Orientador: Erick Leite Bastos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia/Química.

Parâmetros teóricos obtidos pela otimização de geometria da estrutura molecular em fase gasosa com o método quântico semi-empírico PM3, foram usados para correlacionar constantes de partição (log Poct; log Pc16 e log Pcic) para uma série de 700 solutos, considerando como referência as LSER obtidas com os parâmetros experimentais dos solutos: acidez (Σα2), basicidade (Σβ2), e dipolaridade/polarizabilidade (π2) de ligação de hidrogênio; refração molar de excesso (R2) e volume característico (Vx). Os parâmetros avaliados foram: as energias HOMO e LUMO; o momento de dipolo elétrico e as cargas atômicas parciais do hidrogênio mais positivo e do átomo mais negativo (classe IV - modelo CM1 ); e o índice de polarizabilidade como proposto por Famini e col.. Estes parâmetros teóricos, juntamente com Vx, são adequadas para serem utilizados em LSER na correlação dos valores de log P. Para a maioria dos solutos considerados, as quantidades eletrostáticas q+ , Ιq-Ι e µ descrevem adequadamente os termos de acidez, basicidade e dipolaridade de ligação de hidrogênio, o que não ocorre para solutos com mais de um polo positivo ou negativo relevante, como hidroquinona, nem para solutos como 2-nitrofenol com capacidade de formar ligação de hidrogênio intramolecular. As LSER para log Poct; log Pc16 e log Pcic com estes parâmetros teóricos são quimicamente consistentes. Cargas atômicas parciais, largamente usadas qualitativamente para descrever a reatividade de compostos e de grupos funcionais, podem ser usadas como descritor quantitativo de interações moleculares em estudos de solubilização, o primeiro estágio, que governa muitas reações químicas. / Semiempirical quantum theoretical parameters, obtained from PM3 geometry optimization method in gas-phase for a wide range of 700 solutes, were used to correlate experimental partition coeficients (log Poct; log Pc16 and log Pcyc), bearing as reference the LSER with experimentally derived parameters: Hydrogen bond acidity (Σα2), basicity (Σβ2) , and dipolarity/polarizability (π2); excess molar refraction and characteristic volume (Vx). Theoretical quantities tested includes: HOMO and LUMO energies; class IV, CM1 model atomic partial charges (q+ and Ιq-Ι) and dipole moment (µ); Famini\'s polarizability index (πF); and Vx. Those quantum derived quantities can successfully be used, jointly with Vx, to correlate log P values in the LSER approach. For most of the considered solutes, electrostatic quantities q+, Ιq-Ι and µ describes fairly well Hydrogen bond acidity, basicity and dipolarity terms, but do not describe hydrogen bond terms for solutes with more than one relevant positive or negative centers, like hydroquinone, nor solutes like 2-nitrophenol wich forms intramolecular hydrogen bond when in condensed phases. LSER with those theoretical parameters for log Poct, log Pc16 and log Pcic are chemically consistent. Atomic partial charges, widelly used to describe compounds and functional group reactivity in a qualitative way, can be used as a quantitative descriptor of molecular interactions in solubility, the first step wich drive a lot of chemical reactions.

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Neste trabalho foram estudadas as moléculas conhecidas corno cetonas-gaiola de Cookson e seus derivados pelo uso de técnicas computacionais de modelagem molecular. Estas moléculas participam de cicloadições [2+2], urna classe de reações cujo mecanismo ainda é estudado. As técnicas usadas foram as do Conjunto Completo de Funções de Base (CBS-4), Hartree-Fock, métodos de Teoria do Funcional de Densidade pBP e B3LYP e semi-empírico PM3. As técnicas foram usadas com diferentes conjuntos de base para analisar as conformações das moléculas e avaliar a exatidão do método em reproduzir resultados experimentais de termodinâmica e ressonância magnética nuclear. Com base na concordância dos resultados e com as caraterísticas do método, procura-se inferir quais as características estruturais e interações atômicas que explicam os resultados experimentais e os calculados. Foi estudada também a solvatação das espécies. Os programas empregados foram o Gaussian 94, Spartan 5.0, MOPAC e Amsol 6.6. Os resultados mostraram as interações interatômicas mais relevantes para a determinação das estabilidades relativas das moléculas. Foi considerado o efeito da estrutura no resultado de cálculos de energias e avaliado o método de reações isodésmicas para moléculas de estrutura complexa. / In this work the molecules known as Cookson\'s cage ketones and similar adducts were studied with the use of computational molecular modelling techniques. These molecules participate in cycloadditions [2+2], a class of reactions whose mechanism is still being studied. Toe techniques used were the Complete Basis Set (CBS-4), Hartree-Fock, Density Functional Theory methods pBP and B3LYP and semi-emprical PM3. The techniques were used with some basis sets to analise the molecular conformations and evaluate the agreement of the calculated with the experimental results of thermodynamics and NMR spectroscopy. Based on the agreement between the results and on the characteristics of the methods, it is sought to determine the structural characteristics and atomic interactions that explain the results. The solvation of the species was also studied. The programs used were the Gaussian 94, Spartan 5.0, MOPAC and Amsol 6.6. The results show the more important interactions that determine the relative stabilities of the molecules. The effect of the molecular structure on the energy calculation was studied and the method of isodesmic reactions was evaluated for complex molecules.

