Realizou-se a dedução de um formalismo básico, útil para o desenvolvimento de novas implementações semi-empíricas, partindo de primeiros princípios. A abordagem utilizada é inspirada nos métodos da família HAM, e visa possibilitar o desenvolvimento de uma implementação semi-empírica de última geração que não esteja sujeita às di culdades que ocorrem com métodos da família ZDO. São apresentadas as expressões para a energia total e para os elementos da matriz de Fock segundo este formalismo básico. O emprego de expoentes variáveis nas funções de base (orbitais atômicos) é proposto e modelado com esquemas tipo HAM/3, HAM/4 e polinomial, tomando-se como referência resultados obtidos por cálculo ab initio. Além disso, uma contribuição para produção de conjuntos de dados de referência por cálculo ab initio é fornecida. Esta contribuição permite que sejam produzidos resultados de alto nível para energias eletrônicas a um custo computacional moderado, por meio da extrapola- ção da energia de correlação eletrônica em cálculos com bases correlation consistent de Dunning.

Sistemas baseados em níquel com ligantes α-diimina e ferro com ligantes bis-imino piridil têm se mostrado relevantes para catálise organometálica devido à capacidade de polimerizar e copolimerizar α-olefinas polares e apolares. Diversos estudos experimentais e teóricos têm sido publicados na literatura buscando elucidar aspectos do mecanismo de polimerização, proporcionando o conhecimento necessário para aprimoramento desses sistemas catalíticos. Neste trabalho, foi utilizada a teoria do funcional da densidade para estudar o mecanismo da reação de polimerização em sistemas do tipo níquel (II) 1,4-bis (2,6-dimetilfenil)-acenafteno α-diimina metil cátion (NIAD) e ferro (II) [2,6-bis (1-(2,6-dimetilfenil)-imino) piridina] metil cátion (FEBIP). Além do funcional B3LYP, foi utilizado o funcional B97D e a base de qualidade dupla zeta dgdzvp2 duplamente polarizável, a fim observar também o grau de importância das forças de dispersão para catalisadores organometálicos. Para o catalisador NIAD, os cálculos apontaram que o reagente para a reação de inserção do monômero no catalisador é um complexo do tipo π. A barreira de inserção calculada para o mecanismo de propagação de cadeia foi de 13,4 kcal/mol (B3LYP) e 15,2 kcal/mol (B97D). Para o catalisador FEBIP, a barreira de inserção no mecanismo de propagação de cadeia foi estimada em 4,94 kcal/mol (B3LYP) e 3,80 kcal/mol (B97D). Foi constatado que o reagente para a reação de inserção com este catalisador é um complexo π, contendo uma interação β-agóstica. / Nickel-based systems with α-diimine ligands and iron with bis-pyridyl imino ligands have been shown to be relevant to organometallic catalysis due to polymerize capacity and copolymerize α-olefins polar and nonpolar. Several experimental and theoretical studies have been published in the literature to elucidate aspects of the polymerization mechanism, providing the knowledge to improve these catalytic systems. In this work, the density functional theory was used to study the mechanism of polymerization reaction type systems nickel (II) 1,4-bis (2,6-dimethylphenyl) methyl -acenafteno α-diimine cation (NIAD) and iron (II) [2,6-bis (1- (2,6-dimethylphenyl) imino) pyridine] methyl cation (FEBIP). In addition to the B3LYP functional was used functional B97D and double zeta quality basis dgdzvp2 polarizable, to also observe the degree of importance of dispersion forces for organometallic catalysts. For NIAD catalyst, the calculations indicated that the reagent for the monomer insertion reaction the catalyst is a complex of the type. The insertion barrier calculated for the chain propagation mechanism was 13.4 kcal/mol (B3LYP) and 15.2 kcal/mol (B97D). For FEBIP catalyst, the insertion barrier for the chain propagation mechanism was estimated to be 4.94 kcal/ mol (B3LYP) and 3.80 kcal/mol (B97D). It was found that the reagent for the insertion reaction with this catalyst is a complex having a -agóstica interaction.

