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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Martins, Lucimara Ramos
Título: Estudo das Estruturas de Solvatação e das Propriedades Dinâmicas de Soluções Aquosas de Li2C4O4 por Simulações de Dinâmica Molecular.
Ano: 2000
Orientador: Prof. Dr. Munir Salomão Skaf
Coorientador: Prof. Dr. Pedro Antonio Muniz Vazquez
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Líquidos, Movimentos translacionais, Movimentos rotacionais, Ligações de hidrogênio
Resumo: Simulações de dinâmica molecular foram realizadas pela primeira vez para soluções aquosas de Li2C4O4 com o intuito de estudar a solvatação do âni- on esquarato em nível microscópico e melhor compreender o comportamento desse ânion em solução. Através de uma análise das trajetórias obtidas das simulações, propomos uma possível estrutura para a cavidade de solvente cuja existência havia sido sugerida para explicar a "contraditória" ocorrência de uma reorientação lenta e um regime de modulação rápido. Devido a sua geometria planar e ao fato de exibirem quatro átomos de oxigênio expostos com altas cargas parciais, há a possibilidade desse ânion agir como forte aceptor de ligações de hidrogênio quando em soluções aquosas. Então, estimativas da quantidade de ligações de hidrogênios envolvendo cada um dos oxigênios do ânion, assim como, do tempo de residência das moléculas de água na primeira camada de solvatação foram feitas para avaliar a rigidez da cavidade de solvente. Também foram analisados os efeitos do ânion na estrutura da água e qual a extensão atingida. O efeito da estrutura de sol- vatação no comportamento dinâmico (reorientacional e translacional) do íon foi estudado através de funções de correlação temporal. Adicionalmente, as influências do tamanho da caixa de simulação, do modelo de cargas utilizado para o ânion e da presença do contra-íon também foram analisadas.
Abstract: Molecular dynamic simulation was performed for the first time to Li2C4O4 aqueous solution with the objective of studying solvation of squaric anion in the microscopic level and get a better understanding of the behavior of this anion in solution. Through an analysis of the simulation trajectories, we suggested a possible structure to the solvent cage whose existence had been proposed to explain "contraditory" findings of very slow reorientation and fast modulation regime. Due to its planar geometry and the existence of four exposed oxygen atoms with high partial charges, there is the possibility of this anion to behave as a strong hydrogen bond aceptor when in aqueous solution. Therefore, estimates for the hydrogen bonding distribution around the anion's oxygen, as well as the residence time of water molecules in the first solvation shell were obtained to evaluate the stiffness of the solvent cage. The effects of the anion on the intermolecular structure of water were also evaluated. The dynamical behavior of the anion in solution, including its fast librational motions, and the rotational and translational diffusive behaviors, were investigated in detail seeking comparision with experimental spectroscopic measurements. In addition, the influences of simulation box length, of charges model used for the anion and of the presence of counterion were also analyzed.
Arquivo (Texto Completo): vtls000213912.pdf ( tamanho:2,52MB )

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