PROPRIEDADES ELETRÔNICAS DE a,a'-TIOFENOS PELA TEORIA DO FUNCIONAL DE DENSIDADE


MARCOS ANTÔNIO DE OLIVEIRA(PG)a, HÉLIO ANDERSON DUARTE(PQ)a , ANA PAULA LAMOUNIER (IC)a, JEAN-MICHEL PERNAUT(PQ)b, WAGNER BATISTA DE ALMEIDA(PQ)a.


aLaboratório de Química Computacional e Modelagem Molecular (LQC-MM)

bLaboratório de Novos Materiais


Departamento de Química-ICEx

Universidade Federal de Minas Gerais


Palavras-chave: a,a'-tiofenos, funções-de-base, teoria-do-funcional-de-densidade.

Os derivados não substituídos do a,a'-tiofenos (fig. 1), com suas potenciais aplicações em sistemas eletrônicos são os protótipos de partida para a construção e entendimento de moléculas novas. Como a DFT (Teoria do Funcional de Densidade) têm produzido resultados para estes compostos em boa comparação com os resultados experimentais1, resolvemos investigar a natureza das informações produzidas por estes métodos, com mais rigor, otimizando as estruturas (obtidas inicialmente no nível HF, Hartree-Fock), no nível correlacionado da DFT, com variações nos conjuntos de funções de base utilizados. A partir desse ponto avaliamos a lacuna de energia entre as bandas de condução e de valência, aproximadas como a diferença de energia entre os orbitais de fronteira HOMO e LUMO1. As aproximações da DFT disponíveis foram utilizadas: local, GGA (aproximação do gradiente generalizado) e híbrida


Figura 1 Molécula de politiofeno.


(o funcional de troca inclui parte da energia de troca exata dada pelo método de HF). A aproximação local foi dada pelo funcional SVWN, a GGA pelo funcional BLYP e a híbrida pelos funcionais B3P86 e B3LYP. Os valores calculados da lacuna de energia não apresentaram mudanças qualitativas em função do inverso de número de monômeros na cadeia, fig 2, para resultados da DFT, com geometria RHF e também com as geometrias DFT otimizadas. Entretanto se observarmos quantitativamente os resultados, veremos diferenças significativas em eV, que levarão à diferenças de condutividade importantes, tabela1. Ainda é importante observar que os funcionais S-VWN e B-LYP apresentam resultados praticamente idênticos fig. 2 e tab. 1.


Figura 2 Valores da lacuna de energia calculados com a geometria RHF/6-31G* comparados a valores otimizados no nível DFT/6-31G*


Tabela 1 Valores calculados para a lacuna de energia com geometria RHF/6-31G*a e otimizados no nível da DFTb , também com o conjunto de funções de base 6-31G*.


Derivados

S-VWNa

B-LYPa

B3-LYPa

S-VWNb

B-LYPb

B3-LYPb

t

4,8

4,76

6,36

4,61

4,43

6,13

2t

3,43

3,4

4,8

2,94

2,91

4,35

3t

2,88

2,86

4,16

2,25

2,14

3,71

4t

2,61

2,59

3,83

1,9

1,8

3,13

5t

2,43

2,38

3,62

1,69

1,6

2,87

6t

2,35

2,33

3,53

1,55

1,46

2,69


Conclusão:

Os valores calculados das lacunas de energia apresentam-se confiáveis na ausência de resultados experimentais, sendo então, uma ótima referência para os químicos sintéticos e cientistas de materiais interessados no sistema apresentado ou em outros similares.


Bibliografia

1-Análise de propriedades eletrônicas de derivados do a,a'-tiofeno

M. A. de Oliveira, J.-M. Pernaut, W.B. de Almeida.

XIII Encontro Regional da SBQ-MG, São João Del Rei , de 03 a 05/11/99.


(CNPq, CENAPAD-MG/CO, FAPEMIG).