fisica molecular e espectometria

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IX Workshop em Física
Molecular e Espectroscopia
Universidade Federal do Espírito Santo
Vitória - 08 a 11 de novembro de 2011
Livro de Resumos
Editores:
Denise Assafrão
Ricardo C. de Berrêdo
Antônio Canal Neto
Francisco Elias Jorge
Prefácio
O Comitê Organizador do IX WFME gostaria de dar as boas vindas a todos os
participantes e ressaltar que foi uma grande satisfação realizar esta edição do evento.
Uma intensa atividade científica está programada para os três dias de encontro.
Finalmente, chegou o momento esperado, como ocorre a cada ano, desde 2003,
de encontrar os colegas para discussões francas, acirradas e fraternas do progresso
científico ocorrido desde o último encontro. O compromisso com o desenvolvimento
da Física Molecular e Espectroscopia nos une a nove anos.
Nesta ocasião estamos reunindo cerca de 160 participantes dos mais variados cen-
tros de pesquisas de todo o país. Este Workshop terá 13 palestras convidadas, 17
comunicações orais e 87 apresentações de painéis.
Esta edição só se tornou possível graças ao suporte da CAPES, CNPq, FACITEC
e FAPES. De forma direta ou indireta, várias Universidades contribuíram para o
sucesso deste encontro científico, entre elas, deve-se destacar a UFES, que forneceu
os cartazes, livros de resumos, crachás, certificados e o espaço físico.
Agradecemos também a SINC do Brasil, BRUKER e LABPETRO pelo apoio fi-
nanceiro e, finalmente, a QuantumTech pela doação dos blocos e canetas.
Cabe aqui meu agradecimento particular aos membros do Comitê Local, sem os
quais não seria possível realizar um evento de tal importância, e aos membros do
Comitê Nacional, pela ajuda na escolha dos palestrantes convidados e coordenando
seções orais.
Então, desejamos a todos um proveitoso Workshop em Física Molecular e Espec-
troscopia.
Vitória, 08 de novembro de 2011
Prof. Francisco Elias Jorge
Coordenador do IX WFME
iii
Organização
Comitê Nacional
Prof. Dr. Francisco Elias Jorge (Coordenador - Universidade Federal do Espírito Santo)
Prof. Dr. Ângelo Marconi Maniero (Universidade Federal da Bahia)
Prof. Dr. Fábio Zappa (Universidade Federal de Juiz de Fora)
Prof. Dr. Márcio Henrique Franco Bettega (Universidade Federal do Paraná)
Prof. Dr. Maurício Domingues Coutinho Neto (Universidade Federal do ABC)
Prof. Dr. Ricardo Gargano (Universidade de Brasília)
Comitê Local
Prof. Dr. Antônio Canal Neto (Universidade Federal do Espírito Santo)
Profa. Dra. Denise da Costa Assafrão de Lima (Universidade Federal do Espírito Santo)
Prof. Dr. Eustáquio Vinícius Ribeiro de Castro (Universidade Federal do Espírito Santo)
Prof. MSc. Ricardo Coelho de Berrêdo (Universidade Federal do Espírito Santo)
MSc. Cesar Turczyn Campos (Universidade Federal do Espírito Santo)
MSc. Priscilla Mendes Arruda (Universidade Federal do Espírito Santo)
http://www.cce.ufes.br/qcgv/ixwfme/
v
Palestras Convidadas
Palestras Convidadas
Palestras Convidadas
Palestras Convidadas
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC01
Desvendando a Astrofísico-Química com Simulações em
Laboratório Observadas por Espectrometria de Massa e
Espectroscopia no Infravermelho
Enio Frota da Silveira
Pontifícia Universidade Católicado Rio de Janeiro
Ao incidirem na superfície de cometas, satélites ou grãos intergaláticos, raios cósmi-
cos ou ventos estelares geram fenômenos físicos e químicos. Os fenômenos físicos
são gerados por colisões atômicas que disparam processos como: emissão de elétrons
secundários, sputtering (nuclear e eletrônico, neutro e iônico), mudanças na estru-
tura cristalina de gelos e de grãos de poeira cósmicos, geração de ondas de choque
e sublimação de matéria durante as colisões. Os fenômenos químicos consistem
essencialmente de dissociações moleculares e de síntese de novas espécies quími-
cas; destas, as mais complexas têm interesse particular pois participam da gênese
das moléculas orgânicas no Universo. Estudamos estes fenômenos em laboratório
fazendo incidir feixes de íons (na faixa de energia de keV a GeV) em alvos análogos
aos “alvos”cósmicos. Técnicas analíticas, tais como espectrometria de massa (MS) e
espectroscopia no infravermelho (FTIR), permitem acompanhar os efeitos induzidos
pelos feixes nas amostras. Os feixes de íons são obtidos nos aceleradores Van de
Graaff da PUC-Rio e no GANIL, França, assim como a partir de fontes radiativas
de 252Cf. As amostras analisadas são gases condensados comuns no espaço sideral:
água, monóxido e dióxido de carbono, amônia, metano, etc. Determinamos as seções
de choque de dissociação molecular e as de formação de novos compostos. Destes
valores é possível prever a vida média de espécies químicas em ambientes astrofísi-
cos e também mostrar que raios cósmicos de íons pouco abundantes, como os de
níquel e de ferro, são mais eficientes na astrofísico-química interestelar do que os
constituídos por prótons e partículas alfa.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 2
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC02
Funcionalização de Nanoestruturas de Carbono Via Simulação de
Primeiros Princípios
Solange Binotto Fagan
Centro Universitário Franciscano, UNIFRA, Santa Maria, RS
A funcionalização de nanoestruturas de carbono é um dos maiores focos de pesquisa
nessa área e busca incorporar novas propriedades em relação ao nanosistemas puros
com o objetivode vislumbrar novas aplicações tecnológicas. Nesta palestra serão
apresentadas as principais formas de funcionalização de nanoestruturas de carbono
como grafeno, nanotubos e fulerenos. A funcionalização de nanoestruturas de car-
bono pode ser observada via uma interação química, onde acontecem mudanças nas
propriedades do sistema original; ou interação física, neste caso a adsorção não altera
as propriedades do nanomaterial. Neste trabalho, a funcionalização de nanoestruturas
de carbono será demonstrada por meio de resultados de cálculos de primeiros princí-
pios, baseados na teoria do funcional da densidade, comparados com resultados ex-
perimentais de desenvolvimento e caracterização. As simulações de primeiros princí-
pios apresentam as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas resultantes das
nanoestruturas de carbono puras e funcionalizadas. Os resultados dessas simulações
podem ser comparados qualitativamente com experimentos para os nanosistemas.
Mais especificamente, é possível identificar o caráter eletrônico (metálico ou semi-
condutor), bem como a transferência de carga eletrônica entre os nanomateriais e
moléculas de interesse biológico ou moléculas tóxicas.
E. C. Girão, Y. Liebold-Ribeiro, J. Batista, E. B.Barros, S. B. Fagan, J. M. Filho, M. S. Dres-
selhaus e A. G. Souza Filho. Physical Chemistry Chemical Physics, 12, 1518 (2010).
A. L. Aguiar, S. B. Fagan, L. B. da Silva, J. Mendes Filho e A. G. de Souza Filho, Journal of
Physical Chemistry. C, 114 10790 (2010).
E. C. Girão, S. B. Fagan, I. Zanella e A. G. Souza Filho, Journal of Hazardous Materials 184,
678 (2010).
L. B. da Silva, S. B. Fagan, R. Mota e A. Fazzio, Journal of Physical Chemistry. C, 112, 6677
(2008).
I. Zanella, S. Guerini, S. B. Fagan, A. G. Souza Filho e J. Mendes Filho, Physical Review. B,
Condensed Matter and Materials Physics, 77, 073404 (2008).
