Investigação dos multipolos atômicos da teoria quântica de átomos em moléculas no estudo de propriedades moleculares

Resumo

Os multipolos atômicos (carga, dipolo, quadrupolo e termos de maior ordem) permitem uma racionalização das diversas propriedades elétricas em sistemas moleculares. Entre estas propriedades podem se citar os momentos de dipolo, derivadas do momento dipolar, intensidades fundamentais de infravermelho, potenciais eletrostáticos e forças eletrostáticas. O objetivo deste projeto é avançar no uso de multipolos atômicos, principalmente aqueles advindos da Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM), na descrição de propriedades elétricas e comparar os resultados com aqueles obtidos através de experimentos ou por meio de cálculos mecânico-quânticos. Serão alvo deste projeto sistemas simples como H2, F2, Cl2, HF, HCl, HBr, CO, BF, AlF, MgO, BeO, HCN e HNC e sistemas mais complexos como C6H6, C2H2, H2O, e dímeros destas moléculas. Assim, seria investigada, entre outras coisas, a maneira pela qual características específicas de sistemas moleculares peculiares, tais como a presença de pares eletrônicos isolados ou ligações múltiplas, afetam a descrição das propriedades elétricas. Adicionalmente, é possível atuar na análise de fenômenos de polarização induzida, que afetam a nuvem eletrônica molecular sob a presença de uma perturbação externa, tal como a aproximação de uma partícula carregada ou de outra molécula. Estes estudos devem contribuir para o desenvolvimento de campos de força mais precisos para utilização em métodos de modelagem molecular. Finalmente, seria conduzida, através da partição em carga, fluxo de carga e fluxo de dipolo em termos de valores QTAIM, uma análise das intensidades fundamentais de infravermelho e derivadas de momento dipolar. Com isto, pretende-se compreender, por exemplo, a variação das intensidades fundamentais quando da formação de ligações em dímeros. Isto se daria por meio de uma avaliação detalhada das várias contribuições atômicas à estas propriedades, isolando os principais fatores que são responsáveis por tais mudanças de intensidade durante a dimerização. (AU)