José Artur Martinho Simões

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Departamento de Química e Bioquimica

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Carreira Docente Universitário
Categoria Professor Catedrático

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Currículo Resumido

José Artur Martinho Simões é professor catedrático no Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, desde 1993. Os seus interesses científicos situam-se na área da energética molecular. Obteve o doutoramento no Instituto Superior Técnico, em 1981, e realizou um pós-doutoramento no California Institute of Technology, EUA (1982-83). Em 1988-89 foi visiting research officer no National Research Council of Canada e, em 1996-97, foi guest researcher no National Institute of Standards and Technology, EUA. Foi secretário-geral e presidente da Sociedade Portuguesa de Química. Foi director do Instituto de Tecnologia Química e Biológica (ITQB) da Universidade Nova de Lisboa e director do Laboratório Associado de Oeiras (2008-11). Foi director da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (2014-18). Recebeu o Prémio Ferreira da Silva da Sociedade Portuguesa de Química em 2006. É autor ou co-autor de mais de 100 publicações científicas (ResearcherID B-7185-2011).


Interesses Científicos

A energia das moléculas e a sua relação com a estrutura molecular e com a reactividade estiveram sempre no centro dos meus interesses científicos (ver artigo em Colóquio-Ciências 1993, no. 13, 23-42). No passado, a maioria dos meus estudos termoquímicos envolveram moléculas organometálicas, em solução e na fase gasosa. As técnicas experimentais utilizadas incluiram a calorimetria de solução-reacção, a calorimetria de fluxo de calor (Calvet) e a espectrometria de massa de ressonância ciclotrónica. Nos anos mais recentes, o meu trabalho de investigação tem incidido na energética de radicais livres, na fase gasosa e em solução. Estes estudos baseiam-se em resultados experimentais obtidos por calorimetria fotoacústica (em colaboração com o Prof. Rui Borges dos Santos, Universidade do Algarve), e em resultados obtidos através de várias metodologias da química computacional (em colaboração o Dr. Filipe Agapito, FCUL).

A informação sobre a energia das ligações quebradas e formadas nas reacções químicas é importante para a compreensão da estabilidade e da reactividade de moléculas. Se estes dados forem conhecidos, é possível prever a termoquímica de passos elementares de mecanismos reaccionais e definir estratégias para optimizar processos químicos. No meu grupo, ao longo dos anos, têm sido determinadas muitas entalpias de dissociação e entalpias de formação de compostos orgânicos, inorgânicos e organometálicos. Esta informação está publicada na literatura científica e integrada em bases de dados de propriedades moleculares (ver, por exemplo, o NIST Chemistry WebBook, http://webbook.nist.gov/chemistry/).

Embora as bases de dados contenham valores termoquímicos para alguns milhares de moléculas, esta informação é diminuta quando comparada com o número total de moléculas conhecidas (várias dezenas de milhões). O papel da química computacional e dos métodos empíricos de estimativa torna-se, assim, cada vez mais importante para ultrapassar a "escassez" de dados experimentais. Um dos principais objectivos do meu grupo tem sido desenvolver esses métodos de estimativa de valores termoquímicos. Para muitas famílias de moléculas é hoje possível fazer estimativas fiáveis das suas entalpias de formação ou entalpias de dissociação. Ver o portal do grupo Molecular Energetics (http://cqb.fc.ul.pt/research/molecular-energetics/).


Scientific Interests

The energetics of molecules and its relation to molecular structure and reactivity have always been at the centre of my research interests.  Most of my early thermochemical studies involved organometallic molecules, in solution and in the gas phase.  The experimental techniques that I have used included isoperibol reaction-solution calorimetry, heat-flux calorimetry (Calvet), and ion-cyclotron resonance mass spectrometry.  My present research work is focused on gas-phase and solution-phase free radical energetics.  These studies rely on experimental data obtained by photoacoustic calorimetry, (in collaboration with Prof. Rui Borges dos Santos, Universidade do Algarve), and on the results from several methodologies of computational chemistry (in collaboration with Dr. Filipe Agapito).

Information on the energetics of bonds cleaved and formed in chemical reactions is important for understanding the stability and the reactivity of molecules.  If this information is available one can predict the thermochemistry of elementary steps of reaction mechanisms and define strategies to optimise chemical processes.  There is a long list of bond dissociation enthalpies and enthalpies of formation of organic, inorganic, and organometallic substances determined in my group.  This information is published in the literature and is also available in molecular properties databases (see e.g. the NIST Chemistry WebBook, http://webbook.nist.gov/chemistry/).

Although the databases contain thermochemical values for several thousands of molecules, this information is rather small when compared with the many millions that are known.  The role played by computational chemistry and by empirical estimation methods is, therefore, increasingly important to face the scarcity of experimental data.  One of the main goals of my group has been the development of such estimation methods for thermochemical data.  It is now possible to make reliable predictions of enthalpies of formation or bond dissociation enthalpies for many families of molecules. See the Molecular Energetics group webpage (http://cqb.fc.ul.pt/research/molecular-energetics/).


Publicações selecionadas
  • J. A. Martinho Simões, M. E. Minas da Piedade, Molecular Energetics: Condensed-Phase Thermochemical Techniques, Oxford University Press: New York, 2008. ISBN: 978-0-19-028527-2.
  • J. A. Martinho Simões, J. L. Beauchamp, Transition Metal-Hydrogen and Metal-Carbon Bond Strengths: The Keys to Catalysis, Chemical Reviews 1990, 90, 629-688.
  • S. G. Estácio, P. Cabral do Couto, B. J. Costa Cabral, M. E. Minas da Piedade, José A. Martinho Simões, The Energetics of Intramolecular Hydrogen Bonding in Di-substituted Benzenes by the ortho-para Method, Journal of Physical Chemistry A 2004, 108, 10834-10843.
  • E. M. Gonçalves, F. Agapito, T. S. Almeida, J. A. Martinho Simões, Enthalpies of Formation of Dihydroxybenzenes Revisited: Combining Experimental and High-Level ab initio Data, Journal of Chemical Thermodynamics 2014, 73, 90-96.
  • F. Agapito, R. C. Santos, R. M. Borges dos Santos, J. A. Martinho Simões, The Thermochemistry of Cubane 50 Years after Its Synthesis: A High-Level Theoretical Study of Cubane and Its Derivatives, Journal of Physical Chemistry A 2015, 119, 2998-3007.

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