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IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC03
Espectroscopia Aplicada em Estudos de Petróleo
Eustáquio Vinícius Ribeiro de Castro
Departamento de Química - Universidade Federal do Espírito Santos
O petróleo é a maior fonte de energia e de matérias primas do planeta. De todas as fontes, o
petróleo talvez seja a que mais exige conhecimentos multidisciplinares, que vão desde as áreas
das humanidades (Direito, Economia, Sociologia), até as áreas ligadas às Ciências Exatas, nas
quais se incluem a Química, a Física e as Engenharias. O aumento dos desafios tecnológicos
ligados à Exploração,Produção e Refino, exige cada vez mais a participação de profissionais
altamente qualificados e técnicas avançadas de avaliação e caracterização dos petróleos e seus
derivados. Atualmente, praticamente todas as técnicas e aparatos espectroscópicos existentes
são utilizados nos estudos do petróleo. Técnicas como FT-MS-ICR (Fourier Transform Mass
Espectrometry Ion Ciclotronic Ressonance), IV, RMN, dentre outras, são de uso corrente nos
laboratórios e centros de pesquisa que atuam no setor. Nesta palestra, serão apresentados
alguns trabalhos de pesquisa, bem como algumas técnicas espectroscópicas e equipamentos
que são utilizados por grupos de pesquisa da UFES.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 4
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC04
Conjuntos de Bases Gaussianas para Cálculos não Relativístico e
Relativístico de Propriedades Atômicas e Moleculares
Antônio Canal Neto e Francisco Elias Jorge
Departamento de Física, Universidade Federal do Espírito Santo
Nos últimos seis anos, o grupo de Química Quântica da UFES vem desenvolvendo conjuntos
de bases não relativísticos de qualidades dupla, tripla, quádrupla, quíntupla e sextupla zeta
de valência mais funções de polarização (XZP, X = D, T, Q, 5 e 6) para os elementos de
H até Ar e DZP e TZP para os átomos de K até Xe. Esses conjuntos têm sido aplicados com
sucesso em cálculos de constantes espectroscópicas, propriedades magnéticas, etc. Em adição,
para H até Xe e Pt, os conjuntos XZP foram aumentados com funções difusas com a finali-
dade de descrever mais precisamente o comportamento a longa distância das funções de onda;
as funções adicionadas são críticas para uma descrição acurada de afinidade eletrônica, pro-
priedades elétricas, rotação ótica e ligação de hidrogênio. Estes conjuntos foram designados
como XZP aumentados. Com o propósito de incorporar sistematicamente efeitos relativísti-
cos escalares a partir do Hamiltoniano Douglas-Kroll-Hess (DKH), nosso grupo de pesquisa
recontraiu os conjuntos XZP para os elementos de H até Xe e Pt. Estes conjuntos foram
denominados XZP-DKH. A partir dos conjuntos XZP e XZP-DKH, efeitos relativísticos es-
calares de constantes espectroscópicas de várias moléculas diatômicas e poliatômicas foram
estimados e comparados com valores reportados na literatura. Finalmente, as seqüências hi-
erárquicas não relativística e relativística dos conjuntos de bases relatadas neste trabalho em
conjunção com esquemas de extrapolação de dois e três parâmetros, foram usadas para estimar
limites do conjunto de bases completo de várias propriedades moleculares.
CNPq e CAPES.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 5
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC05
A Arte na Intimidade: Revelações da Microscopia Raman Sobre
Bens Culturais
Dalva Lúcia Araújo de Faria
Instituto de Química - Universidade de São Paulo
Métodos científicos já vem sendo utilizados na investigação de bens culturais há bastante
tempo, com a criação em 1888 na Alemanha do primeiro laboratório científico ligado a um
museu. Apesar das possibilidades de investigação do patrimônio cultural se ampliarem na
mesma medida em que a instrumentação científica se aperfeiçoava, a velocidade de transfer-
ência de conhecimento sempre foi limitada pelas diferentes abordagens dos profissionais nas
áreas de conservação e ciências exatas. Nas últimas décadas esse quadro alterou-se significati-
vamente e recursos sofisticados, antes apenas disponíveis em laboratórios de Universidades e
institutos de pesquisa agora fazem parte do arsenal de ferramentas do cientista de conservação.
Dentre essas técnicas, entretanto, aquelas que não são invasivas despertam maior interesse por
razões de fácil compreensão. A espectroscopia Raman ocupa uma posição destacada entre as
ferramentas não invasivas à disposição de museus, porque apresenta a especificidade química
inerente às técnicas de espectroscopia vibracional, com a vantagem de não ser susceptível à
presença de moléculas de água e não envolver a coleta e manipulação de amostras. Adicional-
mente, permite a realização de análises em escala micrométrica (Microscopia Raman), com
resolução lateral da ordem de 1 mm e faculta o acesso a níveis eletrônicos em amostras colori-
das, através do efeito Raman ressonante. Essas características fazem com que seja uma técnica
analítica particularmente adequada a estudos que envolvem matrizes complexas, seja por sua
composição, seja pelas alterações sofridas ao longo do processo de envelhecimento, seja pela
técnica empregada na produção do objeto em estudo, seja por manipulações ou condições
de armazenamento. A complexidade desse tipo de investigação implica em um grande desafio
científico a ser vencido. Nesta apresentação serão oferecidos exemplos de como a Microscopia
Raman contribui na obtenção de informações essenciais à conservação preventiva de bens cul-
turais e eventualmente à sua restauração, além de esclarecer aspectos históricos ligados a tais
bens. Será dada especial ênfase à corrosão de metais, degradação de biomateriais (agluti-
nantes, corantes e resinas) e pigmentos. No primeiro caso, a degradação de objetos de chumbo
pela ação de compostos orgânicos voláteis gerados indoor será apresentada, com a identifi-
cação dos produtos formados e simulações em ambientes controlados. Com biomateriais será
demonstrada a possibilidade de distinção de resinas empregadas em objetos decorativos, as-
sim como o efeito de íons metálicos presentes em pigmentos na degradação de aglutinantes e
corantes orgânicos. Especificamente no caso de pigmentos serão abordados aspectos ligados à
tecnologia de preparação e uso, assim como o auxílio na elucidação de questões forenses.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 6
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC06
Estrutura Eletrônica de Óxidos de Metais de Transição
Miguel Abbate
Departamento de Física, Universidade Federal do Paraná,
Os óxidos de metais de transição apresentam uma ampla e interessante variedade de pro-
priedades físicas. Por exemplo, supercondutividade de alta TC , magneto-resistência colossal,
transições de fase metal-isolante, etc. Neste seminário apresentaremos um estudo da estrutura
eletrônica de diversos óxidos de metais de transição. As técnicas experimentais utilizadas no
estudo foram espectroscopias de fotoemissão e de fotoabsorção. Os resultados experimentais
foram analisados utilizando cálculos feitos para diversos modelos teóricos. O objetivo prin-
cipal aqui é determinar a relação entre a estrutura eletrônica e as propriedades físicas destes
materiais.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 7
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC07
Cálculo de Estrutura e Reatividade da Cisplatina
Hélio Ferreira dos Santos
Departamento de Química - Universidade Federal de Juiz de Fora
A molécula de cisplatina, [Pt(NH3)2Cl2], possui uma grande importância atual na quimioter-
apia dos diversos tipos de cânceres. Apesar da simplicidade química, após mais de 40 anos de
uso na terapia humana, apenas dois análogos chegaram até a fase clínica final e são utilizados
juntamente com a cisplatina no tratamento de neoplasias. A alta reatividade da cisplatina é
o principal fator limitante, responsável pelos severos efeitos colaterais. Nesse sentido, uma
linha para o desenho de novos análogos é baseada no controle da reatividade frente a bionu-
cleófilos e, na grande maioria dos trabalhos, frente a água. A química computacional tem
dado sua contribuição através da previsão da estrutura de diferentes análogos e cálculo das
constantes de velocidade para as reações de troca de ligantes que ocorrem no meio biológico.