O entendimento das propriedades de complexos metálicos é de fundamental importância para o desenvolvimento de fármacos. No entanto, tanto do ponto de vista experimental quanto no de modelagem teórica, ainda temos muitas dificuldades de simular e mensurar as mudanças que a complexação com um metal causa em um composto. Este trabalho apresenta estudos de simulacões ab initio de complexos de Epiisopiloturina com Cu e Zn. Foram realizadas otimizações de estrutura, simulaçoes de espectroscopia vibracional, NMR e EPR além de estudos de reatividade. Obtivemos uma geometria otimizada condizente com a da forma cristalizada. Além disso, os resultados espectroscópicos mostram que as estruturas dos com plexos permanecem intactas em solução. Por fim, os estudos de reatividade conrmam que o complexo de Cobre aumenta a reatividade da molécula. / Understanding the properties of metal complexes is fundamental goal in the development of drugs. However, both from the experimental point of view and theoretical modeling, many diculties in the simulation and evaluatio of the changes that the metal causes upon complexation still remains. This work presents ab initio computational simulations of Epiisopiloturin com plexes with Cu and Zn. We make structural optimizations, simulations of vibrational spectroscopy, NMR and EPR, as well as reactivity studies. We obtain an optimized geometry that corresponds to that of the crystallized form. In addition, the spectroscopic results conrm that the complexes remain intact in solution. Finally, the reactivity studies conrm that the copper complex increases the reactivity of the molecule.

Clusters sub-nanométricos de metais de transição (TM) têm atraído grande atenção devido às suas propriedades físicas e químicas singulares, muito diferentes dos homólogos na fase bulk. Estas propriedades incomuns podem variar de acordo com o tamanho, a composição e o estado de carga para clusters em fase gasosa. Uma compreensão aprofundada da evolução das propriedades em função de tais parâmetros é um pré-requisito necessário para potencializar diversas aplicações, desde catálise até armazenamento magnético, bem como para responder questões fundamentais relacionadas com a estabilidade intrínseca desses sistemas. Porém, esse entendimento ainda não é satisfatório. Neste projeto, usando cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade dentro da aproximação de gradiente generalizado na formulação proposta por Perdew-Burke-Ernzerhoff, investigamos as estruturas atômicas, as propriedades eletrônicas e a estabilidade de todos os TM (30 elementos) clusters unários em função do tamanho (2 – 15 átomos). Para estudar a influência da carga, consideramos clusters de Cun e Ptn (n = 2 – 14) nos estados catiônico, neutro e aniônico, enquanto os efeitos de composição foram considerados para clusters bimetálicos de PtnCum com m = 2,3, · · · ,14 e n = 0,1, · · &middot ;,m. Nossos resultados sugerem que: (i) Os mecanismos de estabilização para os TM clusters unários baseiam-se na natureza das ligações químicas, em que a ocupação dos orbitais d ligantes ou antiligantes e a hibridização s – d afetam fortemente as propriedades. Por exemplo, a maioria dos TM clusters mágicos são acompanhados por picos de hibridização s – d e momentos de dipolo elétrico nulos.