63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 1. Físico-Química

ESTUDO TEÓRICO DA HIDRATAÇÃO DO ÍON PERCLORATO ATRAVÉS DA DINÂMICA MOLECULAR DE CAR-PARRINELLO

Gabriel Rodrigues Martins 1 Ademir João Camargo 2

1. Universidade Estadual de Goiás - UEG 2. Prof. Dr./ Orientador - Grupo de Química Teórica e Estrutural de Anápolis - UEG

INTRODUÇÃO:

Utilizando a dinâmica molecular de Car-Parrinello foi possível elucidar a estrutura de hidratação do íon perclorato. Esse íon desempenha papel importante nos mecanismos de reações químicas, ele é usado no diagnóstico de hipotireodismo e na dissociação de proteínas associadas a ácidos nucléicos (DNA e RNA). Portanto, o íon perclorato possui importante papel biológico, químico e industrial.

METODOLOGIA:

Usando o funcional de troca e correlação PBE e a aproximação por pseudopotencial proposta por Vanderbilt, investigou-se a estrutura de hidratação do íon perclorato a partir da construção de uma caixa cúbica de 13,0 Å com 61 moléculas de água (com condições periódicas de contorno), calculou-se a densidade em 0,997 g.cm-3. A simulação foi realizada no ensemble NVT, com a temperatura do sistema sendo mantida em torno de 300 K com a ajuda do termostato de Nosé-Hoover. Fixou-se o tamanho do passo em 0,12 fs, a energia de corte em 25 Ry e a massa fictícia em 400 u.

RESULTADOS:

A função de distribuição radial mostra que a primeira camada de hidratação está em aproximadamente 3,1 Å e apresenta cerca de 5,1 moléculas de água, a segunda camada de hidratação está em 4,6 Å sendo constituída de 35 moléculas de água. O coeficiente de difusão para esta solução foi calculado em 2,45x10-5 cm2.s-1. A variação das ligações Cl-O e dos ângulos O-Cl-O em função do tempo de simulação mostraram a modificação estrutural do íon exercida pelas moléculas de água presentes na primeira camada de hidratação. Nesta camada há a formação e quebra de uma a duas ligações de hidrogênio entre o hidrogênio do solvente e cada oxigênio terminal do perclorato ao longo da simulação.

CONCLUSÃO:

Durante a simulação houve a formação de duas camadas de hidratação ao redor do íon. As moléculas de água na primeira camada possuem alta mobilidade, refletida na rápida mudança das orientações e na formação e quebra de ligações de hidrogênio com os oxigênios terminais do perclorato. Os resultados obtidos com a dinâmica molecular de Car-Parrinello estão dentro do previsto experimentalmente, este fato evidencia o sucesso do uso dessa técnica para a descrição da hidratação do perclorato.

Palavras-chave: Perclorato, Hidratação, Car-Parrinello.