Apesar do grande número de trabalhos teóricos nessa linha, algumas questões fundamentais
têm sido consideradas de forma incipiente, como, por exemplo, o efeito da função de base para
o centro metálico, correções do erro de sobreposição de base intere intramolecular, correções
relativísticas, etc. Portanto, a palestra terá como foco aspectos teóricos relevantes para definir
a qualidade dos métodos computacionais disponíveis. Vários resultados têm sido obtidos pelo
nosso grupo com a molécula de cisplatina e seus derivados, e serão apresentados e discutidos
em relação as informações disponíveis na literatura. Penso que a discussão que será colo-
cada em pauta é relevante para química computacional da cisplatina e, de forma geral, para a
descrição teórica de complexos de coordenação.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 8
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC08
Espectroscopia Eletrônica, Técnicas de Coincidência Elétron-Íon
e Espectrometria de Massa por Tempo de Vôo Aplicadas ao
Estudo de Moléculas Poliatômicas
Alexsandre Figueiredo Lago
Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC
A espectroscopia molecular, a espectrometria de massas e a radiação eletromagnetica são re-
conhecidas como poderosas ferramentas para o conhecimento e manipulação da estrutura da
materia. Com o auxilio das técnicas experimentais modernas PEPICO (photon eletron pho-
ton ion coincidence) e TOF-MS (time of flight mass spectrometer) e radiação eletromagnética
sintonizável, é possivel investigar com grande precisão a estrutura eletrônica, os mecanis-
mos de fotoionização e dissociação, assim como podemos estudar os fragmentos iônicos e
radicais formados, sua dinamica e suas respectivas energias. Além disso, estas técnicas nos
permitem extrair dados termoquímicos altamente acurados. Neste trabalho serão apresentadas
estas tecnicas experimentais e mostrados alguns resultados recentes obtidos para moleculas
poliatômicas excitadas nas regiões do ultravioleta de vacuo e raios-X moles.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 9
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC09
Oniom Study of CO2 Adsorption on Zinc Oxide Surfaces
João Batista Lopes Martins, Sérgio A. de S. Farias1, Elton A. S. de Castro1,2, and Elson
Longo3
1Universidade de Brasília, IQ, Laboratório de Química Computacional, CP 4478, Brasília,
DF, Brazil, 70904970
2Universidade Estadual de Goiás, Formosa, GO, Brazil
3Unesp, INCTMN, Instituto de Química, 14801970, Brazil
Metal oxide surfaces are of considerable importance mainly due to the use on catalysis, gas
sensors and a few technological applications. ZnO semiconductor is widely used in catalysis,
e.g., the methanol synthesis from CO/H2 and CO2/H2 mixtures. This semiconductor has a rel-
atively large direct band gap of almost 3.3 eV. Wurtzite ZnO shows three main surfaces which
presents a significant difference in reactivity for the dissociative adsorption of methanol. The
ideal polar surface (0001) that expose zinc atoms positioned out with three coordination num-
ber; the polar surface (000-1) ended in oxygen, and the prismatic plane (10-10) where the zinc
atoms and oxygen are in the same plane. The activation of carbon dioxide is environmentally
important, and is also a molecule used for testing the basicity of metal oxides surfaces. In
the last few years were have used the cluster model and periodic approaches to treat the ZnO
surfaces and adsorbed molecules. The cluster approach was carried out with ONIOM hybrid
method. The periodic model was performed using LCAO and plane wave. A large number of
ZnO units (Zn60O60) where used with variable number of layers, specifically four, six and
eight layers for the wurtzite structure. The main purpose of this study is to investigate struc-
tural and electronic properties of physical and chemical adsorption of CO2 over ZnO surfaces
and also compare with available experimental data. The theoretical simulation was performed
using Density Functional Theory (DFT) implemented in the VASP for the plane wave and
Crystal06 for the LCAO, while for the ONIOM method the Gaussian09 package was used
with three layers. Interaction energies, orbital stabilization and geometries are comparable to
the available experimental data.
CAPES, INCTMN, and CNPq.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 10
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC10
Aplicações de Métodos de Química Quântica em Espectroscopia
Molecular
Ricardo Luiz Longo
Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco
Métodos de estrutura eletrônica são ferramentas importantes e complementares em espectro-
scopia molecular, pois fornecem propriedades que estão direta ou indiretamente relacionadas
às observações experimentais. Algumas aplicações destes métodos serão abordadas em es-
pectroscopia, particularmente, i) na determinação dos parâmetros de RMN de Sn-119, H-1 e
C-13 de organoestananas com a inclusão de efeitos relativísticos; ii) nas correlações entre as
separações das energias de ionização nos espectros fotoeletrônicos e a repulsão entre pares de
elétrons de ligações químicas; iii) nas espectroscopias de plásmon da região de recobrimento
da ligação química; iv) obtenção das constantes hiperfinas de ânions radicais de dinitroben-
zenos, comparações com espectros ESR e implicações para a estrutura molecular/quebra de
simetria; v) nas relações entre a transferência de energia, a luminescência de íons lantanídeos
e a dependência do tempo de vida de emissão com o comprimento de onda de excitação; e
vi) na luminescência atrasada e a aniquilação tripleto em polímeros de coordenação (MOFs).
Serão apresentadas algumas motivações e fundamentações de cada técnica espectroscópica
e ilustrações de como os métodos de química quântica são utilizados nos diversos tipos de
espectroscopia.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 11
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC11
Radiolysis of Astrophysical Ice Analogs by Energetic Ions:
Implications in Astrochemistry and Astrobiology Research
Sergio Pilling Guapyassu de Oliveira
Universidade do Vale do Paraiba - UNIVAP
In this talk it will be presented recent results obtained by our multi-institutional astrochemistry
group employing the heavy ion accelerator GANIL, located in Caen, France. The experiments
aims to simulate the chemical and the physicochemical interactions induced by cosmic rays
(heavy ions and medium-mass ions) inside dense and cold astrophysical environments, such as
molecular clouds or protostellar clouds as well as at the surface of outer solar system bodies,
such as comet and frozen moons. The gas samples (pure and mixed samples) were deposited
onto a CsI substrate at low temperature (13K and 80K). In-situ analysis was performed by a
Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer at different ion fluences. The employed pro-
jectiles have energies which goes from few keV/u up to several MeV/u, covering both nuclear
and electronic stopping power regime. It will be discussed the formation of new molecular
species in each experiment as the result of radiolysis. Beside this, it will be also presented
the dissociation cross section, the formation cross section (radiolysis products), the sputtering
rate, radiolysis yield and ice compaction. Finally, it will be given some implications of this
research in the astrochemistry and astrobiology filed, such as the half-life of studied species in
astrophysical environments and the formation of organic molecules.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 12
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC12
Espectroscopia de Raios-X da Camada K do Nitrogênio Atômico
Marcelo Martins Sant’Anna1,2, A. S. Schlachter2, G. Ohrwall 3,4, W. C. Stolte4, D.W. Lindle4
e B. M. McLaughlin5,6
1Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro RJ, Brasil
2Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California,
Berkeley, California, USA
3MAX-Lab, Lund University, Box 118, Lund, SE-221 00, Sweden.
4Department of Chemistry, University of Nevada, Las Vegas, Nevada, USA5School of Mathematics and Physics, Queen’s University of Belfast, Belfast BT7 1NN, UK
6ITAMP, Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, Mail Stop 14, 60 Garden Street,
Cambridge, Massachusetts, USA
O elemento nitrogênio, em sua forma atômica, desempenha papéis importantes em áreas
tão diversas quanto astronomia de raios-x, física planetária e ciência dos materiais. São áreas
que, coletivamente, varrem 28 ordens de grandeza em escala de comprimento. Contudo, até
hoje, a espectroscopia de camada K do nitrogênio atômico não foi objeto de estudo em lab-
oratório. Neste trabalho alteramos esta situação, apresentando medidas absolutas de seções
de choque de fotoionização para energias do fóton incidente próximas ao limiar da camada K
do nitrogênio [1]. Para isso combinamos o uso de uma fonte de radiação síncrotron e a pro-
dução de um alvo gasoso contendo nitrogênio atômico, obtido a partir da dissociação parcial
de uma amostra de nitrogênio molecular. A otimização da fração de nitrogênio dissociado,
fundamental para o estudo, foi alcançada pelo uso de uma cavidade de microondas com um
campo magnético externo satisfazendo à condição de ressonância de cíclotron dos elétrons.
Os resultados apresentados serão relacionados ao contexto de seu uso em problemas diver-
sos como, por exemplo, (i) observações de raio-x moles na aurora e (ii) estudos do efeito da
topologia de uma superfície cristalina na dissociação de moléculas de óxido nítrico adsorvidas.
1- M. M. Sant’Anna, A. S. Schlachter, G. Ohrwall, W. C. Stolte, D.W. Lindle and B. M.
McLaughlin, Phys. Rev. Lett. 107, 033001 (2011).
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 13
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
PC13
Controle, Eficiência e Seletividade na Quebra de Ligações
Químicas: como, onde e para quê?
Romarly Fernandes da Costa
Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC
Evidências experimentais bastante recentes mostram que as colisões iniciadas por elétrons de
baixa energia atuam de maneira muito eficiente e com alto grau de seletividade na quebra de
ligações químicas em sistemas poliatômicos permitindo, ainda, um controle fino desta sele-
tividade em termos da escolha apropriada para a energia da partícula incidente [Science 287,
1658 (2000); Phys. Rev. Lett. 90, 208102 (2003); J. Am. Chem. Soc. 125, 4467 (2003);
Phys. Rev. Lett. 93, 068101 (2004)]. Estes resultados apontam para o fato de que as colisões
induzidas por elétrons estão estreitamente relacionadas com a capacidade de manipulação e
controle de reações físico-químicas na escala nanoscópica, o que, por sua vez, abre um leque
bastante amplo de novas oportunidades que podem ser exploradas tanto do ponto de vista da
pesquisa básica quanto das aplicações tecnológicas. Nesta palestra vamos discutir o papel de-
sempenhado pelos processos de espalhamento elástico e de excitação eletrônica de moléculas
por impacto de elétrons de baixa energia na quebra de ligações químicas em biomoléculas.
