Efeito da inversão piramidal em algumas propriedades termodinâmicas de moléculas AX3 (A = N, P, As, Sb, Bi; X = H, F)
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/26582 |
Resumo: | A aproximação mais comum usada para obter funções termodinâmicas a partir de propriedades moleculares é a do oscilador harmônico e rotor rígido. Existem alguns desvios que essas aproximações falham em descrever, dentre eles a inversão piramidal de moléculas, como a amônia e análogos. Neste trabalho estudamos o efeito da inversão piramidal em moléculas do tipo AX3, com A sendo um elemento do grupo 15 e X podendo ser hidrogênio ou flúor. Foram calculadas geometrias de equilíbrio, barreiras de inversão, frequências de vibração, funções termodinâmicas com a aproximação do oscilador harmônico e da inversão piramidal. Para corrigir os efeitos da inversão piramidal foi necessário obter os níveis de energia resolvendo a equação de Schrödinger independente do tempo usando o métodoFourier Grid Hamiltonian. O potencial de inversão foi aproximado por um polinômio de quarta ordem. As energias e frequências de vibração foram calculadas usando teoria de perturbação de segunda ordem de Moller-Plesset (MP2). Dois conjuntos de funções de base foram utilizados a fim de avaliar o papel de cada na barreira e nos parâmetros geométricos das moléculas. Com exceção dos cálculos de estrutura eletrônica, que incluem otimizações de geometria e frequências de vibração, todos os cálculos foram realizados usando códigos escritos por este autor. Isso permitiu desenvolver maior compreensão e senso crítico das etapas envolvidas. |
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Efeito da inversão piramidal em algumas propriedades termodinâmicas de moléculas AX3 (A = N, P, As, Sb, Bi; X = H, F)Inversão piramidalOscilador anarmônicoFunções termodinâmicasFísico-químicaTermodinâmicaOscilador harmônicoPyramidal inversionAnharmonic oscillatorThermodynamics functionsA aproximação mais comum usada para obter funções termodinâmicas a partir de propriedades moleculares é a do oscilador harmônico e rotor rígido. Existem alguns desvios que essas aproximações falham em descrever, dentre eles a inversão piramidal de moléculas, como a amônia e análogos. Neste trabalho estudamos o efeito da inversão piramidal em moléculas do tipo AX3, com A sendo um elemento do grupo 15 e X podendo ser hidrogênio ou flúor. Foram calculadas geometrias de equilíbrio, barreiras de inversão, frequências de vibração, funções termodinâmicas com a aproximação do oscilador harmônico e da inversão piramidal. Para corrigir os efeitos da inversão piramidal foi necessário obter os níveis de energia resolvendo a equação de Schrödinger independente do tempo usando o métodoFourier Grid Hamiltonian. O potencial de inversão foi aproximado por um polinômio de quarta ordem. As energias e frequências de vibração foram calculadas usando teoria de perturbação de segunda ordem de Moller-Plesset (MP2). Dois conjuntos de funções de base foram utilizados a fim de avaliar o papel de cada na barreira e nos parâmetros geométricos das moléculas. Com exceção dos cálculos de estrutura eletrônica, que incluem otimizações de geometria e frequências de vibração, todos os cálculos foram realizados usando códigos escritos por este autor. Isso permitiu desenvolver maior compreensão e senso crítico das etapas envolvidas.One of the most common approximations used to obtain thermodynamics functions are the rigid rotor and harmonic oscillator. There are some deviations which those models fail to describe, one of those is the pyramidal inversion of ammonia-like molecules. In the present work we studied the effect of pyramidal inversion in AX3 molecules, with A as an element of the group 15 and X as H or F. It was performed calculations of equilibrium geometries, inversion barriers, vibration frequencies, thermodynamics functions with the harmonic oscillator and the pyramidal inversion models. To accurately correct vibration associated with the inversion it was necessary to obtain the energy levels from the time-independent Schrödinger equation using the Fourier Grid Hamiltonian numerical method. The inversion potentials were obtained by a 4th degree polynomial. The energies and frequencies were calculated using a second order Moller-Plesset perturbation theory. Two different basis sets were used intending to evaluate their role in the barrier size and in the geometry calculations. Beside the electronic structure calculations, all the steps were performed in codes written by the author. This allowed development of deeper comprehension and critical thinking in every stage of this work.48 f.Universidade Federal FluminenseMonteiro, João Guilherme SiqueiraCosta, Cauê Torres de Oliveira GuedesLamego, Luiz Sérgio RadinoVentura, Arthur da Cunha Paes Gil2022-10-24T13:10:16Z2022-10-24T13:10:16Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfVENTURA, Arthur da Cunha Paes Gil. Efeito da inversão piramidal em algumas propriedades termodinâmicas de moléculas AX3 (A = N, P, As, Sb, Bi; X = H, F). Niterói, 2022. 48 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2022.http://app.uff.br/riuff/handle/1/26582CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-10-24T13:10:20Zoai:app.uff.br:1/26582Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:54:52.734712Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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