Estudo espectroscópico do ácido p-aminobenzóico através da teoria do funcional da densidade
Lanthanide complexes have been receiving increasing attention due to its many potential ap-plications, ranging from immunofluorescence to the manufacture of electroluminescent devic-es. This interest is due to the lanthanide emission characteristics, which have narrow and in-tense bands. However, as...
| Autor principal: | Calvinho, Karin Ute Doehl |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9083 |
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riut-1-9083 |
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riut-1-90832020-11-11T19:06:35Z Estudo espectroscópico do ácido p-aminobenzóico através da teoria do funcional da densidade Calvinho, Karin Ute Doehl Vidal, Luciano Nassif Hussein, Fabiana Roberta Gonçalves e Silva Análise espectral Química - Densidade Estrutura molecular Benzeno Spectrum analysis Chemistry - Density Molecular structure Benzene Química Lanthanide complexes have been receiving increasing attention due to its many potential ap-plications, ranging from immunofluorescence to the manufacture of electroluminescent devic-es. This interest is due to the lanthanide emission characteristics, which have narrow and in-tense bands. However, as the photon absorption 4f-4f transition is forbidden by parity, good quantum yield of the complex depends on the efficiency of antenna ligands, wich absorb pho-tons and transfer its energy from the ligand triplet excited state to the emitting metal state. The energy transfer is efficient when the triplet state of the ligand is located slightly above the emitting state of the metal, and the separation between them is sufficient to help prevent ener-gy back transfer from the metal to the ligand. We can predict the theoretical value of the low-est triplet excited state of antenna ligands using density functional theory, obtaining quantita-tive results. At first, we evaluated the performance of some methods based on density func-tional theory in performing excited state calculations for ethylene and benzene and compared the results with ab initio (CCSD) and experimental data. The functionals that better performed were the M06-2X and PBE0, providing vertical excitation energies accurately on average in 0.2 eV with respect to experimental results. The 6-311++G (3df, 3pd) and aug-cc-pVTZ basis sets produced results with the same order of accuracy. We then calculated the electronic spec-trum of p-aminobenzoic acid with both methods and it was found that the PBE0 functional produced results closer to the experimental ones and faster than by using M06-2X. We con-cluded that the p-aminobenzoic acid is a promising antenna ligand for highly luminescent Tb3+ complexes. We also found that the proposed method is a reliable tool to calculate the lowest triplet state of other antenna ligands in order to know if they are suitable for producing terbium complexes with high quantum yield. Complexos de íons lantanídeos tem sido alvo de crescente atenção devido às suas diversas possibilidades de aplicações, que vão desde a imunofluorescência até a manufatura de dispositivos eletroluminescentes. Esse interesse deve-se às características de emissão dos lantanídeos, que apresentam bandas estreitas e muito intensas. Entretanto, como a absorção de fótons 4f-4f é uma transição proibida por paridade, o bom rendimento quântico do complexo depende da eficiência de ligantes antena, absorvendo fótons e transferindo energia do seu estado excitado triplete para o estado emissor do metal. Para que a transferência de energia seja eficiente, o estado triplete do ligante deve situar-se ligeiramente acima do estado emissor do metal, e a separação entre eles deve ser suficiente para evitar que ocorra retrotransferência. Pode-se prever de maneira teórica o valor do menor estado eletrônico excitado triplete de ligantes antena utilizando a teoria do funcional da densidade, obtendo resultados quantitativos. Na primeira fase deste trabalho, avaliou-se o desempenho de alguns métodos baseados na teoria do funcional da densidade combinados a diferentes conjuntos de bases em comparação com um referencial ab initio (CCSD) e dados experimentais no cálculo dos estados excitados singlete e triplete do eteno e do benzeno. Os funcionais que apresentaram melhor desempenho foram o M06-2X e o PBE0, fornecendo energias de excitação vertical com precisão de, em média, 0,2 eV com relação a resultados experimentais. As bases 6-311++G(3df,3pd) e aug-cc-pVTZ produziram resultados com a mesma ordem de exatidão. Em seguida, calculou-se o espectro eletrônico do ácido p-aminobenzóico com ambos os métodos e observou-se que o PBE0 produziu resultados mais próximos aos experimentais. Foi possível concluir que o ácido p-aminobenzóico é um ligante antena promissor para complexos luminescentes de alto rendimento quântico com o íon Tb3+ e que a metodologia empregada neste trabalho é confiável e sua aplicação no cálculo do menor estado triplete de outros ligantes antena é viável. 2020-11-11T19:06:35Z 2020-11-11T19:06:35Z 2013-05-03 bachelorThesis CALVINHO, Karin Ute Doehl. Estudo espectroscópico do ácido p-aminobenzóico através da teoria do funcional da densidade. 2013. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9083 por application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Departamento Acadêmico de Química e Biologia |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
| topic |
Análise espectral Química - Densidade Estrutura molecular Benzeno Spectrum analysis Chemistry - Density Molecular structure Benzene Química |
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Análise espectral Química - Densidade Estrutura molecular Benzeno Spectrum analysis Chemistry - Density Molecular structure Benzene Química Calvinho, Karin Ute Doehl Estudo espectroscópico do ácido p-aminobenzóico através da teoria do funcional da densidade |
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2020 |
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CALVINHO, Karin Ute Doehl. Estudo espectroscópico do ácido p-aminobenzóico através da teoria do funcional da densidade. 2013. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013. |
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