Especial atenção será devotada à análise da influência dos efeitos de polarização e de acopla-
mento multicanal sobre a magnitude das seções de choque elástica e eletronicamente inelás-
tica. O aparecimento e a caracterização de ressonâncias de forma e de Feshbach também serão
considerados, uma vez que a formação de tais estados temporários representa um mecanismo
bastante eficiente na quebra seletiva de ligações químicas. A relevância destas questões será
avaliada no contexto das possíveis aplicações para a modelagem de ambientes de descarga e
das implicações na compreensão da ruptura mutagênica das cadeias de DNA. Em especial, é
dada ênfase na realização de investigações envolvendo os constituintes básicos do DNA e do
RNA (bases nitrogenadas, açúcares ribose e desoxirribose, grupo fosfato, assim como outros
sistemas que apresentam similaridades com algum dos seus componentes), dada a relevân-
cia dos processos induzidos por elétrons secundários na análise dos danos letais sofridos pelo
material genético durante a interação com a radiação ionizante.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 14
Comunicações Orais
Comunicações Orais
Comunicações Orais
Comunicações Orais
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO01
A Influência de Luz de Banda Larga Sobre um MOT de 85Rb
A. R. Fritsch1, A. L. Oliveira1, V. S. Bagnato2 e R. A. De S. Zanon1
1Departamento de Física, Universidade do Estado de Santa Catarina. Campus Universitário
prof. Avelino Marcante sn, Bom Retiro, 89223-100 Joinville, SC, Brasil.
2Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo,caixa postal 369, São Carlos
SP 13560-970, Brasil
Neste trabalho apresentamos a construção e caracterização de uma armadilha magneto-óptica,
a qual utilizamos para aprisionamento de átomos deRb. Após a construção da armadilha e sua
caracterização, fizemos experimentos para estudar os efeitos da luz de banda larga sobre os
átomos aprisionados. Para esse estudo, utilizamos lâmpadas incandescentes que possuem um
espectro largo de comprimentos de onda. Verificamos que em uma armadilha com 109 átomos
aprisionados, a luz de banda larga aumenta a fluorescência emitida pela nuvem de átomos,
tendo fortes indícios que isto representa efetivamente um aumento na eficiência da armadilha.
No entanto, com os experimentos que fizemos, não podemos distinguir se essa diferença é
referente a um aumento de átomos aprisionados ou apenas espalhamento de luz causado pelo
aumento da intensidade de luz incidida sobre a nuvem. Fizemos então uma comparação da
resposta dos átomos, frente a variações na intensidade dos feixes de laser utilizados para o
aprisionamento. Por motivos que serão discutidos neste trabalho, refizemos esse estudo com
um número menor de átomos aprisionados, 108 átomos, e verificamos que o aquecimento das
lâmpadas reflete no aumento das perdas na armadilha, diminuindo então o número de átomos
aprisionados. Isto nos levou a fazer um estudo sobre a dinâmica das colisões presentes na ar-
madilha, para entendermos a influência da temperatura na eficiência da armadilha. Verificamos
que um pequeno aumento uniforme na temperatura da câmara levaria a grandes perdas na ar-
madilha, mas o aumento da temperatura causado pelas lâmpadas é um aumento local, e gera
um processo de desgaseificação da câmara, aumentando a quantidade de átomos, "diferentes
de Rb", presentes no vapor de fundo.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 16
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO02
Espectroscopia Vibracional de Agregados Iônicos X-(H2O)n, X = F, Br, I: Da Fase
Gasosa à Solução
T. C. Correra1 , J. S. Prell3, J. T. O’Brien3, J. M. Riveros1,2 e E. R. Williams3
1Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil.
2Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Santo André,
Brasil.
3 Department of Chemistry, University of California, Berkeley, USA.
Em 1888, F. Hofmeister observou que alguns sais dissolvidos alteram a solubilidade de pro-
teínas em solução. De acordo com suas observações, os efeitos são dependentes da natureza
dos íons, sendo mais intensos para ânions. Os íons foram ordenados por sua capacidade de
estruturar o solvente, dando origem ao que se conhece por série de Hofmeister. Desde en-
tão, observou-se que diversas outras propriedades, como tensão superficial e estabilidade de
coloides, também seguem a mesma série, sugerindo que o efeito observado não é pontual, e
sim inerente a solvatação de macromoléculas, sendo fundamental aos processos biológicos.
Dessa forma, grande atenção tem sido empenhada na elucidação do mecanismo pelo qual tal
efeito opera. Duas hipóteses são correntemente debatidas. A primeira considera que os íons
interagem se ligando às macromoléculas, mudando a sua forma e alterando a sua solvatação.
A outra hipótese considera que os íons em solução são capazes de alterar como a rede de sol-
vatação se conecta e, portanto,a estrutura do solvente, o que altera, por sua vez, a forma com
que os solventes interagem com a macromolécula. Para elucidar tal discussão, agregados iôni-
cos X−(H2O)n, X = F, Br, I e n = 6 − 68 tiveram seus espectros de ação no infravermelho
adquiridos na fase gasosa. Um sistema OPO-OPA foi utilizado para irradiar o íon de interesse,
isolado na cela de um espectrômetro de massas FT-ICR, na região do infravermelho. Como a
absorção de energia causa perda de moléculas de água do agregado, monitorando a dissociação
para cada comprimento de onda, obtém-se o espectro infravermelho do íon isolado. Tais espé-
cies foram também modeladas por cálculos DFT, para n = 6−12, e dinâmica molecular, para
n = 25 − 300. Para os íons F− e I−, foi observado um efeito de organização exercido pelos
íons nas moléculas de solvente a longo alcance, que se estende pelo menos até 68 moléculas
de água, enquanto que para o Br− até pelo menos 25 moléculas de solvente. Apesar disso,
modelagens por dinâmica molecular sugerem que tal efeito se estende até algumas centenas de
moléculas de água. A mudança de solvatação interna para externa também foi caracterizada
experimentalmente nesses espectros, mostrando-se dependente da natureza do íon, segundo a
própria séries de Hofmeister. Para F− a transição de uma solvatação interna para externa se
observa por volta de 20 moléculas de água, enquanto para o Br−, a mesma transição se dá por
volta de 9 − 12 moléculas de água, ilustrando o maior poder de organização do F− frente ao
Br−. Nossos resultados não só comprovam experimentalmente que a influencia dos ânions é
de longo alcance, se estendendo muito além da primeira camada de solvatação, como também
seguem a série proposta por Hofmeister, mostrando um maior efeito do F− seguido por Br− e
I− na organização das moléculas de solvente.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 17
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO03
Estudo da Interação das Moléculas Glicina e DL-Valina em Fase
Condensada com Fótons na Região do Ultravioleta de Vácuo
(VUV)
T. R. Silveira, F. V. Prudente, M. E. Nascimento e R. R. T. Marinho
Universidade Federal da Bahia, Salvador, BA, Brasil
Existem modelos que tentam explicar como biomoléculas mais simples teriam sido formadas.
Uma das possíveis conseqüências dos modelos de evolução química no espaço seria que a vida
na Terra tenha sua origem no espaço, isto é, as biomoléculas precursoras da vida teriam sido
formadas no espaço e trazidas para a Terra pelos impactos de cometas e meteoritos. Os cometas
possuem uma parcela significativa de materiais orgânicos. Já foram encontrados desde elemen-
tos leves como C, H, O e N até moléculas como cianeto de hidrogênio (HCN), formaldeído,
pirimidinas, polímeros, entre outros. Como os cometas perdem grãos ao entrar em contato com
a atmosfera terrestre eles podem ter desempenhado um importante papel de fontes de molécu-
las orgânicas para desenvolvimento da vida na era primitiva. A astronomia observacional
apresentou nos últimos anos resultados em relação à descoberta de moléculas complexas. Ex-
iste uma diferença significativa no número de observações diretas de moléculas orgânicas em
fase condensada e em fase gasosa no espaço, sendo a primeira muito mais abundante. Este
fato está intimamente ligado a fotoestabilidade destas moléculas quando expostas ao campo
de radiação no espaço de radiação que compreende comprimento de ondas desde o infraver-
melho a raios cósmicos. Produzindo filmes de amino ácidos podemos estudar como moléculas
em fase condensada se comportam quando expostas a radiação ultravioleta de vácuo (VUV).
Nesse trabalho, apresentaremos um estudo da fotoestabilidade dos compostos orgânico glicina
e DL-valina em função de sua interação com a radiação VUV. Os filmes foram produzidos
pela técnica drop-casting, os experimentos foram realizados na linha de luz TGM do LNLS,
onde selecionamos fótons com energia de 150 eV, e para analisar os efeitos da degradação dos
filmes utilizamos um espectrômetro infravermelho com transformada fourier (FT-IR).
