Energética Molecular

Objetivos

Esta unidade curricular tem como objetivo fornecer uma compreensão aprofundada da energética e da estabilidade termodinâmica de sistemas moleculares e supramoleculares, em fase gasosa, em solução e em fases condensadas. Pretende-se desenvolver a capacidade de interpretar propriedades termodinâmicas à escala molecular, relacionando energética, estrutura e propriedades funcionais, bem como introduzir os principais métodos experimentais e computacionais utilizados na sua determinação e previsão.

Programa

1. Termodinâmica química: revisão de conceitos e interpretação molecular- Energia interna e entalpia.

• Entropia, energia de Gibbs e equilíbrio químico.
• Capacidade calorífica.
• Estados padrão e de referência.
• Unidades e Incerteza experimental.2. Energética supramolecular e de fases condensadas- Equilíbrio de fases, transição de fases e parâmetros termodinâmicos associados.
• Principais metodologias experimentais para estudo de equilíbrios e transições de fase.
• Química supramolecular e interações intermoleculares, relação energética/estrutura, análise e interpretação de dados, metodologias complementares.3. Energética molecular em fase gasosa e em solução- Reações em fase gasosa, parâmetros termodinâmicos associados e sua interpretação molecular.
• Metodologias experimentais para o estudo da energética molecular e a determinação de propriedades termodinâmicas relevantes.
• Energias de ligação e efeitos moleculares, interações intramoleculares.
• Interpretação molecular e quantificação de interações, reações isodésmicas e homodésmicas, relação energética/estrutura, correlação com outras propriedades moleculares (propriedades óticas, estruturais e eletrónicas).
• Reações em solução e metodologias para o seu estudo.
• Efeitos de solvente e solvatação, compensação entalpia/entropia, processos de auto-organização**.

4. Métodos de previsão, química computacional e simulação molecular**

• Métodos de estimativa, métodos aditivos e transferibilidade.
• Química computacional no estudo da energética molecular em fase gasosa.
• Simulação molecular de fases condensadas e sistemas complexos.
• Comparação com resultados experimentais, estratégias, vantagens e limitações.****