Emprego da mecânica quântica na caracterização teórica de novos materiais energéticos de interesse militar

Este trabalho faz um levantamento das principais características de materiais energéticos e dos métodos de estrutura eletrônica baseados na mecânica quântica, mostrando como a junção desses conceitos focada em uma investigação teórica de novas moléculas pode gerar benefícios econômicos, praticidade e ganhos em segurança. Foi realizada uma caracterização através de métodos ab initio embasados na função de onda e da teoria do funcional de densidade para identificar propriedades termoquímicas da molécula do complexo hidrazina borano (N2H4BH3), um proeminente candidato a novo material com alta densidade energética. A geometria dessa molécula foi otimizada e dois isômeros foram encontrados por meio de cálculos com os funcionais M06-2X e wB97, a Teoria de Perturbação de Moller-Plesset e o método Coupled-Cluster, sendo os três primeiros com o conjunto base cc-pVDZ e o último com cc-pVTZ e cc-pVQZ. Por fim, realizando cálculos de equilíbrio químico utilizando as energias livre de Gibbs, obtidas com a metodologia wB97/VDZ para cada isômero em diferentes temperaturas, pode-se determinar que a 297K o valor da constante de equilíbrio é 11,6 e, com isso, uma amostra do complexo hidrazina borano deve apresentar em sua composição 92,09% do isômero mais estável.