LNLS, CNPq, FAPESB e CAPES
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 18
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO04
Raman Scattering Investigation of Nanomanipulated Individual
Carbon Nanotube
N. M. Barbosa Neto1,2, P. T. Araujo2, H. Chacham2, S. S. Carara2, R. J. C. Batista3 e A.
Jorio2
1Instituto de Física, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brazil.
2Departamento de Física, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG,
Brazil.
3Departamento de Física, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil.
In last few decades the investigation of physical properties of carbon nanotubes (CNT) has
received a great amount of attention due to their potential to be applied in nanodevices. Con-
sequently, the search for new geometrical configurations as well as for the control of carbon
nanotubes growth is a rich research field. Recently, a new type of tube configuration, named
serpentine, was obtained [1]. It was shown that, for serpentines, the tube-substrate interaction
is strongly affected by the substrate orientation. The modifications in the tube substrate inter-
action can be used to modulate the electronic properties of the serpentine which can exhibit
metallic or semiconductor behavior in the same (n,m) tube [2]. Based on the exposed facts
the investigation of the physical properties of this new type of CNTs is important, in order to
explore its great potential to perform active nanoengineering. In this work we employed an ex-
perimental configuration that combines atomic force microscopy with confocal spectroscopy,
similar to that presented in Reference [3], to investigate the changes on the serpentine vibra-
tional modes when manipulated with a gold tip. The manipulation was performed by pressing
the serpentine deposited on crystalline quartz substrate, perpendicular to substrate plane. The
structural modifications were probed via Raman scattering, exciting the tubes at 633 nm. In
the uniaxial pressure experiments we observed changes in the G-band region, the band caused
by the in-plane C-C bond stretching. A band split and the observation of a new vibrational
mode was monitored for different pressure levels and different tubes. Irreversible change was
observed, indicating a permanent modification of the serpentine structure. In order to better
understand the observed phenomenology, we employed an eight mass analytical model with
perturbed curvature that satisfactorily explained the observed results.
1- N. Geblinger A. Ismach, E. Joselevich, Nature Nanotech. 3, 195 (2008).
2- J. S. Soares, A. P. M. Barboza, P. T. Araujo, N. M. Barbosa Neto, D. Nakabayashi, N.
Shadmi, T. S. Yarden, A. Ismach, N. Geblinger, E. Joselevich, C. Vilani, L. G. Cançado, L.
Novotny, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus, B. R. A. Neves, M. S. C. Mazzoni, A. Jorio,
Nano Lett. 10, 5043 (2010).
3- A. Hartschuh, E. J. Sánchez, X. S. Xie, L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 095503 (2003).
FAPEMIG, CNPq, and CAPES
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 19
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO05
Methodology for Calculating the Charge Factors Used to Predict
Intensities f-f in Lanthanide Compounds
A. C. Neto, O. L. Malta, R. T. Moura e R. L. Longo
Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Brasil
The most relevant features of the spectral intensities of f-f transitions have been described
by the forced electric dipole (FED) mechanism (Judd-Ofelt theory) and the ligand polariz-
ability dependent dynamic coupling (DC) mechanism, which are operative when the f-ion
(lanthanide or actinide) is located in a site that is not a center of inversion. In the absence
of inversion center, the ligand field Hamiltonian can be separated into two portions, one even
parity and another with odd parity. The experimental determination of the Ωλ intensity param-
etersdoes not distinguishes between these two mechanisms, from where one can realize the
importance of reliable theoretical calculations. From the odd part of the ligand field, is possi-
ble to predict the oscillator strengths in the same order of magnitude of those experimentally
observed (10-6) for the transitions 4f - 4f. The intensity parameters are obtained from theo-
retical calculations of the BΩtp, that have contributions from FED and DC mechanisms. The
FED mechanism is expressed by a product of two functions, one dependent on the lanthanide
ion and another dependent on the chemical environment (ligand field), γtp. Previously, the γtp
was calculated with adjustments in charge factors (g). The objective of this work is to present
a methodology for the calculation of these factors (g) for each bond (without adjustments). For
this, we calculated the force constants (k) of each pair X-Eu+3 (X = O, N) using the harmonic
approximation by the second derivative of energy with respect to distance. The energies were
obtained through the semi-empirical method SPARKLE/PM3. From these force constants, we
obtained the values of charge factors (g) by the equation: g = R
√
k
2∆�
, where R is the dis-
tance between the ligand atom to the central ion, k is the force constant of the bond, and∆� is
the first excitation energy obtained with the method INDO/S implemented in the ZINDO pro-
gram. The theoretical results showed good agreement with experimental values, for example,
the compound Eu(btfa)3.2H2O(btfa = 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione) has absolute
error of 0.20% and 1.22% for Ω2 and Ω4, respectively.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 20
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO06
Fragmentation of the CH2Cl2 Molecule by Proton Impact and
VUV Photons
K. F. Alcântara1, W. Wolff1, A. H. A. Gomes1, L. Sigaud1, S. Soriano1, V. Oliveira1, A. B.
Rocha2 e A. C. F. Santos1
1Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, PO 68528, 21941-972 Rio de
Janeiro, RJ, Brazil
2Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 21941-614 Rio de Janeiro,
RJ, Brazil
A absorção de um fóton VUV por uma molécula ou sua interação com uma partícula car-
regada, dá origem a uma fragmentação molecular eficiente que apresenta muitas questões
teóricas abertas. Medidas do rendimento iônico e distribuições de energia dos produtos da
fragmentação em uma colisão íon-molécula forneceram informações úteis sobre os estados fi-
nal e inicial da molécula, a quantidade de energia transferida pela partícula incidente, e como
essa energia está distribuída entre os estados moleculares. Um estudo comparativo para a
fragmen-tação da molécula CH2Cl2 foi realizado para colisões com feixe de H+ de 0,2-2,0
MeV e fótons de 12-90 eV. Foram determinados os rendimentos parciais dos produtos da frag-
mentação em função da energia dos projéteis. Os resultados demonstram que quanto maior a
energia dos prótons, mais o padrão de fragmentação se assemelha ao espectro correspondente
por impacto de fótons com energias mais baixas. Por exemplo, no impacto de prótons de 2,0
MeV, o padrão de fragmentação se assemelha ao padrão correspondente por impacto de fó-
tons de hν = 60 eV . A partir da análise da forma dos picos, conclui-se que os produtos de
fragmentação encontrados, foram obtidos com baixa energia cinética (< 1 eV). Os principais
fragmentos observados, no caso do impacto de prótons e fótons acima de 30 eV, foram associ-
ados à liberação de um átomo de cloro. Combinando a informação das energias moleculares
orbitais, estima-se a contribuição relativa dos orbitais moleculares na ionização por impacto de
prótons do CH2Cl2. É demonstrado pela primeira vez, que o padrão de fragmentação para os
produtos carregados nos espectros por impacto de prótons, podem ser diretamente comparados
com o padrão de fragmentação corres-pondente para o impacto de fótons, através do momento
transferido, que depende da velocidade do projétil com v−1. Esta é uma clara indicação de
que a principal variável dinâmica por trás do rendimento parcial é o momento transferido em
altas velocidades.
http://webbook.nist.gov/chemistry
CNPq, CAPES, FAPERJ e LNLS.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 21
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO07
Perda e Captura Eletrônica de Li2+ e Li+ Colidindo com Ar, na
Faixa de Energia entre 0,2 e 3,5 MeV.
A. L. C. Losqui1, F. Zappa1, H. Luna2, W. Wolff2, A. C. F. Santos2, G. M. Sigaud3, E. C.
Montenegro2, M. M. Sant’Anna2 e W. S. Melo1,∗
1Departamento de Física, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, Brasil
2Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil
3Departamento de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de
Janeiro, RJ, Brasil
Seções de choque totais de captura e perda eletrônica por Li2+ e Li+ colidindo em foram
medidas para energias do feixe incidente na faixa entre 0,2 a 3,5 MeV. Os dados experimen-
tais para a perda são comparados com cálculos teóricos baseados na Aproximação de Born de
Ondas Planas (PWBA) e no Modelo de Colisões Livres (MCL), usando um formalismo que
separa as contribuições à seção de choque em duas parcelas, uma chamada de “blindagem”e
outra chamada de “anti-blindagem”[1]. As medidas das seções de choque totais de perda obti-
das neste trabalho apresentam valores bem abaixo dos cálculos teóricos, e pode-se especular
que este efeito seja devido ao acoplamento dos canais de perda e captura eletrônica numa
mesma colisão, que não são levados em conta na PWBA ou MCL. No caso da PWBA, a difer-
ença experimento-teoria é maior, pois essa aproximação é perturbativa. Para o tratamento com
alvos pesados, as teorias não perturbativas apresentam uma descrição mais satisfatória, porém
deve ser levado em conta o acoplamento de canais competitivos de perda e captura eletrônica
numa mesma colisão, para uma descrição correta do problema [2-3]. Além das medidas totais,
foram realizadas também medidas ditas coincidentes, ou seja, para cada estado final de carga
do projétil pode-se obter as diversas seções de choque de produção de íons do alvo. Estas
medidas foram realizadas com o Li2+ como projétil, coli-dindo em Ar com energias na faixa
entre 0,75 a 3,5 MeV. Os resultados são comparados com seções de choque da literatura para
uma variedade de outros projéteis e com regras semi-empíricas de escalonamento, uma vez
que não há dados anteriores para o mesmo sistema.