(ii) Diferentes parâmetros afetam as estruturas de TM clusters nesse regime de tamanho, tais como, propriedades do átomo livre, interações magnéticas de troca e efeitos relativísticos. (iii) As propriedades são muito susceptíveis ao estado de carga; em particular, as estruturas tendem a diminuir a coordenação atômica quando um elétron é adicionado ao sistema, o que afeta fortemente a transição 2D-3D. (iv) Energia de excesso negativa foi obtida para a maioria dos Pt–Cu clusters, o que fornece uma forte evidência para a formação de clusters bimetálicos. Além disso, nossas análises sugerem que a formação de estruturas tipo caroço(Cu)-casca(Pt) começa neste regime de tamanho, afim de liberar energia de tensão. (v) O centro de gravidade dos estados d ocupados da liga Pt–Cu varia com a composição, e se aproxima do orbital mais alto ocupado para composições em torno de 50%-50%. Em particular, nossos cálculos sugerem um aumento na energia de adsorção de CO e NO sobre Pt7Cu6 em comparação com os clusters unários de Pt13 e Cu13. Consequentemente, estes resultados constituem uma base para compreender a formação de partículas maiores bem como para investigar sistemas mais complexos e realistas, como reações químicas de sistemas moleculares adsorvidos sobre TM clusters estabilizados por ligantes ou suportados. / Sub-nanometre sized transition metal (TM) clusters have attracted great attention due to their unique physical and chemical properties, very different from the bulk counterparts. These unusual properties can vary with size, composition and state of charge for gas-phase clusters. An in-depth understanding of the properties evolution in function of such parameters is a necessary prerequisite to leverage diverse applications, from catalysis to magnetic storage, as well as to answer fundamental questions related with the intrinsic stability of these systems. However, this understanding is not yet satisfactory. In this project, using first-principles calculations based on density functional theory within the generalized gradient approximation in the formulation proposed by Perdew-Burke-Ernzerhoff, we investigate the atomic structures, electronic properties and stability of all TM (30 elements) unary clusters in function of size (2 – 15 atoms). To study the influence of the charge we considered Cun and Ptn (n = 2 – 14) clusters in the cationic, neutral and anionic states, while compositional effects were considered for bimetallic PtnCum–n clusters with m = 2,3, · · · ,14 and n = 0,1, · · · ,m. Our results suggest that: (i) The stabilization mechanisms for unary clusters are based on the nature of chemical bondings, on which the occupation of the bonding or antibonding d orbitals and the s – d hybridization strongly affect the properties. For example, most magic TM clusters are accompanied by peaks in s – d hybridization and null electric dipole moments.(ii) Different parameters affect TM cluster structures in that size regime, such as, free-atom properties, magnetic exchange interactions and relativistic effects. (iii) The properties are very susceptible to the charge state; in particular, the structures tend to decrease the atomic coordination when one electron is added to the system, which strongly affects the 2D-3D transition. (iv) Negative excess energy was obtained for the most PtCu clusters, which provides a strong evidence for the formation of these bimetallic clusters. Moreover, our analyzes suggest that the formation of core(Cu)-shell(Pt) like structures starts at this size regime, in order to release strain energy. (v) The center of gravity of the occupied d states of the Pt–Cu alloy vary with composition and approaches to the highest occupied molecular orbital for compositions around 50%-50%. In particular, our calculations suggest an increase in the adsorption energy of CO and NO on Pt7Cu6 in comparison with Pt13 and Cu13 unary clusters. Thus, these results form a basis to understand the formation of greater particles as well as to investigate more complex and realistic systems, such as chemical reactions of molecular systems adsorbed on ligand stabilized or supported TM clusters.

