A água, conhecida como solvente universal, participa da maioria das reações químicas e composições biológicas, tem importância vital em nosso planeta, tornando a vida como conhecemos inconcebível sem a sua presença. Tais propriedades advêm da forma como as moléculas interagem entre si, e a principal ligação química existente é a ligação de hidrogênio. Portanto, compreender como ela acontece e ser capaz de manipulá-la pode ser considerada uma importante técnica na busca de novos comportamentos. Esta dissertação visa compreender como o campo elétrico nas suas variantes: direção, sentido e intensidade podem afetar a água. Sendo tal estudo realizado através de cálculos utilizando métodos de química quântica: Teoria do Funcional da Densidade e a Teoria de Perturbação Moller-Plesset de segunda ordem. Como resultado obteve-se que quando o campo elétrico é aplicado em uma direção e sentido fora do plano da ligação de hidrogênio, a estrutura inicial tende a se rearranjar produzindo uma estrutura mais fracamente ligada do que a ordinária. Quando aplicamos o campo no plano da ligação de hidrogênio, temos resultados mais pronunciados, sendo que, se o sentido for : Doador -> Receptor a estrutura resultante estará mais fracamente ligada e se o sentido for Receptor -> Doador a estrutura produzida estará mais fortemente ligada. Os resultados obtidos mostram também que tais mudanças acontecem principalmente devido a alterações eletrostáticas, como mudança na densidade de carga da ligação de hidrogênio. Também confirmou-se um ponto crítico no campo 0,15 V/Å, como sugerido na literatura. Esta singularidade foi atribuída neste trabalho à uma transição estrutural. O campo também modificou a importância das interações secundárias, principalmente entre os átomos de oxigênio, e ao desligá-lo, o sistema tende a voltar ao estado inicial. / The water is know as the universal solvent, part of most chemical reactions and biological compositions, it is vitally important to our planet, making life as we know it inconceivable without its presence. These properties arise from how the molecules interact, and the main existing chemical link is the hydrogen bond. Therefore, to understand how this happens and be able to manipulate it can be considered an important technique in the search for new behaviors. Thus, this paper aims to understand how the electric field in its variants: direction, sense and intensity can affect the water. This study is undertaken through calculations using quantum chemistry methods: Density Functional Theory and Moller-Plesset Perturbation Theory to Second Order. As a result was found that when the electric field is applied in direction and sense out of the plane of the hydrogen bond, the initial structure tends to rearrange itself to produce a more loosely bound than the ordinary. When the electric field is applied in the hydrogen bond plane, the have results obtained are more pronounced. Sense is: Donor -> Receiver initial structure will be more loosely connected and that when the sense is Receiver -> Donor initial structure will be tightly linked. Our results also show that such changes occur mainly due to electrostatic changes, mainly in the change in the charge density of hydrogen bond. It was also confirmed a critical point in the field 0, 15 V / Å, as suggested by Vegiri. This was attributed to a structural transition. The field also changed the importance of secondary interactions, especially between the oxygen atoms. And when the field is shutdown the system tends back to its to initial structure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-25102011-171500 |
| Date | 12 August 2011 |
| Creators | Evelyn Jeniffer de Lima Toledo |
| Contributors | Milan Trsic, Fernanda Canduri, Maíra de Almeida Carvalho Fresqui |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Físico-Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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