Investigação por métodos de primeiros princípios do metanol.

Abstract

Neste trabalho, aplicamos métodos de primeiros princípios, baseado na teoria do funcional da densidade para investigar as propriedades estruturais e a estabilidade do metanol líquido sob efeito de campo elétrico externo. Utilizando o potencial ReaxFF para gerar os líquidos usados na dinâmica de primeiros princípios conseguimos reduzir o tempo computacional para obter a convergência da energia (600 ps usando ReaxFF mais 1 ps utilizando primeiros princípios). Observamos que o funcional PBE é capaz de descrever com boa precisão (erro de 4%) a densidade correta do metanol em condições normais de temperatura e pressão, que no caso da água somente é obtido com a inclusão da interação de Van der Waals. Vimos que o campo elétrico externo alinha as moléculas formando cadeias unidimensionais. Observamos que a estabilidade aumenta com o número de moléculas na cadeia. A presença de reservatórios de cargas facilita a quebra do metanol sendo que, é energeticamente favorável que a quebra ocorra no reservatório de elétrons. Vimos também que se a quebra ocorre no ligação C - H é energeticamente favorável que a quebra ocorre na molécula da cadeia mais próxima ao eletrodo. Entretanto, se a quebra ocorrer na ligação O - H é energeticamente favorável que a quebra aconteça na molécula da cadeia mais distante ao eletrodo.