Estudo da taxa de transição de conformações quirais do peróxido de hidrogênio isolado e na presença de gases nobres

Abstract

Nos últimos anos têm sido crescente o estudo de moléculas que apresentam quiralidade. O peróxido de hidrogênio (H2O2) é a molécula mais simples que apresenta esta propriedade. OH2O2 possui uma grande importância em diversos campos da ciência, como Física, Química e Biologia. Estudos realizados mostram que esta molécula possui duas conformações quirais, uma configuração cis e outra trans, sendo cada uma dessas a imagem espelhada da outra. Embora estas conformações quirais possam parecer idênticas elas não o são, e muito mais que isso, elas podem desempenhar ações químicas completamente diferentes. Ter informações sobre como o H2O2 (e complexos envolvendo H2O2) muda de uma conformação quiral para outra torna-se muito importante, pois pode servir de modelo para investigar o mecanismo de controle de moléculas quirais mais complexas e que possuem aplicabilidade industrial ou farmacêutica. Baseado neste fato, o presente trabalho se propõe a investigar a taxa de transição em função da temperatura entre conformações quirais da molécula peróxido de hidrogênio na presença e na ausência de gases nobres Ng (Ng=He, Ne, Ar, Kr, Xe e Rn). Para tanto, utiliza-se a Teoria do Estado de Transição (com e sem efeitos de tunelamento), combinado com o método de estrutura eletrônica de Møller-Plesset de segunda ordem (MP2) e os conjuntos de funções de base aug-cc-pVTZ (para o peróxido de hidrogênio e complexos com He, Ne, Ar e Kr) e aug-cc-pVTZ-PP (para os complexos com Xe e Rn). Os resultados obtidos mostram que a taxa de transição da conformação trans para cis do H2O2 isolado é menor (para baixas temperaturas) que as do complexos H2O2-Ar, H2O2-Kr, H2O2-Xe e H2O2-Rn. No caso da transição quiral da conformação cis para a trans as taxas de todos os complexos H2O2-Ng são menores que a da molécula H2O2 isolada. Outro ponto marcante é o fato da taxa da transição quiral da conformação cis para trans ser maior que a da conformação trans para cis tanto para a molécula de peróxido de hidrogênio isolada como para todos os complexos H2O2-Ng. Estas observações sugerem que a barreira que significativamente separa as configurações quirais do H2O2 isolada e dos complexos H2O2-Ng é a barreira-trans, uma vez que esta é bem menor do que a barreira-cis. Os resultados obtidos mostraram que um pequeno aumento na altura da barreira-trans, que ocorre quando os gases nobres formam complexos com o peróxido de hidrogênio, é responsável por uma diminuição significativa na taxa de transição de cis para trans.