O objetivo deste trabalho é descrever a estrutura eletrônica da espécie diatôrnica BeMg, utilizando métodos ab initio multiconfiguracionais. A primeira descrição teórica da espécie BeMg foi feita por Chiles e Dykstra em 1982, empregando os métodos SCF, CCD e CEPA. Naquele trabalho, os autores propuseram que a estrutura eletrônica do BeMg seria intermediária entre a apresentada pelas espécies Be2 e Mg2. Em 1994, Boldyrev et al. empregaram o método QCISD e conjuntos de bases atômicas do tipo 6 - 311 + G* para calcular a distância de equilíbrio do BeMg. Até onde sabemos, não existe nenhum outro estudo téorico, nem experimental, sobre esta espécie. Apesar dos esforços anteriores, devido à natureza dos átomos envolvidos, para descrever com maiores detalhes e precisão não somente o estado fundamental, mas também diferentes estados eletrônicos excitados, é necessário empregar métodos ab initio multiconfiguracionais, fato explicitamente reconhecido por Boldyrev et al. Em 1994. No presente trabalho, as curvas de energia potencial para os estados eletrônicos energeticamente mais baixos, que correlacionam com os primeiros quatro canais de dissociação, da espécie BeMg foram descritas teoricamente empregando conjunto de bases atômicas do tipo cc-pVQZ e funções de onda do tipo CASSCF/MRCI. Todos os orbitais de valência, além de um conjunto adicional de funções de correlação do tipo s e p foram incluídos no espaço ativo. Diversas constantes espectroscópicas também foram calculadas para os estados eletrônicos selecionados. O estado fundamental foi caracterizado como de simetria 1Σ+ e fracamente ligado (De = 0,05 eV), possuindo consequentemente uma distância internuclear de equihbrio relativamente longa (3, 30 Å, ωe = 44, 2 cm-1). É interessante notar que nos trabalhos anteriores a distância internuclear de equilíbrio do estado fundamental foi calculada com sendo 4, 5 Å e 5,1 Å, por Chiles e Dykstra e Boldyrev et al., respectivamente. Os dois primeiros estados excitados são o a3II (Re = 2,416 Å, Te = 11029 cm-1) e o b3 Σ+ (Re = 2,578 Å, Te = 11058 cm-1), ambos com energia de dissociação igual a 1,28 eV. / The first theoretical description of BeMg (using the SCF, CCD, and CEPA methods) was done by Chiles and Dykstra in 1982, when it was proposed that its electronic structure would be intermediate to Be2 and Mg2. In 1994, Boldyrev et al., using the QCISD method and 6 - 311+G* basis sets, presented other results on this diatomic species. To the best of our knowledge, there are no other study about this diatomic species. However, due to the nature of the atoms involved, it is necessary to employ more sophisticated theoretical methods to describe BeMg accurately. In this study, potential energy curves for the lowest-lying electronic states correlating with the first four dissociation channels were determined using the cc-p VQZ basis sets and CASSCF /MRCI wave functions. All valence orbitals plus one set of s and p correlating functions were included in the active space. A whole set of spectroscopic constants completes the characterization of each state. In its ground state (X1Σ+) BeMg is weakly bond (De = 0.05 eV), and consequently has a long internuclear equilibrium distance (Re = 3.30 Å, we = 44.2cm-1). It is interesting to note that in previous theoretical works, the internuclear equilibrium distance was calculated to be around 4.5 Å and 5.1 Å. The first two excited states are an a3II (Re = 2.416 Å, Te= 11029 cm-1) and a b3Σ+ (Re = 2.578 Å, Te= 11058 cm-1), with the same dissociation energy, 1.28 eV.

Submitted by LUIS PAULO MEZZINA FREITAS null (luispaulo_freitas@hotmail.com) on 2018-04-02T00:09:19Z No. of bitstreams: 1 dissertacao-mestrado-LuisPauloMezzinaFreitas.pdf: 18748413 bytes, checksum: a67ea1b1c027b8cd9a997104cff80616 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-04-02T18:01:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 freitas_lpm_me_araiq_int.pdf: 18762361 bytes, checksum: 4d63f724fb1652469fddc8d5e75c8dd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-02T18:01:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 freitas_lpm_me_araiq_int.pdf: 18762361 bytes, checksum: 4d63f724fb1652469fddc8d5e75c8dd3 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / A pilina é um peptídeo produzido pela bactéria redutora de metais Geobacter sulfurreducens. Este peptídeo compõe um sistema biológico que tem atraído a atenção de pesquisadores, devido às suas propriedades condutoras interessantes. Estudos indicam que a pilina é a subunidade de uma estrutura filamentosa denominada pilus e que o conjunto desses filamentos formam uma proteína monolateral, a pili. Investigações