Previsão teórica e Computacional das propriedades estruturais e termodinâmicas dos compostos de coordenação Eu(TPPO)mCl3, m=1 à 7

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Pereira, M.F. (UFPE) ; Júnior, I.A.S. (UFPE) ; Júnior, C.L. (UFPE) ; Peixoto, A. (UFPE) ; Fioramonte, M. (UFPE) ; Lima, N.B. (UFPE)

Resumo

Estudamos neste trabalho as propriedades estruturais e termodinâmicas teóricas de complexos de európio(III) com ligantes cloreto e TPPO em proporções estequiométricas não equivalentes. Os cálculos foram realizados com o modelo SPARKLE/RM1 utilizando o programa de química quântica computacional MOPAC 2007. Nossos resultados mostraram que os compostos de coordenação Eu(TPPO)1Cl3 à Eu(TPPO)4Cl3 têm um crescimento na entalpia de formação a medida que a quantidade do ligante TPPO coordenado aumenta. Entretanto, a partir da coordenação de cinco a sete ligantes TPPO, verificamos que os valores de entalpia de formação se tornam mais positivas indicando que provavelmente a coordenação destes ligantes vai se tornando mais fraca com o aumento da quantidade de TPPO na estrutura.

Palavras chaves

compostos de coordenação; európio; semi-empírico

Introdução

O ligante óxido de trifenilfosfina, TPPO, é comumente utilizado em compostos de coordenação de európio(III). Estes compostos podem apresentar propriedades interessantes, como por exemplo, a capacidade de converter luz ultravioleta em luz com comprimento de onda na região do visível (LIMA et al, 2013). Também podemos citar que a coordenação do ligante TPPO com o európio(III) ocasiona efeitos fortes no deslocamento químico do núcleo de fósforo, uma vez que este núcleo atômico é muito sensível ao ambiente químico e ao paramagnetismo do európio(III) (LIMA et al, 2013). Neste trabalho, temos como objetivo o estudo das propriedades estruturais e termodinâmicas teóricas de compostos de coordenação de európio(III) com três ligantes cloretos e ligantes TPPO em proporções estequiometrias em relação ao európio de 1 à 7.

Material e métodos

Inicialmente fizemos os cálculos para a otimização completa de geometria dos compostos de coordenação de európio(III) estudados neste trabalho. Posteriormente, analisamos os valores de entalpia de formação destes. Os cálculos foram realizados com o modelo SPARKLE/RM1 (FILHO et al, 2013 e FILHO et al, 2014) utilizando o programa de Química quântica computacional MOPAC 2007.

Resultado e discussão

A figura 1 apresenta a geometrias otimizadas dos compostos de coordenação Eu(TPPO)mCl3, m= 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7. Observamos nesta figura que a partir do composto de coordenação Eu(TPPO)5Cl3 há o crescimento gradativo do impedimento stérico causado pelo excesso de ligante TPPO na estrutura do composto. Sendo sete ligantes TPPO o limite máximo de coordenação. Nossos cálculos mostraram que ao considerar a possibilidade do composto Eu(TPPO)8Cl3, haveria um colapso na estrutura. A partir disto, passamos a investigar a distância do európio em relação aos ligantes TPPO e aos ligantes cloretos. Na tabela 1 apresentamos os valores dos comprimentos das ligações coordenadas. Os nossas análises estruturais mostram que para os complexos Eu(TPPO)1Cl3 à Eu(TPPO)4Cl3, as distâncias ligante---metal são bem parecidas, entretanto a partir do composto de coordenação Eu(TPPO)5Cl3 ao composto Eu(TPPO)7Cl3 as distâncias se tornam cada vez maiores, indicando que há o efeito do impedimento stérico nestes sistemas, fato que provavelmente indica uma diminuição na estabilidade energética destes. Posteriormente, passamos a investigar as entalpias de formação de todos os compostos, estes resultados também são apresentados na tabela 1. Observamos que há um crescimento nos valores da entalpia de formação entre os compostos Eu(TPPO)1Cl3 (-99 kcal/mol) à Eu(TPPO)4Cl3 (-238 kcal/mol). Entretanto, a partir do composto Eu(TPPO)5Cl3 a entalpia de formação dos compostos começa a ficar mais positiva, provavelmente devido aos efeitos de impedimento stérico com o excesso de ligantes TPPO.

Geometrias otimizadas dos compostos de coordenação Eu(TPPO)mCl3, m= 1 à 7.

Conclusões

Estudamos neste trabalho as propriedades estruturais e termodinâmicas teóricas dos compostos de coordenação Eu(TPPO)mCl3, m= 1 à 7. Nossos resultados revelaram que preferencialmente os compostos de coordenação Eu(TPPO)mCl3, m= 1 à 4 são formados e que com o aumento da concentração do ligante TPPO na estrutura os efeitos stéricos afetam as propriedades estruturais dos ligantes presentes na estrutura.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao PET/CAPES, à PROAES/UFPE ao CNPq e ao PRONEX/FACEPE.

Referências

LIMA, N. B. D., Jr, S. A., GONÇALVES, S. M. C., SIMAS, A. M., A Comprehensive Strategy to Boost the Quantum Yield of Luminescence of Europium Complexes, Sci Rep. –UK, v.3, p. 1350044, 2013.

FILHO, M. A. M.; DUTRA, J. D. L.; ROCHA, G. B.; FREIRE, R. O.; SIMAS, A. M. Sparkle/RM1 Parameters for the Semiempirical Quantum Chemical Calculation of Lanthanide Complexes, RSC Adv. 3, 16747, 2013.

FILHO, M. A M.; DUTRA, J. D. L.; ROCHA, G. B.; SIMAS, A. M.; FREIRE, R. O. Semiempirical Quantum Chemistry Model for the Lanthanides: RM1 (Recife Model 1) Parameters for Dysprosium, Holmium and Erbium, PLoS One 9, e86376, 2014.