Estudo teórico da reação do radical metila com nitrogênio atômico (4S): aspectos estruturais, energéticos, espectroscópicos e cinéticos

• Autor(a) principal: Alves, Tiago Vinicius
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46132/tde-19052008-134755/
• topic: CCSD(T); CCSD(T); CH3 + N reaction; Combustion processes; Constante de velocidade; Methyl radical; Processos de combustão; Radical metila; Rate constant; reação CH3 + N

A busca de uma melhor compreensão dos ciclos químicos que ocorrem na atmosfera de Titan, um dos satélites naturais de Saturno, tem posto em relevância a importância de reações químicas envolvendo nitrogênio atômico e hidrocarbonetos, principalmente o radical metila. Além desta ênfase astroquìmica, essa reação tem também um papel importante no estudo da decomposição de metano em plasma pós-descarga de nitrogênio e no entendimento de processos de combustão. Neste trabalho, dando continuidade a estudos teóricos envolvendo reações de espécies atômicas com hidrocarbonetos realizados por este grupo e utilizando o estado da arte em termos de cálculos de estrutura eletrônica, realizou-se uma ampla investigação da superfície tripleto de energia potencial 3[H3, C, N] com ênfase nos aspectos estruturais, energéticos e espectroscópicos dos pontos estacionários e na cinética global da reação. Nesta superfície de energia potencial, foram caracterizados 7 pontos estacionários, sendo 3 estados de transição e 4 mínimos. No melhor nível de cálculo, CCSD(T)/CBS, o mínimo global corresponde à formação do radical metilnitreno, 71,01 kcal/mol mais estável do que o canal de entrada N(4S) + CH3 (2A2\"). Entretanto, via caminhos distintos, a reação prossegue formando H2CN + H como o principal produto, resultado esse que não confirma uma suposição anterior de que HCN seria o produto principal. No aspecto cinético, verificou-se que a etapa determinante da reação é regida pelo canal de entrada bimolecular, sem barreira, e que o valor para a constante de velocidade global, na melhor descrição deste trabalho, de 1,93 x 10-10 cm3 molécula?1 s-1, é bem superior à de estudo teórico anterior. Além da boa concordância com dados experimentais, nossos resultados também mostram um aumento da constante de velocidade com a temperatura, o que não foi previsto nesse estudo anterior.