O etanol pode ser considerado uma importante fonte de energia renovável e combustível verde. A reação de decomposição do etanol em altas temperaturas não está completamente esclarecida e, o objetivo geral desse trabalho é o estudo da abstração do átomo de hidrogênio do C2H5OH a partir da reação com átomos de H. Uma extrapolação CBS foi realizada utilizando cálculos ab initio muito sofisticados, com um conjunto de bases expansivo e considerando a inclusão de efeitos de correlação. As extrapolações para conjunto de bases completo, empregando um modelo exponencial para energias HF e um modelo tipo potência para as energias correlacionadas em nível MP2, apresentaram uma significativa diminuição nas energias calculadas. A comparação desses valores extrapolados com os cálculos altamente correlacionados CCSD(T) evidenciou uma mesma tendência na diminuição das energias eletrônicas das espécies radicalares produzidas e de seus respectivos estados de transição. / Ethanol is considered an important source of renewable energy and a green fuel. The reaction of ethanol decomposition at high temperatures is not yet completely understood, and the objective of this work is the study of the abstraction of a hydrogen atom in C2H5OH from the reaction with the H atom. A CBS extrapolation was carried out using very sophisticated ab inito calculations, with a set of expansive basis and the inclusion of electronic correlation effects. The extrapolation to complete basis set, using an exponential model for HF energies and a power-type model for the energies correlated MP2 level showed a significant decrease in the calculated energies. Comparison of these extrapolated values with the calculations highly correlated CCSD (T) showed a similar trend in the decrease of electronic energies of radical species produced and their respective transition states.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:14:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7055_1.pdf: 5518731 bytes, checksum: 50052aaee856ae708bc6a30d6547766d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Submetendo pedaços de silício dopado do tipo p, (111), (100), 350 ± 50 μm em espessura, resistividade entre 0,02 e 1 Ω.cm, a descargas elétricas de 23VAC e 100 A, obtivemos bolas luminosas com diâmetros entre 1 e 4 cm e tempo de vida variando entre 5 e 8 segundos, que apresentaram muitas características similares ao relâmpago globular (moverse sobre uma longa e errática trilha, algumas vezes com variações de velocidade, subdividir-se em bolas menores, superfície vibrante, faíscas, aparência de tufo de algodão, rolar ao longo do solo, saltar de objetos sólidos, girar, queimar objetos sob contato, cor branco-alaranjado, forma esférica sem contornos definidos). No modelo proposto, as bolas luminosas apresentam um núcleo de silício metálico envolto por uma atmosfera de átomos de silício, onde a fonte de energia das bolas provém da entalpia de oxidação destes átomos. As bolas luminosas deixam uma trilha de um pó branco, identificado como SiO2 por meio de espectroscopia de infravermelho. A energia emitida durante a formação deste pó foi estimada pelo uso da entalpia de formação (ΔH) do SiO2, na fase gás, através de cálculos ab initio utilizando a teoria coupled-cluster (CC) juntamente com o conjunto de funções de bases triplo-zeta, denotado por CCSD(T) ccpVTZ, resultando numa densidade de energia (DE) igual a 3,9 MJ m-3 para as bolas luminosas. Este valor é comparado com a energia do corpo negro emitido pelas bolas luminosas e com a DE estimada por diversos autores a partir de danos causados pelo fenômeno natural

Foram determinadas funções de variáveis como o número atômico e elementos da matriz de densidade que aproximam expoentes variacionalmente otimizados de bases mínimas de orbitais tipo-Slater de átomos em moléculas. Um dos conjuntos de funções corresponde à inclusão de correlação eletrônica (MP2) e potencial efetivo de caroço. No outro conjunto, tais efeitos não foram incluídos. Para a otimização variacional, foram utilizadas cerca de 400 moléculas, contendo átomos do hidrogênio ao argônio, cerca de 2200 expoentes (com potencial efetivo de caroço), e cerca de 3600 expoentes (sem potencial efetivo de caroço). Os orbitais tipo-Slater foram representados por expansões STO-8G. O erro médio na energia molecular devido ao uso dos expoentes aproximados para definir os orbitais atômicos é cerca de mil vezes menor que o erro correspondente devido ao uso da base mínima de orbitais tipo-Slater. / Functions of variables such as density matrix elements and atomic number that give approximate values of variationally optimized exponents for minimal basis sets of Slater-type orbitals were developed. One set of functions includes electronic correlation (MP2) and effective core potential. In the other set such effects are not included. Some 400 molecules, composed of atoms from hydrogen to argon, some 2200 exponents (with effective core potential), and some 3600 exponents (without effective core potential), were used in the variational optimization. Slater-type orbitals were represented by STO-8G expansions. The average molecular energy error due to the use of approximate exponents to define atomic orbitals is close to a thousand times smaller than the corresponding error due to the use of the minimal basis set of Slater-type orbitals.