1- E. C. Montenegro, W. E. Meyerhof, and J. H. McGuire, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 34, 249
(1994).
2- W. S. Melo, M. M. Sant’Anna, A. C. F. Santos, G. M. Sigaud e E. C. Montenegro, Phys.
Rev. A 60, 1124 (1999).
3- T. Kirchner, A. C. F. Santos, H. Luna, M. M. Sant?Anna, W. S. Melo, G. M. Sigaud, and E.
C. Montenegro, Phys. Rev. A 72, 012707-1 (2005).
(*) wilsonmelo@fisica.ufjf.br
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 22
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO08
Estudo do Deslocamento da Banda de Absorção Devido a Estiramento Fe-O em Sítios
Tetraédricos em Ferrita de Níquel com o Aumento no Tamanho das Partículas
Eduardo Perini Muniz, José Rafael Capua Proveti, Rodrigo Dias Pereira, Paulo Sérgio da
Silva Porto
Universidade Federal do Espírito Santo, Campus de São Mateus
Nanopartículas de ferrita de níquel foram produzidas pelo método sol-gel protéico, com o uso
de dois precursores, água de coco e pectina extraída de casca de maçã. Após a produção do
sol-gel a partir de um dos precursores este foi seco a 473 K por 5h e 30min e, depois, foi di-
vidido em amostras que sofreram tratamento isotérmico em tempos e temperaturas diferentes
(673, 873, 1073 e 1173 K, 2, 4, 6, 8, 16 e 32 horas de tratamento foram usados), gerando
nanopartículas com tamanhos e composições distintas. A evolução do material em função de
tempo e temperatura de tratamento térmico foi estudada com o uso de espectroscopiano in-
fravermelho por transformada de Fourrier (FTIR - Fourrier transform infrared spectroscopy)
com geometria de transmissão. Duas bandas largas principais são encontradas no espectro
FTIR de todos os espinélios, inclusive as ferritas. A em números de onda mais altos ν1 geral-
mente observada em 550-600cm−1, corresponde a estiramentos intrinsecos de metal - oxigênio
em sitios tetraédricos, Mtetra-O, enquanto a banda em valores mais baixos, ν2-, é usualmente
observada em 385-450 cm−1, e é associada a estiramentos metal - oxigênio em sitios octaédri-
cos, Mocta - O. Foi observada a mudança na posição da banda ν1 para números de onda mais
altos com o aumento no tempo e na temperatura do tratamento isotérmico, sendo a temper-
atura o fator dominante. Este comportamento pode ocorrer devido a três razões distintas: 1- A
amostra á uma mistura de fases, uma delas sendo magnetita, a mudança na posição da banda
ocorre por que ela é uma superposição daquela devido à magnetita (570−1) com a da ferrita de
níquel propriamente dita (em torno de 602 cm−1). A medida que a quantidade de magnetita
diminui, a banda resultante se move para o valor devido à ferrita; 2- A mudança no número
de onda está relacionada com a desordem na superfície das regiões cristalinas. Neste caso,
as vibrações são delocalizadas e sofrem forte imfluência do tamanho ; 3- A supefície vibra
em um comprimento de onda menor e distinto da parte central da partícula. Isto implicaria
em modelo tipo core-shell para o material com a região superfícial tendo uma estequiometria
bem diferente do centro. Estudos usando difração de raios X não mostram a presença de nen-
hum pico de difração que possa ser associado à magnetita. Ao mesmo tempo, comparação
entre tamanho de partícula obtido via fórmula de Scherrer com a mudança na posição do pico
ν1 mostram que existe correlação entre estes. No momento, deconvolução e outros estudos,
inclusive espectroscopia Mossbauer, indicam o modelo core-shell como melhor alternativa,
mas seria interessante discutir modelos teóricos que fossem capazes de eliminar a dúvida,
permitindo uma modelagem estrutural com futuras aplicações tecnológicas.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 23
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO09
Distribuição de Energia das Moléculas 14N2 e 15N2 e seus
Fragmentos, Usando uma Nova Técnica de Espectroscopia de
Tempo de Vôo com Extração Retardada por Colisão com Elétrons
Natalia Ferreira1, L. Sigaud1, V. L. B. de Jesus2, L. H. Coutinho1, M. B. Shah3, and E. C.
Montenegro1
1Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, P.O. 68528, 21941-972 Rio de
Janeiro, RJ, Brazil
2Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia, R. Lucio Tavares 1045, 26530-060
Nilópolis, RJ, Brazil
3Queen’s University Belfast, University Road Belfast, BT7 1NN, Northern Ireland, UK
Uma nova metodologia para medida da distribuição de energia de moléculas e seus fragmentos
foi desenvolvida no IF- UFRJ nos últimos anos. A espectroscopia de tempo de vôo com
extração retardada permite um estudo detalhado da dinâmica de colisões com moléculas. Esta
técnica é baseada em um espectrômetro de massa por tempo de vôo, onde a interação ocorre
dentro de uma célula gasosa com o gás de interesse em equilíbrio térmico. O pulso de elétrons
é intercalado com um pulso de extração, que pode ser dado imediatamente após a passagem
do feixe de elétrons ou com um atraso temporal. A função distribuição é obtida através dos
produtos medidos em função do tempo de retardo pela modelagem da trajetória dos íons a
partir da zona de interação. Foram medidas as distribuições de energias das moléculas de
14N2 e 15N2, simples e duplamente ionizada. Constatamos diferenças significativas entre
as distribuições de energias dos fragmentos de cada isótopo (14N+ e 15N+). Em particular
observou-se diferença na produção de 15N++2 e
14N++2 que interpretamos serem devidas as
diferenças nas distribuições dos estados vibracionais destes cátions.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 24
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO10
Single and Double Electron Detachment of Negative Ions Incident
on Argon near the Ramsauer-Townsend Minimum
M. M. Sant’Anna1, F. Zappa2, Ginette Jalbert1,B. F. Magnani 1, C. Carvalho1, L. F. S.
Coelho1 and N. V. de Castro Faria1
1 Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, CP 68528, RJ 21941-972,
Brasil
2 Departamento de Física, Universidade Federal de Juiz de Fora, MG 36036-330, Brasil
We study single and double electron loss of low velocity (0.15 to 0.5 a.u.) negative ions
Li−, C−, O− and F− colliding with Ar. We have already shown that near the maximum
(∼ 1.0 a.u.) the total detachment cross-section dependence of the same species on velocity
colliding with argon shows a striking similarity to that reported in the literature for the elastic
plus inelastic cross sections of free electrons in collisions with argon. We extend and measure
now the single and double electron loss to the region of the so-called minimum of Ramsauer-
Townsend in order to analyze this effect in the collisions of negative ion with noble gas. The
experiments were done with the 1.7 MV tandem accelerator of the Institute of Physics of the
Federal University of Rio de Janeiro.
The Ramsauer-Townsend effect is a physical phenomenon involving the scattering of low-
energy electrons by atoms of a noble gas. When an electron interact with one atom of a noble
gas that have a relatively high first ionization energy and the electrons do not carry enough
energy to cause excited electronic states, ionization and excitation of the atom are unlikely
and the probability of elastic scattering over all angles is the most important event. We have
shown that the minimum is not as deep as in the free electron experiment due to the velocity
distribution of the outermost electron. In fact, as the outermost electrons of the negative ions
are very weakly bound, we can consider that the transversal momentum needed to deflect an
incident free electron, in the case of an incident anion is sufficient to detach the less bound
electron. This simple model also explains why the anion curve is broader than that for free
electrons, because in the latter case, the not completely free electron has a velocity distribution
around the anion’s velocity.
The analysis of the double electron loss in anion-atom collisions, compared to the usual
electron-atom Ramsauer-Townsend effect, gives us useful information on the electron cor-
relation, helping to understand the role of the core electrons on detachment.
