Investigação da força e natureza da ligação intermolecular fraca nos adutos formados por gases nobres e as moléculas H2S, CH3OH e H2O2

Abstract

Neste trabalho, é realizado uma investigação detalhada da força e natureza das in- terações intermoleculares fracas responsáveis pela manutenção dos agregados formados pelos gases nobres Ng (Ng=He, Ne, Ar, Kr, Xe e Rn) e as moléculas de sulfeto de hi- drogênio (H2S), metanol (CH3OH) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Para realizar este estudo, foram determinadas uma série de propriedades tais como a densidade eletrônica, deslocamento de carga, orbitais de fronteira HOMO e LUMO, análise do orbital de ligação natural, decomposição da energia de interação (termos eletrostático, indução, dispersão e troca ou Exchange) e do laplaciano da densidade de eletrônica. Todas estas propriedades foram calculadas considerando as conformações de mínimo absoluto dos agregados H2S- Ng e CH3OH-Ng e as estruturas enantioméricas dos complexos H2O2-Ng. Os resultados obtidos revelam que os adutos H2S-Ng se mantêm formados por interações do tipo van der Waals, ou seja, pelo equilíbrio favorável entre forças de dispersão de longo alcance, repulsão de Pauli de curto alcance e por deslocamentos de carga estabilizadores. Curvas de deslocamento de carga sugerem que os átomos de Ng (para todos os sistemas H2S-Ng) são fracamente polarizados e com a densidade de elétrons fluindo do átomo Ng para o en- xofre. Para os agregados formados pela molécula de metanol e os gases nobres verificou-se, através da análise de deslocamento de carga e a decomposição da interação intermolecular, que a estabilização da transferência de carga desempenha um papel menor e que os ter- mos de troca (repulsivo) e dispersão (atrativo) são os que mais contribuem para a energia de interação do complexo. Para as conformações enantioméricas dos complexos H2O2-Ng, os efeitos de polarização são mais apreciáveis nos agregados formados pelos átomos Xe e Rn e que um deslocamento líquido de carga ocorre do átomo de Ng para a molécula de peróxido de hidrogênio. Além disso, verificou-se que a maior transferência de carga ocorre para a configuração da barreira-cis, sugerindo que para esta estrutura o deslocamento de carga é intensificado pelas duas interações simétricas que os dois átomos de hidrogênio da molécula H2O2 fazem com o átomo Ng. Finalmente, observou-se que, para todas as conformações enantioméricas consideradas, o termo que mais contribui para a interação dos adutos H2O2-Ng foi o da dispersão, indicando que esses complexos são de fato do tipo van der Waals.