A Esqualamina, primeiramente isolada do tubarão Squalus acanthias, é um aminoesteróide promissor para o desenvolvimento de novas drogas, como antibióticos, agentes para o tratamento de vários tipos de câncer e degeneração macular da retina. O principal objetivo desse trabalho é propor um conjunto de cargas atômicas ajustadas para compor o campo de força utilizado em simulações por Dinâmica Molecular para essa molécula. Através de estruturas geradas com a Dinâmica Molecular, obteram-se as cargas atômicas por meio de cálculos quânticos, com metodologia do potencial eletrostático ChelpG. A análise estrutural da molécula revelou que no vácuo ela apresenta formato semelhante a um anel, enquanto que, em meio fisiológico, sua conformação é alterada para uma forma linear. Os resultados obtidos são apoiados pela análise de ligações de hidrogênio, Função de Distribuição Radial (RDF) e Desvios Quadráticos Médios (RMSD). / Squalamine, initially isolated from Squalus acanthias shark, is an aminosterol promising in the development of new drugs, such as antibiotics, agents for the treatment of several kinds of cancer and retina macular degeneration. The aim subject of this work is to propose an atomic charge set to be used in force field by Molecular Dynamics simulations for this molecule. Using structures generated by Molecular Dynamic, the atomic charges were obtained from quantum calculations, with the electrostatic potential methodology ChelpG. According to structural analysis, this molecule was revealed it has a ring shape in vaccum, whereas in fisiological environment its conformation changes to linear form. The results obtained are supported by analysis of hydrogen bonds, Radial Distribution Function (RDF) and Root Mean Square Deviation (RMSD).

A Esqualamina, primeiramente isolada do tubarão Squalus acanthias, é um aminoesteróide promissor para o desenvolvimento de novas drogas, como antibióticos, agentes para o tratamento de vários tipos de câncer e degeneração macular da retina. O principal objetivo desse trabalho é propor um conjunto de cargas atômicas ajustadas para compor o campo de força utilizado em simulações por Dinâmica Molecular para essa molécula. Através de estruturas geradas com a Dinâmica Molecular, obteram-se as cargas atômicas por meio de cálculos quânticos, com metodologia do potencial eletrostático ChelpG. A análise estrutural da molécula revelou que no vácuo ela apresenta formato semelhante a um anel, enquanto que, em meio fisiológico, sua conformação é alterada para uma forma linear. Os resultados obtidos são apoiados pela análise de ligações de hidrogênio, Função de Distribuição Radial (RDF) e Desvios Quadráticos Médios (RMSD). / Squalamine, initially isolated from Squalus acanthias shark, is an aminosterol promising in the development of new drugs, such as antibiotics, agents for the treatment of several kinds of cancer and retina macular degeneration. The aim subject of this work is to propose an atomic charge set to be used in force field by Molecular Dynamics simulations for this molecule. Using structures generated by Molecular Dynamic, the atomic charges were obtained from quantum calculations, with the electrostatic potential methodology ChelpG. According to structural analysis, this molecule was revealed it has a ring shape in vaccum, whereas in fisiological environment its conformation changes to linear form. The results obtained are supported by analysis of hydrogen bonds, Radial Distribution Function (RDF) and Root Mean Square Deviation (RMSD).