revelaram processos de transferência eletrônica na faixa de micrômetros de comprimento, o que sugere, mais provavelmente, um regime de transporte por hopping. Além disso, correntes associadas à topografia referente ao filamento indicaram um comportamento ohmico, característica associada à metais. A ausência de cofatores e citocromo tornam essas propriedades ainda mais interessantes, indicando um transporte eletrônico ao longo da própria estrutura da proteína. Este trabalho apresenta a investigação de fatores que possam contribuir para um transporte de carga tão eficiente sem a presença de citocromo. Para isso, análises foram realizadas em aglomerados aromáticos dentro da estrutura de modelos que mimetizam a pilina e de modelos propostos para o pilus. O estudo é feito utilizando, primeiramente, métodos teóricos clássicos com os pacotes de simulação AMBER e GROMACS, e em seguida cálculos híbridos QM/MM, com tratamento quântico baseado na Teoria do Funcional da Densidade, implementada no código computacional CPMD, para a obtenção da estrutura eletrônica dos grupos aromáticos. Os peptídeos miméticos apresentaram gap energético entre HOMO e LUMO consideravelmente grande em água, mas reduzido no vácuo, principalmente em aglomerados de tirosina, onde os resultados indicaram características próximas de um metal, o que sugeria presença de aglomerados aromáticos constituídos de alguns resíduos de tirosina e isolados do solvente no pilus. Entretanto, para os dois modelos de pilus estudados, estes grupos interagiam com o solvente, apresentando um gap de mais de 3 eV em água e de mais de 1 eV no vácuo. O potencial eletrostático apresentou uma função moduladora sobre o gap HOMO-LUMO e a composição do aglomerado utilizado na análise apresentou grande influência no gap obtido no vácuo. A localização do HOMO e LUMO não indicou a delocalização eletrônica esperada para um processo de transferência eletrônica por tunelamento, mas ofereceu indícios para o hopping em razão da ocupação de diferentes resíduos de tirosina pelo mesmo elétron em água para diferentes instantes da dinâmica. No vácuo, os resíduos de lisina provocaram grande alteração no ambiente eletrostático, impactando no potencial redox dos resíduos de tirosina. / Pilin is a peptide produced by the metal reducing bacteria Geobacter sulfurreducens. This peptide is present in a biosystem that has been attracting attention due to its interesting conductive properties. Studies indicate that pilin is a subunit of a filamentous structure called pilus and the arrangement of these filaments form a unilateral protein called pili. Investigations revealed electronic transfer processes in the length range of micrometers, what suggests a hopping transport mechanism. Besides, currents associated with topography indicated an ohmic behavior along the filament, which is a metallic characteristic. The absence of cofactors and cytochrome is even more interesting because it indicates an electronic transport through the protein structure. This dissertation presents an investigation of factors that may contribute to a highly efficient charge transport without a cytochrome. Therefore, it was made an analysis in aromatic agglomerates within the structure of models that mimic pilin and within proposed models for pilus. Initially, it was used methods based on classical mechanics with the simulation packages AMBER and GROMACS, then hybrid calculations QM/MM were performed with a quantum approach based on the Density Functional Theory implemented in CPMD computer code. The mimetic peptides present a considerably high energetic gap for HOMO-LUMO in water. Nevertheless it was reduced in vacuum, mainly for groups of tyrosine where metal-like characteristics were indicated by the results, which suggested that there might be tyrosine residues isolated from water in pilus. In contradiction, the results of the models for pilus showed interactions of the aromatic groups with the solvent and the gap observed in water(more than 3eV) remained larger than in vacuum ( more than 1 eV). The electrostatic potential presented a modulating role with respect to HOMO-LUMO gap and the aromatic residues used in the analysis appear to have an influence on the gap obtained in vacuum. In addition, The delocalized electrons were not observed in HOMO and LUMO what can not suggest a tunneling transport mechanism. However a variation of the tyrosine residue for HOMO occupation was observed in different moments of the dynamics, suggesting a hopping mechanism. Lysine aminoacids caused a change in the electrostatic environment leading to an impact on tyrosine redox potential.

