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Conformation and bonding: theoretical studies on conformational effects and Lewis pair stability
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Resumo
Esta tese consiste em uma coleção de estudos usando a teoria do funcional de densidade em efeitos conformacionais e mecanismo de ligação de sistemas modelo halogenados. Em primeiro lugar, análises detalhadas das forças físicas subjacentes ao efeito gauche e a barreira rotacional de etanos 1,2-dissubstituídos são realizadas. Em seguida, as tendências de força de ligação de pares doadores–aceptores de Lewis arquetípicos são sistematicamente avaliadas. O principal objetivo é obter fundamentação física relevante para explicar os fenômenos químicos estudados. As análises detalhadas apresentadas apontam efeitos quânticos frequentemente negligenciados por trás das preferências conformacionais e forças de ligação observadas. Espera-se que os conhecimentos fundamentais obtidos nesta tese constituam um passo importante para o melhor entendimento do efeito de átomos de halogênio na estrutura e ligação de compostos orgânicos e inorgânicos, o qual poderia ser estendido para racionalizar, predizer e aperfeiçoar as propriedades de sistemas moleculares mais complexos.
Abstract
This thesis consists of a collection of density functional theory investigations on conformational effects and bonding mechanism in halogenated model systems. First, thorough analyses of the physical forces underlying the gauche effect and the rotational barriers of 1,2-disubstituted ethanes have been performed. Then, the trends in bond strength of archetypal donor–acceptor Lewis pairs have been systematically evaluated. The main purpose is to obtain physically meaningful rationales to explain the studied chemical phenomena. The detailed analyses presented herein shed light on often overlooked quantum chemical effects behind the observed conformational preferences and bonding strengths. It is expected that the fundamental insights provided in this thesis will be a step towards a more comprehensive understanding of the effect of halogen atoms on the structure and bonding of organic and inorganic compounds, which could be extended to rationalize, predict, and tune the properties of more complex molecular systems.
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SILVA, D. R. Conformation and bonding: theoretical studies on conformational effects and Lewis pair stability. 2021. 139 p. Tese (Doutorado em Agroquímica) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.