A DFT study on Dichloro{(E)-4-dimethylamino-N′-[(pyridin-2 yl)methylidene-κN]benzohydrazide-κO}M2+ (M=Zn, Cu, Ni and Co) complexes: Effect of the metal over association energy and complex geometry

Abstract

The molecular geometry of (E)-4-dimethylamino-N′-[(pyridin-2-yl)methylidene- N]benzohydrazide (C15H16N4O) complexed with M2+ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca and Co) ions were 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 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. In the other hand, Ca-L, one of the less favorable complex, corresponds to the biggest cation analyzed in the present study. Molecular orbital analysis was carried out showing variations in energy differences between HOMO-LUMO values in function of the metallic ion employed.

La geometría molecular de la (E)-4-dimetilamino-N′-[(piridin-2-il)metilideno- N]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 diferencia de energía HOMO-LUMO en función del metal empleado.