ESTRUTURA E BARREIRAS DE ATIVAÇÃO DOS ISÔMEROS DE C2F2Cl2

Noriberto Araújo Pradie (IC) , Harrald Victor Linnert (PQ)

Universidade de São Paulo , Instituto de Química , Departamento de Química Fundamental

Palavras chave : isomerização , cis-diclorodifluoretileno , cálculo ab initio
 
 

Introdução

  O estudo da mistura de cis- e trans-ClFC=CFCl, caracterizado por um processo de relaxação vibracional, indica que o isômero cis pode ser seletivamente excitado por um laser pulsado infravermelho operando em 948 cm-1, para formar o trans- ClFC=CFCl1,2 .
            +     nhv       Û 
          cis-1,2-Dicloro-1,2-difluoroetileno                                               trans-1,2-Dicloro-1,2-difluoroetileno

  Essa  isomerização  geométrica  do  isômero cis- por  absorção multifotônica  no infravermelho  apresenta  uma  dependência  com  os  valores  de  fluência  do laser  e pressões de mistura de amostra. Entretanto, a respeito  de um número  relativo de estudos3  poucas  informações são  encontradas na literatura corrente a respeito desses isômeros.
 
 

Objetivos

  Neste  projeto  tem sido  estudado  as  estruturas das geometrias dos  isômeros  de  cis- e  trans-C2F2Cl2 e  as energias conformacionais , por  meio do uso do programa  Gaussian 984, e  relativo as  possíveis  reações de isomerização determinando as estruturas do estado de transição. As energias conformacionais e relativas aos estados de  transição são  analisadas pelos  método de RHF, MP2 e B3LYP. O cálculo tem sido efetuado em micro computadores Pentium em ambiente Linux e nas estações de trabalho do IQ-USP.
 
 

Métodos e Resultados

  As  optimizações  para  cada  isômero  com  o  programa  Gaussian  98  utilizando  o  método  Restrict Hartree-Fock Self-Consistent Field (RHF)5,6 , MP2 e B3LYP com o conjunto de bases 6-31G(d), e o cálculo das frequências para  cada  isômero  indicam que  as moléculas  optimizadas  representam  um mínimo de  potencial  e não um ponto de sela. Observa-se  que o  isômerotrans é o mais estável  para os três métodos calculados.

Tabela 1: valores de energia para cada isômero de acordo com o método de cálculo utilizado

Isômero
Energia / Hartree
RHF/6-31G(d)
MP2/6-31G(d)
B3LYP/6-31G(d)
cis-1,2-Dicloro-1,2-difluoroetileno
-1193,505
-1193,502
-1196,222
trans-1,2-Dicloro-1,2-difluoroetileno
-1193,508
-1193,505
-1196,224

   Utilizando  como  ponto  de   partida  a  molécula  do  isômero  cis  optimizada  com  RHF ,  foram   feitas modificações  nos  ângulos diedros dos átomos de fluor e cloro  ligado a  um dos átomos de carbono para a opção  de  cálculo   do  possível   estado  de  transição . Com  os   métodos  RHF  e  B3LYP  é  obtida   uma conformação  de  um  estado de  transição  resultando  uma  frequência  imaginária , relativamente  pequena, (-218,2 cm-1)  indicando uma  distorção  geométrica  modesta  para  a  molécula. Analisando o deslocamento para este  modo  de  vibração  em   termos  de  coordenadas  internas  redundantes , temos  que  os  angulos  diedro  D1  a  D4  são  significativos  e estariam  relacionando  um  movimento  correspondente  à  rotação do grupo  CFCl. A obtenção  do  modo  correto  para  a  vibração da  frequência  imaginária  e  os  valores single  point de energia  a níveis teóricos,MP4SDTQ e CCSD(T),com bases extendidas serão uma complementação a este trabalho.
 
 

Bibliografia

  1. Coronado, E. A.; Ferrero, J.C., Proc. Indian Acad. Sci. (Chem.Sci.) 1991, 103, 455
  2. Coronado, E. A.; Ferrero, J.C., J. Phys. Chem. A 1999, 101, 9603-9609
  3. Noriega, O . ; Anacona, Jr.; Castro, J.B.; Desanchez, A.R., Theochem J. Mol. Struct. 1995, 330, 249-253.
  4. Adquirido pelo CCE, Universidade de São Paulo.
  5. Foresman, James B.; Frisch, Aeleen, Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods , 2nd Edition, 1996, Gaussian Inc., Pittsburgh, PA,USA .
  6. Foresman, James B.; Frisch, Aeleen; Frisch, Michael J., Gaussian  94 User's  Reference, Second Printing, Gaussian Inc, Pittsburgh, PA,USA .
CNPq/PIBIC