FAPERJ, INCT-IQ, CNPq, and CAPES/COFECUB.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 25
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO11
Symmetry Breaking and Vibrational Effects on Deuterated
Isotopologues.
Antônio F. C. Arapiraca1,2, José Rachid Mohallem1
11Universidade Federal de Minas Gerais
2Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Replacement of atomic hydrogen (H) by deuterium (D) in molecules, generating the so-called
hydrogen isotopologues, is important in many fields of molecular sciences. For example, the
observation of deuterated molecules in cold dense molecular clouds has received much atten-
tion in astrophysics due to, among other reasons, their abundance relative to common hydro-
gen molecules being different from that predicted by the big-bang theory [1]. Theoretically,
the isotopic effect in molecules is commonly treated using the Born-Oppenheimer (BO) ap-
proximation, in which the same potential energy surface (PES) is considered for all isotopic
species. The isotopic effect is introduced through reduced mass effects in the study of the
motion of nuclei subject to the common PES. Although the dominant isotopic effects are ac-
counted for, much physics is hidden in this way. In fact, the possible isotopic asymmetry of
the electronic distribution, qualitativelyexplained by the smaller Bohr radius of D as compared
to H, is not accounted for in clamped-nuclei BO-based calculations, unless a computationally
unreliable solution of coupled non-adiabatic equations is used. A most important feature of
isotopic symmetry breaking in otherwise homopolar molecules is the appearance of a small
dipole moment, allowing pure rotation and vibration-rotation spectra, observed for the first
time in the laboratory for the HD molecule [2]. In this work we report an upgrade of the Dal-
ton 2.0 code to include an adiabatic variational approach developed by Mohallem et al. [3][4]
to account for finite nuclear mass effects (FNMC) in molecules. In order to perform dipole
moments calculations with experimental accuracy we combined this upgrade with a general
variation-perturbation approach available in the Dalton 2.0 code and developed by Astrand et
al. [5] to account zero-point vibrational corrections (ZPVC) in the properties evaluations to
polyatomic molecular systems. We applied the methodology to evaluate the isotopic dipole
moment of the HD, ethane and ethylene isotopologues [6]. Beyond that, we studied the varia-
tions in the permanent dipole moments of some propane isotopologues [7].
1- Roueff E. and Gerin M. Space Sci. Rev. 106, 61 (2003)
2- Nelson B. and Tabisz G. C. Phys. Rev. Lett. 48, 1393 (1982)
3- Mohallem J. R. J. Mol. Struct. (Theochem) 709, 11 (2004)
4- Goncalves C. P. and Mohallem J. R. J. Comput. Chem. 25, 1736 (2004)
5- Astrand P.-O. and Ruud K. and Sundholm D. Theor. Chem. Acc. 103, 365 (2000)
6- Arapiraca A. F. C.; Jonsson D. and Mohallem J. R. to be published (2011)
7- Arapiraca A. F. C. and Mohallem J. R. to be published (2011)
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 26
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO12
Estudo do Efeito da Substituição de Átomos de Hidrogênio por
Flúor nas Propriedades Iônicas e Covalentes em algumas
N,N-dimetilnitrosaminas
R. B. de Andrade, S. A. do Monte, E. Ventura, W. D. Fragoso, e S. R. Santana
Departamento de Química, Universidade Federal da Paraiba, 58051-970, João Pessoa, PB.
Nitrosaminas são substâncias que merecem destaque pois apresentam um alto potencial car-
cinogênico. A caracterização experimental da interação da Ferroporfirina com a Nitrosamina
de fórmula estrutural RaRbNNO (Ra e Rb = metila) com (HCCHN1NO), no mesmo plano de
simetria com a confirmação do caráter dipolar possibilitando a interação Metal-Ligante via
oxigênio. Com essa comprovação, investigamos descobrir como substituintes (Flúor) podem
variar as propriedades relevantes para a interação da molécula estudada. Os orbitais envolvidos
na interação do Ferro da Ferroporfirina encontram-se no subnível d, já os orbitais estudados
nas Nitrosaminas estão em um nível mais elevado (possuem mais Energia), para uma melhor
interação será preciso: 1 - uma diminuição dessa diferença de Energia em conjunto com o
aumento da sobreposição dos orbitais de fronteira localizados no Oxigênio da Nitrosamina
(caráter covalente); 2 - diminuição do Momento de Dipolo em relação a Nitrosamina sem sub-
stituição (caráter iônico). Na metodologia usamos um Planejamento Fatorial, realizando-se
cálculos de Otimização e Frequência das 64 estruturas no Gaussian09 empregando os méto-
dos: DFT/B3LYP e MP2, ambos com a base cc-pVTZ, estudamos as seguintes propriedades:
Momento de Dipolo; distâncias de ligações entre N-N e N-O; localização e Energia dos orbitais
de fronteira no Oxigênio. Para os valores de Energias e as Localizações dos Orbitais no Ox-
igênio, realizou-se cálculos de Single-point a nível Hartree-Fock nas estruturas já otimizadas.
Analisou-se nesse trabalho os orbitais pi (ligante e antiligante) referentes a ligação N=O das
N,N-dimetil-nitrosamina, pois estes determinam a intensidade da interação com o átomo de
Ferro da Ferroporfirina. Encontramos uma variação nos valores de Momento de Dipolo entre
4,9907 Debye e 0,2566 Debye (ambas estruturas com 3 átomos de Flúor). Existem algu-
mas substituições que além de modificarem o Momento de Dipolo, alteraram a geometria da
molécula alterando o grupo pontual C1 para Cs. Além disso, a quantidade de substituintes não
é o único critério que garante uma maior interação entre a Nitrosamina e a Ferroporfirina, um
ponto relevante é a localização da substituição.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 27
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO13
Desenvolvimento e Aplicações do Modelo da Polarizabilidade da
Região de Recobrimento da Ligação Química Utilizando Orbitais
Moleculares Localizados
R. T. Moura Jr., R. L. Longo e O. L. Malta
Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, 50740-540,
Recife-PE, Brasil
Questões importantes podem ser levantadas sobre a possibilidade da existência de relações
entre propriedades macroscópicas de materiais e os conceitos introduzidos recentementes de
polarizabilidade da região de recobrimento (α;OP ) e de valência iônica específica (ISV) [1].
Cita-se a excelente correlação que pode ser estabelecida entre o índice de refração não linear
n2 e o α;OP . Além disto, foi construída uma escala de covalência a partir de valores de α;OP
que apresentou uma excelente correlação linear (R2 ∼ 0,96) com a escala de Pauling. Em uma
primeira aproximação, foi possível equacionar o α;OP fazendo uso de parâmetros associados à
ligação química, a saber: integral de recobrimento, distância de ligação e energia de excitação.
Porém, nessa aproximação, o caráter tensorial da polarizabilidade de recobrimento não é bem
definido. Além disso, a natureza localizada do modelo, nessa primeira aproximação, dificulta
a aplicação para sistemas moleculares. Portanto, objetiva-se, nesse trabalho, apresentar uma
metodologia que permite separar as contribuições atômicas e de recobrimento da polarizabil-
idade de sistemas moleculares utilizando orbitais moleculares localizados (LMO). É possível
utilizar um procedimento numérico (utilizando campos finitos) para extrair a polarizabilidade
de cada LMO. Para o caso de um LMO associado a uma ligação química A-B, a polarizabil-
idade pode ser separada em três partes: contribuições atômicas de A e B e a contribuição de
ambos os átomos, que denominamos de contribuição de recobrimento. Foi analisada, de forma
preliminar a molécula H2. A polarizabilidade média do H2 utilizando o método B3LYP/TVZ
é 0,341 Å3. As contribuições atômicas e de recobrimento são: α;A = α;B = 0,235 Å3 e α;OP=
0,129 Å3. Observa-se que a contribuição da região de recobrimento da ligação química para
a polarizabilidade da molécula de H2 é de aproximadamente 30%. Como já visto em estudos
anteriores, os valores de α;OP podem ser utilizados para inferir sobre o caráter covalente da
ligação química. Um estudo sistemático da dependência da função de base e do tipo de ligação
química está sendo desenvolvido.
1- O. L. Malta, H. J. Batista, L. D. Carlos, Chem. Phys. 282, 21 (2002).