Foram determinadas funções de variáveis como o número atômico e elementos da matriz de densidade que aproximam expoentes variacionalmente otimizados de bases mínimas de orbitais tipo-Slater de átomos em moléculas. Um dos conjuntos de funções corresponde à inclusão de correlação eletrônica (MP2) e potencial efetivo de caroço. No outro conjunto, tais efeitos não foram incluídos. Para a otimização variacional, foram utilizadas cerca de 400 moléculas, contendo átomos do hidrogênio ao argônio, cerca de 2200 expoentes (com potencial efetivo de caroço), e cerca de 3600 expoentes (sem potencial efetivo de caroço). Os orbitais tipo-Slater foram representados por expansões STO-8G. O erro médio na energia molecular devido ao uso dos expoentes aproximados para definir os orbitais atômicos é cerca de mil vezes menor que o erro correspondente devido ao uso da base mínima de orbitais tipo-Slater. / Functions of variables such as density matrix elements and atomic number that give approximate values of variationally optimized exponents for minimal basis sets of Slater-type orbitals were developed. One set of functions includes electronic correlation (MP2) and effective core potential. In the other set such effects are not included. Some 400 molecules, composed of atoms from hydrogen to argon, some 2200 exponents (with effective core potential), and some 3600 exponents (without effective core potential), were used in the variational optimization. Slater-type orbitals were represented by STO-8G expansions. The average molecular energy error due to the use of approximate exponents to define atomic orbitals is close to a thousand times smaller than the corresponding error due to the use of the minimal basis set of Slater-type orbitals.

Foram determinadas funções de variáveis como o número atômico e elementos da matriz de densidade que aproximam expoentes variacionalmente otimizados de bases mínimas de orbitais tipo-Slater de átomos em moléculas. Um dos conjuntos de funções corresponde à inclusão de correlação eletrônica (MP2) e potencial efetivo de caroço. No outro conjunto, tais efeitos não foram incluídos. Para a otimização variacional, foram utilizadas cerca de 400 moléculas, contendo átomos do hidrogênio ao argônio, cerca de 2200 expoentes (com potencial efetivo de caroço), e cerca de 3600 expoentes (sem potencial efetivo de caroço). Os orbitais tipo-Slater foram representados por expansões STO-8G. O erro médio na energia molecular devido ao uso dos expoentes aproximados para definir os orbitais atômicos é cerca de mil vezes menor que o erro correspondente devido ao uso da base mínima de orbitais tipo-Slater. / Functions of variables such as density matrix elements and atomic number that give approximate values of variationally optimized exponents for minimal basis sets of Slater-type orbitals were developed. One set of functions includes electronic correlation (MP2) and effective core potential. In the other set such effects are not included. Some 400 molecules, composed of atoms from hydrogen to argon, some 2200 exponents (with effective core potential), and some 3600 exponents (without effective core potential), were used in the variational optimization. Slater-type orbitals were represented by STO-8G expansions. The average molecular energy error due to the use of approximate exponents to define atomic orbitals is close to a thousand times smaller than the corresponding error due to the use of the minimal basis set of Slater-type orbitals.

A Esqualamina, primeiramente isolada do tubarão Squalus acanthias, é um aminoesteróide promissor para o desenvolvimento de novas drogas, como antibióticos, agentes para o tratamento de vários tipos de câncer e degeneração macular da retina. O principal objetivo desse trabalho é propor um conjunto de cargas atômicas ajustadas para compor o campo de força utilizado em simulações por Dinâmica Molecular para essa molécula. Através de estruturas geradas com a Dinâmica Molecular, obteram-se as cargas atômicas por meio de cálculos quânticos, com metodologia do potencial eletrostático ChelpG. A análise estrutural da molécula revelou que no vácuo ela apresenta formato semelhante a um anel, enquanto que, em meio fisiológico, sua conformação é alterada para uma forma linear. Os resultados obtidos são apoiados pela análise de ligações de hidrogênio, Função de Distribuição Radial (RDF) e Desvios Quadráticos Médios (RMSD). / Squalamine, initially isolated from Squalus acanthias shark, is an aminosterol promising in the development of new drugs, such as antibiotics, agents for the treatment of several kinds of cancer and retina macular degeneration. The aim subject of this work is to propose an atomic charge set to be used in force field by Molecular Dynamics simulations for this molecule. Using structures generated by Molecular Dynamic, the atomic charges were obtained from quantum calculations, with the electrostatic potential methodology ChelpG. According to structural analysis, this molecule was revealed it has a ring shape in vaccum, whereas in fisiological environment its conformation changes to linear form. The results obtained are supported by analysis of hydrogen bonds, Radial Distribution Function (RDF) and Root Mean Square Deviation (RMSD).