UM ESTUDO AB INITIO DE COMPLEXOS DE HIDROGÊNIO R-HCN COM R = C2H2 , C2H4 , C3H6


Kelson C. Lopes 1 ( IC ), Flávia S. Pereira1 ( IC ), Regiane C.M.U.Araújo1 ( PQ ) e Mozart N. Ramos2 (PQ )


1Departamento de Quimica-CCEN-Universidade Federal da Paraiba-J.Pessoa-PB

e-mail: regiane@quimica.ufpb.br

2Departamento de Química Fundamental-CCEN-Universidade Federal de Pernambuco-Recife-PE



Palavras-Chaves : ligação de hidrogênio, ab initio, propriedades moleculares


  1. Introdução:

Nas duas últimas décadas as técnicas espectroscópicas de microondas e infravermelho com transformada de Fourier têm sido largamente aplicadas no estudo de complexos de hidrogênio auxiliando na elucidação de suas estruturas[ 1,2 ],. Por sua vez, os cálculos de orbitais moleculares ab initio tem auxiliado tanto na elucidação das estruturas quanto na caracterização dos novos modos vibracionais que surgem devido a formação da ligação de hidrogênio e, em geral, em regiões do espectro de difícil caracterização do ponto de vista experimental . [ 3 ]

Os complexos de hidrogênio R-HCN com R= C2H2, C2H4, C3H6, foram elucidados através das espectroscopias de microondas e IV com FT . A simetria desses complexos é C2v com a molécula de HCN se alinhando perpendicularmente á insaturação dos hidrocarbonetos. Vale a pena lembrar que o ciclo propano é conhecido por exibir propriedades químicas e físicas semelhantes ás de hidrocarbonetos insaturados, devido a região de máxima densidade eletrônica na ligação C¾C estar deslocada em relação ao eixo internuclear, de tal maneira que o deslocamento máximo se dá no ponto médio dessa ligação.

  1. Objetivo:

Realizar um estudo sistemático dos complexos de hidrogênio R-HCN onde R= C2H2, C2H4, C3H6 evidenciando algumas propriedades estruturais , eletrônicas e vibracionais

  1. Método:

Realizamos cálculos de orbitais moleculares ab initio em nível MP2 com o conjunto de base 6-311++G**.

  1. Resultados e Discussão :

A distância intermolecular, dim , desses complexos de hidrogênio é definida como a distância entre o ponto médio da insaturação e o átomo de carbono em HCN . As distâncias intermoleculares teóricas e experimentais ( entre parênteses ) estão em excelente concordância:3.668(3.656);3.721( 3.711) e 3.482(3.476) para R= C2H2, C2H4, C3H6 . Estes resultados mostram que o complexo C3H6-HCN apresenta a menor distância intermolecular.

Com respeito a energia da ligação de hidrogênio, o complexo de ciclo propano e HCN mostra ser tão estável quanto o complexo de acetileno e HCN, onde a molécula doadora de próton apresenta ligações pi . A energia de ligação de hidrogênio MP2/6-311++G** desses complexos é 11.53 kJ.mol -1, 10.45 kJ.mol -1 e 11.77 kJ.mol -1 respectivamente para R= C2H2, C2H4, C3H6 .

A freqüência de estiramento da ligação de hidrogênio calculada apresenta boa concordância com os resultados experimentais ( entre parênteses ) , 90 cm -1( 82 cm -1) ; 83.2 cm -1(75 cm -1) e 87.4 cm -1(80 cm -1) respectivamente, para R= C2H2, C2H4, C3H6 . A diferença entre os valores calculados e experimentais se deve a aproximação harmônica no cálculo das freqüências.

  1. Bibliografia:

[1] . S. A. McDonald, G.L. Johnson, B.W. Keelan e L. Andrews, J.Am. Chem. Soc., 102, 2892 (1980).

[2] . P.D. Aldrich, A. C. Legon e W.H. Flygare, J. Chem. Phys., 75(5), 2126(1981).

[3] . R.C.M.U. Araujo, J.B. P. da Silva e M.N. Ramos, Spectrochim. Acta, 51A, 821(1995).



CAPES, CNPq