A DFT study on Dichloro {(E)-4-dimethylamino-N'-[(pyridin-2-yl) methylideneK N] benzohydrazide-k0}M2+ (M = Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca and Co) complexes: Effect of the metal over association energy and complex geometry / Un estudio DFT en complejos Dicloro {(E)-4-dimetilamino-N'-[(piridin-2-il) metilideno-K N] benzohidrazida-K0} M2+ (M = Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co): efecto del metal sobre la energía de asociación y la geometría del complejo / Um estudo DFT nos complexos Dicloro {(E)-4-dimetilamino-N'-[(piridin-2-il) metilideno -K N] benzohidrazida-K0} M2+ (M = Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co): efeito do metal sobre a energia de associação e a geometria do complexo

ABSTRACT

The molecular geometry of (E)-4-dimethylamino-N'-[(pyridin-2yl)methylidene-kN]benzohydrazide (C15H16N4O) complexed with M²+ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca and Co) ions was calculated, using density functional theory (B3LYP) with 6-31G(d, p) basis set. Vibrational frequencies were computed in order to verify the absence of imaginary vibrational frequencies, fact that confirms the global minimum in geometry optimization. Molecular geometry parameters (bond lengths and angles) for Cu²+ and Zn²+ complexes were compared with crystallographic data previously reported, showing good correlation. Binding energies for all complexes were computed at the B3LYP/6-31G++(d, p) level of theory. These calculations indicate that Cu-L is the lowest favorable complex, Cu²+ corresponds to the smallest cation on the present study. On the other hand, Ca-L, one of the less favorable complex, corresponds to the largest cation analyzed in the present study. Molecular orbital analysis was carried out showing variations in ΔE HOMO-LUMO values as a function of the metallic ion employed.

RESUMEN

La geometría molecular de la (E)-4-dimetilamino-N'-[(piridin-2-il) metilideno-kN] benzohidrazida (C15H16N4O) acomplejada con iones M²+ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co) se calculó usando la teoría funcional de densidad (B3LYP) empleando un conjunto de bases 6-31G(d, p). Las frecuencias vibracionales fueron calculadas con el propósito de comprobar la ausencia de frecuencias vibracionales imaginarias, hecho que confirma el mínimo global en la optimización de la geometría. Los parámetros de la geometría molecular (longitudes de enlace y ángulos) para los complejos de Cu²+ y Zn²+ fueron comparados con datos cristalográficos previamente reportados, mostrando una buena correlación. Las energías de asociación para todos los complejos fueron determinadas a un nivel de teoría B3LYP/6-31G++(d, p) mostrando que el complejo menos favorable es Cu-L, correspondiente al catión más pequeño del estudio. Por otro lado Ca-L, uno de los menos estables, corresponde al catión más grande analizado. Se llevó a cabo un análisis de orbitales moleculares en el cual los complejos exhibieron diferentes valores de ΔE HOMO-LUMO en función del metal empleado.

RESUMO

A geometria molecular da (E)-4-dimetilamino-N'-[(piridin-2-il) metilideno-kN] benzohidrazida (C15H16N4O) acomplexada com íons M²+ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co) foi calculada usando a teoria funcional da densidade (B3LYP) utilizando um conjunto de bases 6-31G(d, p). As frequências vibracionais foram calculadas com o objetivo de comprovar a ausência de frequências vibracionais imaginárias, fato que confirma o mínimo global na otimização da geometria. Os parâmetros da geometria molecular (longitudes de enlace e ângulos) para os complexos de Cu²+ y Zn²+ foram comparados com dados cristalográficos previamente reportados e mostraram boa correlação. As energias de associação para todos os complexos foram determinadas ao nível de teoria B3LYP/6-31G++(d, p) mostrando que o complexo menos favorável é Cu-L, correspondente ao cátion mais pequeno do estudo. Por outro lado Ca-L, um dos menos estáveis, corresponde ao cátion mais grande analisado. Foi feita uma análise de orbitais moleculares no qual os complexos exibiram diferentes valores de ΔE HOMO-LUMO em função do metal utilizado.