Modelos de atividade baseados em COSMO se apresentam como uma interessante alternativa para a predição do comportamento de substâncias em mistura. Estes modelos dependem apenas de informações das substâncias puras, como volume e área superficial e outra informação conhecida como perfil sigma, que podem ser determinados através de cálculos de química quântica computacional. O presente trabalho tem por objetivo criar e disponibilizar gratuitamente um banco de dados de perfis sigma para um vasto conjunto de moléculas utilizando o software GAMESS. Para a criação desse banco de dados com informações confiáveis de perfis sigma, foram testados diferentes níveis de teoria para o cálculo da estrutura eletrônica das moléculas, bem como conjuntos de bases distintos, considerando funções de polarização e efeitos difusos. Para realizar a validação dos perfis sigma obtidos, foram estimados valores de coeficientes de atividade em diluição infinita, obtidos através do modelo COSMO-SAC para um conjunto de 689 misturas, as quais não apresentam ligação de hidrogênio. A correlação com os valores de coeficiente de atividade em diluição infinita (IDAC) experimentais, foram construídos gráficos do logaritmo natural de IDAC experimentais e aqueles calculados pelo modelo. O tempo computacional total para obter os perfis sigma também foi avaliado com o intuito de escolher a melhor combinação de teoria e função de base. Dentre os métodos analisados, a teoria de Hartree-Fock (HF) com a função de base 6-311G(d,p) apresentou um bom custo benefício no que se refere ao tempo computacional e a precisão dos resultados frente a dados experimentais, apresentando um coeficiente de determinação superior a 0,94. A partir desses resultados, foi possível criar outros perfis sigma para um número maior de moléculas e disponibilizar essas informações em um banco de dados criado na plataforma do GitHub. / COSMO-based activity coefficient models are widely used to predict non-ideality in mixtures. They require only pure substance properties, such as the -profile, a representation of the screening charge density along the molecular surface. The present work aims to create and freely distribute a -profile database which can be easily extended by the community using the free GAMESS quantum chemistry (QC) package. Different combinations of QC methods and basis sets were tested in the calculation of the -profiles, aiming to define an efficient approach to create the database. The accuracy of COSMO-SAC predictions using these -profiles was evaluated by comparison with experimental infinite dilution activity coefficients and phase equilibrium diagrams. Among the studied alternatives, the Hartree-Fock method with the 6-311G(d,p) basis set led to results with a good balance between accuracy and computational cost. Our database was created using this approach, and it is already available to be used and extended by the community without requiring any commercial software.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseSRL.pdf: 5597545 bytes, checksum: ba3b12c266e4cbad41c1220532fc8273 (MD5) Previous issue date: 2006-09-15 / In this project about STUDY OF THE STRUCTURE ELECTRONIC OF THE PbTiO3 MATERIAL is presented results, discussions and conclusions to respect of the use of theoretical-computational chemistry in the modeling of structures type Perovskites at applications in the eletro-electronic area. It was used ab initio methodology and the Density of Funcional Theory (DFT) to calculate the structure electronic of the PbTiO3 (PT) e Pb1-xMxTiO3 (M = Ca, Sr e Ba) materials. It was idealized this propose due to need of better understanding the influence of the surface, the substitution of atoms and defects in the lattice ceramic type Perovskites and anticipate tendencies through modeling of these materials. The density of states (DOS), bands structure, Mulliken charges, polarization and chemical potential were used to analysis of these systems. / A presente tese sobre o Estudo da estrutura eletrônica do material PbTiO3 apresenta resultados, discussões e conclusões a respeito do uso de química teórica computacional para modelar estruturas tipo Perovskita com aplicações na área de eletro-eletrônico. Essa área mais especificamente é voltada para memórias ferroelétricas (FRAM). Como em qualquer estudo químico a estrutura molecular em questão é de fundamental importância para o desenvolvimento do projeto. Para a propriedade de ferroeletricidade a influência da superfície da partícula e da transformação da fase do sólido, por meio de adições de átomos causa modificações na simetria local. Essa simetria local se encontra no átomo de Ti sendo denominado formador da rede para os titanatos. Os átomos de Pb, Ca, Sr e Ba são especificados como modificadores da rede. Idealizou-se essa proposta devido à necessidade do melhor entendimento da influência dos fatores: superfície, substituição de átomos e defeitos na estrutura eletrônica das cerâmicas do tipo Perovskitas para prever tendências por meio de modelos para esses materiais. Está implícito nesse trabalho o uso do efeito Jahn- Teller para entender o conceito de ordem-desordem local, responsável por propriedades como a fotoluminescência a temperatura ambiente em sólidos amorfos; aqui chamados sólidos desordenados. Esses matérias têm grande possibilidade de aplicação em dispositivos tipo LED´s (Light Emission Devices). Utilizou-se método ab initio e a Teoria do Funcional de Densidade (DFT) com o potencial B3LYP para o cálculo da estrutura eletrônica dos materiais PbTiO3 (PT) e Pb1-xMxTiO3 (M = Ca, Sr e Ba). Para isso utilizaram-se resultados como a densidade de estados (DOS) que é a estatística das contribuições dos orbitais atômicos (autovetores) em cada orbital cristalino (autovalor). A análise da estrutura de bandas é a distribuição dos níveis de energia do sólido entre suas regiões simétricas (Zonas de Brilloun). Cargas de Mulliken é uma forma de se estimar a carga dos átomos do material. O dado de polarização entre átomos está restrito ente dois átomos; e o potencial químico foi estimado pela energia de Fermi do sistema a temperatura de zero Kelvin que, no presente nível de cálculo, coincide com a energia da última banda de valência do sistema em investigação.