Orientador: Maria Cristina dos Santos

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Neste trabalho realizamos o estudo teórico de um fio molecular cuja estrutura possui dimensão bem definida e rígida. Em função de substituintes terminais R e R', nas situações: (a) R= R'=CH3 (b) R=NO2 e R'= NH2, realizamos o estudo conformacional desse fio através de cálculos semi-empíricos...

Resumo: Neste trabalho realizamos o estudo teórico de um fio molecular cuja estrutura possui dimensão bem definida e rígida. Em função de substituintes terminais R e R', nas situações: (a) R= R'=CH3 (b) R=NO2 e R'= NH2, realizamos o estudo conformacional desse fio através de cálculos semi-empíricos (Métodos AM1 e PM3), barreira de torção (AM1), cálculos de estrutura eletrônica (Métodos VER e INDO/S-CI) e espectros de UV-visível (INDO/S). Utilizamos técnicas de modelagem molecular para o estudo da adsorsão de um desses sistemas (R¹ R') sobre uma superfície <100> de ouro. Essas técnicas envolvem o método de mecânica clássica (Campo de Força Universal com equilíbrio de cargas) para obtenção de conformação mais estável e o do método Huckel estendido (EHT) para estudo da estrutura eletrônica. A geometria otimizada para a molécula com R¹ R' mostrou uma posição preferencial em que seus átomos de oxigênio se acomodam entre vales formados por átomos de ouro. Foi também observado o fenômeno de transferência de carga do aglomerado de ouro para essa molécula no processo de adsorsão. A otimização de geometria para duas dessas moléculas sobre um aglomerado de ouro mostrou que elas se acomodam paralelamente, indicando assim uma tendência de auto-organização no sistema. Com isto podemos vislumbrar algumas aplicações bastante interessantes em óptica não-linear

Abstract: A theoritical study of a molecular line has been developed in this work. This molecule is characterized by a well-defined and rigid structure. According to the terminal substituents R and R', in the following cases: (a) R= R'=CH3 e (b) R=NO2 e R.¿= NH2, we developed a conformational study...

Abstract: A theoritical study of a molecular line has been developed in this work. This molecule is characterized by a well-defined and rigid structure. According to the terminal substituents R and R', in the following cases: (a) R= R'=CH3 e (b) R=NO2 e R.¿= NH2, we developed a conformational study of this line through semi-empirical calculations (AM1 and PM3 Methods), torsion barrier (AM1), electronic structure calculations (VEH and INDO/S-CI Methods) and UV-Visible spectrum (INDO/S). We have used molecular modeling techniques to study the adsorption of this molecule on a <100> gold surface. Molecular conformations have been assessed through Molecular Mechanics (MM) calculations on a model cluster including of the order of 1000 gold atoms (Universal Force Field with charge equilibration) and electronic structure has been calculated, at the most stable MM conformation, through Extended Huckel Method (EHT). The optimized geometry for the molecule with R¹ R' has shown a preferential position in which the oxygen atoms accommodate in sites corresponding to valleys between neighboring gold atoms at the surface. The results are consistent with a large charge transfer from gold to the molecular line, the electrons coming essentially from the 6s band. When two molecules are placed on the gold surface, the system adopts a conformation where the molecules align parallel to each other , and at the same geometry relative to the gold surface founded for a single molecule. As the dipole moment align parallel, we concluded that the metal-molecule interaction is strong enough to overcome the coulomb repulsion between the molecules, and seems to be the origin of the self-assembly proccess. Interesting applications of this system in Non-linear Optics are anticipated.