covalente" seriam sinônimos, pois o que causa aquilo que se chama de "covalência" seria exatamente a interferência. Na nossa proposta, a divisão entre ligação covalente e ligação iônica acaba não fazendo muito sentido. Já fizemos cálculos para ligações polares e mostramos que, mesmo para moléculas diatômicas muito polares como LiF ou NaCl, é a interferência quântica, e não os efeitos eletrostáticos, que majoritariamente estabilizam a molécula. Veja por exemplo:
(1) https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ct500334f
(2) https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpca.7b11760

Author

David Wilian Oliveira de Sousa

Oi Eduardo. Então, no método GVB as ocupações são por definição iguais a 1, cada 1 elétron ocupa 1 orbital. Até tem outros trabalhos que eu trabalho com um método diferente, uma extensão do GVB que usa número diferente de orbitais e elétrons, e nesses eu calculo e mostro sim as ocupações dos orbitais. Exemplos: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.7b00260 e https://link.springer.com/article/10.1007/s00214-020-02654-4