Estudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímico

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Autor(a) principal: Mata, Victor Augusto Santana da
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16043
Resumo: We performed a theoretical and experimental investigation on electron (e⁻) scattering by molecules of astrochemical interest. Theoretically, we obtained elastic differential (DCSs), integral (ICSs) and momentum-transfer (MTCSs) cross sections, total (TCSs) and total absorption (TACSs) cross sections for electron collisions with cyanoacetylene (HC₃N), acetonitrile (CH₃CN), isocyanic acid (HNCO), chloroform (CHCl₃), and chlorobenzene (C₆H₅Cl) molecules in the 0.1 to 1000 eV incident electron energy-range (E₀) by using ePolyScat codes (D and E3 versions). Presently, important developments in E3 version were performed in order to include the account of absorption effects (already present in D version). Thus, one uses a complex optical potential to represent the e⁻-molecule dynamics. In the methodology applied by ePolyScat, the wave function and the interaction potentials are single-center expanded, and the scattering equations are solved iteratively with the Padé’s approximants technique. The effectiveness of the modification in ePolyScat-E3 is verified by the good agreement with experimental data and other theories. Calculations were also performed using the independent atom model (IAM). Experimentally, DCSs data were obtained for E₀ from 20 up to 800 eV applying the relative flow technique (RFT) for chloroform and chlorobenzene. In the E₀ < 50 eV region, DCSs data were also measured at CSUF by Prof. M. A. Khakoo in collaboration, allowing the comparison between the theoretical and experimental data in a large energy range (0.5 ≤ E₀ ≤ 800 eV). Obtaining DCSs for non-chlorinated molecules was made impossible by COVID-19 pandemic. Nonetheless, a significant experimental advance was performed, making possible the synthesis of HC₃N samples at UFSCar. For such molecule, we obtained but one set of DCSs at E₀ = 20 eV. We generally observe a good agreement between the theoretical and experimental results obtained in the present work and other data available.
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Theoretically, we obtained elastic differential (DCSs), integral (ICSs) and momentum-transfer (MTCSs) cross sections, total (TCSs) and total absorption (TACSs) cross sections for electron collisions with cyanoacetylene (HC₃N), acetonitrile (CH₃CN), isocyanic acid (HNCO), chloroform (CHCl₃), and chlorobenzene (C₆H₅Cl) molecules in the 0.1 to 1000 eV incident electron energy-range (E₀) by using ePolyScat codes (D and E3 versions). Presently, important developments in E3 version were performed in order to include the account of absorption effects (already present in D version). Thus, one uses a complex optical potential to represent the e⁻-molecule dynamics. In the methodology applied by ePolyScat, the wave function and the interaction potentials are single-center expanded, and the scattering equations are solved iteratively with the Padé’s approximants technique. The effectiveness of the modification in ePolyScat-E3 is verified by the good agreement with experimental data and other theories. Calculations were also performed using the independent atom model (IAM). Experimentally, DCSs data were obtained for E₀ from 20 up to 800 eV applying the relative flow technique (RFT) for chloroform and chlorobenzene. In the E₀ < 50 eV region, DCSs data were also measured at CSUF by Prof. M. A. Khakoo in collaboration, allowing the comparison between the theoretical and experimental data in a large energy range (0.5 ≤ E₀ ≤ 800 eV). Obtaining DCSs for non-chlorinated molecules was made impossible by COVID-19 pandemic. Nonetheless, a significant experimental advance was performed, making possible the synthesis of HC₃N samples at UFSCar. For such molecule, we obtained but one set of DCSs at E₀ = 20 eV. We generally observe a good agreement between the theoretical and experimental results obtained in the present work and other data available.Realizou-se uma investigação teórica e experimental do espalhamento de elétrons (e⁻) por moléculas de interesse astroquímico. Teoricamente, obteve-se seções de choque diferenciais (DCSs), integrais (ICSs) e de transferência de momento (MTCSs) elásticas, totais (TCSs) e de absorção total (TACSs) para colisões eletrônicas com cianoacetileno (HC₃N), acetonitrila (CH₃CN), ácido isociânico (HNCO), clorofórmio (CHCl₃) e clorobenzeno (C₆H₅Cl) na faixa de energias de impacto (E₀) de 0,1 a 1000 eV com o emprego do pacote ePolyScat (versões D e E3). Presentemente, importantes desenvolvimentos foram realizados na versão E3 para incluir a descrição de efeitos de absorção (já presente na versão D). Dessa forma, usa-se um potencial óptico complexo para representar a dinâmica da interação e⁻-molécula. Na metodologia adotada no ePolyScat, expande-se as funções de onda e os potenciais de interação em um único centro e soluciona-se as equações de espalhamento iterativamente através da técnica dos aproximantes de Padé. A efetividade da modificação no ePolyScat-E3 é verificada pela boa concordância com dados experimentais e outros resultados teóricos. Cálculos também foram realizados usando o modelo dos átomos independentes (IAM). Experimentalmente, obteve-se DCSs para E₀ de 20 até 800 eV com o emprego da técnica do fluxo relativo (RFT) para o clorofórmio e clorobenzeno. Na região de E₀ < 50 eV, DCSs foram também mensuradas na CSUF pelo Prof. M. A. Khakoo em colaboração, permitindo a comparação entre os dados teóricos e experimentais em uma ampla faixa de energias (0,5 ≤ E₀ ≤ 800 eV). A obtenção de DCSs para as moléculas não cloradas foram impossibilitadas pela pandemia da COVID-19. Em contrapartida, um significativo avanço experimental foi realizado, tornando possível a síntese de amostras de HC₃N na UFSCar. Para essa molécula, obteve-se um único conjunto de DCSs para E₀ = 20 eV. De forma geral, observa-se uma boa concordância entre os resultados teóricos e experimentais obtidos no presente trabalho e outros dados disponíveis.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)144583/2018-6, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEspalhamento de elétronsSeções de choqueAstroquímicaCianoacetilenoAcetonitrilaÁcido isociânicoClorofórmioClorobenzenoCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICAEstudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímicoTheoretical and experimental study on the interaction of electrons with molecules of astrochemical interestinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis60060085b20253-b833-4351-b844-6fd39e0eaba4reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALEstudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímico.pdfEstudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímico.pdfapplication/pdf2777371https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16043/3/Estudo%20te%c3%b3rico%20e%20experimental%20da%20intera%c3%a7%c3%a3o%20de%20el%c3%a9trons%20com%20mol%c3%a9culas%20de%20interesse%20astroqu%c3%admico.pdf4f6995da8997c32c42a0c1fd3d0ae314MD53Carta comprovante.pdfCarta comprovante.pdfapplication/pdf91669https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16043/4/Carta%20comprovante.pdf13cb9304425ebefc3afb7bba9eb34079MD54CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16043/5/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD55TEXTEstudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímico.pdf.txtEstudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímico.pdf.txtExtracted texttext/plain185938https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16043/6/Estudo%20te%c3%b3rico%20e%20experimental%20da%20intera%c3%a7%c3%a3o%20de%20el%c3%a9trons%20com%20mol%c3%a9culas%20de%20interesse%20astroqu%c3%admico.pdf.txt57574958a748e5b7ad25b29aa0dc83abMD56Carta comprovante.pdf.txtCarta comprovante.pdf.txtExtracted texttext/plain1358https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16043/8/Carta%20comprovante.pdf.txte6271664818a6e4415e776be71224ec6MD58THUMBNAILEstudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímico.pdf.jpgEstudo teórico e experimental da interação de elétrons com moléculas de interesse astroquímico.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10663https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16043/7/Estudo%20te%c3%b3rico%20e%20experimental%20da%20intera%c3%a7%c3%a3o%20de%20el%c3%a9trons%20com%20mol%c3%a9culas%20de%20interesse%20astroqu%c3%admico.pdf.jpg5308a2bd8f5db186f92847e6dce40049MD57Carta comprovante.pdf.jpgCarta comprovante.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12644https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16043/9/Carta%20comprovante.pdf.jpg56ed3fc84fb82d0e115ae1093d9502c9MD59ufscar/160432023-09-18 18:32:25.38oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16043Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:25Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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