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 28
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO14
Cálculos mecânico-quânticos da clorina m-THPC (Foscan®) e
derivados dessa
O. V. Oliveira1 e J. M. Pires2
1Instituto Federal do Espírito Santo - Campus Vila Velha, Vila Velha - ES CEP: 29106-010
2Universidade Federal do Espírito Santo, Goiabeiras - Vitória - ES CEP 29075-910
Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma promissora modalidade clínica para o tratamento do câncer
e outras doenças. Dentre os fotosensitizadores, os da segunda geração (e.g. clorinas) tem-se
destacado. Em 2001 o uso comercial da clorina Foscan®(tetrakis(m-hidroxifenil) clorina, m-
THPC) (www.biolitecpharma.com) foi autorizado para ser utilizada em TFD no tratamento
do carcinoma espinocelular. Assim, no presente trabalho a clorina m-THPC e seus isômeros
(orto e para) e o complexo dessas com Zn e Fe, serão estudadas via cálculos quânticos. Duas
propriedades essenciais para um candidato a fotosensitizador são:espectro de absorção e difer-
ença de energia do estado triplete e fundamental (∆E>0,98 eV)[1]. As estruturas das clorinas
foram otimizadas pelo método semi-empírico PM6 e os espectros de absorção foram calcu-
lados pelo método ZINDO/S. Valores de ∆E foram obtidos via cálculos single point usando
DFT B3LYP/3-31G. Os dados do espectro de absorção estão razoavelmente de acordo com
os da literatura obtidos em metanol [2]. Pode-se observar que as bandas de absorção (teórico
e experimental) e ∆E são muito semelhantes para as clorinas não complexadas. Portanto,
a eficiência da m-THPC em TFD não está intrisicamente ligado a essas duas propriedades.
Acreditamos que sua eficiência possa está relacionado ao seu alto momento de dipolo: m-
THPC (5,8Debye) > o-TPHC (3,3D) > p-THPC (1,9D), valores esses obtidos nos cálculos.
Nos complexos clorinas-Zn, a terceira banda de absorção foi deslocada para 600 nm e seus
valores de ∆E são similares aos das clorinas não complexadas. Esses resultados sugerem
que os complexos clorinas-Zn podem ser mais eficientes que a m-THPC, pois quando maior
o comprimento de onda, maior a penetração da radiação no tecido afetado. Nos complexos
clorinas-Fe, observa-se o desaparecimento da segunda banda de absorção das clorinas, exceto
para a m-THPC, e bem como o baixo valor de∆E. Esses resultados indicam que os complexos
clorinas-Fe não sejam bons fotosensitizadores. É bom salientar que a estrutura otimizada pelo
método PM6 de todos os complexos clorinas-Fe apresentaram estrutura não planar. Além
disso, a terceira banda de absorção foi deslocada para altos valores de comprimento de onda
(>716 nm). Dado esse de acordo com os da literatura, onde é reportado que porfirinas não
planares apresentam deslocamento para regiões do vermelho. Embora os cálculos realizados
aqui tenha caráter semi-qualitativo, devido a limitação dos métodos utilizados (vê∆E na Tab.
1 para a m-THPC), os resultados obtidos são promissores para estudos mais detalhados a nível
téorico (cálculos ab initio e bases mais sofisticadas) e experimental.
1- S. Yano et al., J. Photochem. Photobiol. C: Photochemistry 12, 46 (2011).
2- R. Bonnet, R. D. White, U. N. Winfield, andM. C. Berenbaum, Biochem. J 261, 277 (1989).
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 29
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO15
Átomos Gêmeos: Pares H(2p)
Ginette Jalbert1, C. Carvalho, Aline Medina2, M. M. Sant’Anna1, J. Robert3 e N.V. de
Castro Faria1
1Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, CP 68528, RJ 21941-972,
Brasil
2 Instituto de Física, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 40210-340 BA, Brasil
3 Laboratoire Aimée Cotton (CNRS), Université Paris Sud XI, Orsay, França
David Bohm no seu livro didático “Quantum Theory” (1951) propôs como um experimento de
“pensamento”a produção de um par de átomos originados da fragmentação de uma molécula,
baseado no artigo de Einstein, Podolsky e Rosen (EPR, 1935). Embora esse experimento de
“pensamento”utilizasse um par de átomos, experimentos EPR reais nunca foram feitos com
átomos, na forma proposta por David Bohm. De fato, o primeiro experimento com pares
EPR foi feito por Wu e Shaknov em 1950 e era com fótons produzidos pela aniquilação do
positrônio. Mais tarde, diversos outros pesquisadores utilizaram também pares de fótons.
Nós realizamos no Laboratoire Aimé Cotton (CNRS, Orsay, França) um estudo sistemático
do que chamamos “Átomos Gêmeos” excitando com elétrons uma molécula de hidrogênio
para um estado conhecido como duplamente excitado. O canal de fragmentação da molécula
que nos interessava era aquele em que são formados dois átomos H(2s), pois por serem
metaestáveis (meia vida da ordem do décimo de segundo) podem varrer o complexo campo
das interações moleculares desde pequenas distâncias (interação eletrostática e de troca) até
grandes distâncias (Casimir-Polder entre átomos em movimento), trazendo-nos informações
importantes sobre essas interações. No LaCAM-IF-UFRJ (Laboratório de Colisões Atômicas
e Moleculares do Instituto de Física da UFRJ) projetamos uma experiência com o objetivo
de estudar os “gêmeos” H(2p). Esse canal é muito mais intenso que o canal H(2s) estudado
na França e nos permite assim a medida das seções de choque envolvidas, o que é bastante
difícil com os pares de metaestáveis. Na nova experiência substituímos o jato supersônico por
um alvo gasoso de desenho original, sendo a detecção dos Lyman-alfa realizada por “channel-
trons”. Os sinais são medidos em coincidência.
Serão apresentados os resultados experimentais de Orsay, a montagem feita no LaCAM com
seus resultados experimentais preliminares e as previsões teóricas da produção de pares H(2p)
comparadas com àquelas de pares H(2s).
FAPERJ, INCT-IQ, CNPq e CAPES/COFECUB.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 30
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO16
Sensitive and Selective Ammonia Measurements in a Novel
Multi-reflection Double Pass Photoacoustic Resonator:
Amplitude and Wavelength Modulation Spectroscopy
L. Mota1,2, A. Miklós1, Z. Dubovski1, M. G. da Silva2, M. P. P. de Castro2, H. Vargas2 and J.
Angster1
1Universität Stuttgart, Fraunhofer Intitut für Bauphysik, Nobelstraße 12, D-70569
Stuttgart-BW, Germany.
2Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Laboratório de Ciências
Físicas, 28013-602, Campos dos Goytacazes-RJ, Brazil.
A compact multi-reflection double pass photoacoustic (PA) resonator integrated with a fiber-
coupled distributed feedback diode laser has been developed for measuring ambient ammonia
concentration at trace levels. Measurements using both amplitude (A) and wavelength modula-
tion (WM) PA spectroscopy are carried out. In WMmode, first (1f ) and second (2f ) harmonic
detections are also investigated. Results showed that although the measured sensitivity has
been 1 part-per-million by volume, the ammonia concentration resulting in a noise-equivalent
signal is found to be 329 parts-per-billion by volume (ppbv) for AM with≈ 70 mW (350 mA).
Moreover, lower background is obtained in WM-1f but due to the residual AM contribution,
the sensitivity is handicapped. By the other side, superior performance in WM-2f detection
is demonstrated, once brackground drift and fluctuations are effectively eliminated. Then, a
drop on the background level of at least 23 and 250 times compared to 1f and AM modes
is achieved, respectively. This yields to a detection limit of 454 ppbv taking into account an
optical power of ≈ 44 mW (220 mA) and a modulation depth of 10 mA. The experimental
data were performed utilizing a lock-in time constant of 1 s and the evaluations were based on
a signal-to-background ratio of unity. After further improvements, the resonator structure can
be the basis for a portable gas analyzer.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 31
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
CO17
Analysis of Protein-Herbicide Interaction Through
Computational Simulations: Application on Development of
Nanobiosensors
Guedmiller S. Oliveira1, F. Eduardo2, Fábio de Lima Leite3 e F. L. C. Gomide1
1Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Departamento de Química
2Instituto de Química, Universidade Federal de Uberlândia
3Universidade Federal de São Carlos (Sorocaba)
Molecular modeling technique will be employed in order to give some chemical infor-
mation about the immobilization of a protein onto an Atomic Force Microscopy (AFM) tip.
The goal is functionalization of the AFM tip to detect inhibitors. The target protein of this
study is named Acetyl co-enzyme carboxylase (ACCase), an important enzyme on fatty acid
metabolism, both in plants and in animals. At molecular level, this enzyme converts the Acetyl
co-enzyme A to Malonyl co-enzyme A, which sends the fatty acids on to cellular membranes.
Diabetes, obesity, microbial infections, cancer, and other kinds of diseases are related with
unregulatedproduction of fatty acids in our cells, for this reason there are a lot of researches
about ACCase, most in drug design and pharmacology. Although the importance of this en-
zyme, the objective of this study is broader than construct a nanobiosensor based only in this
enzyme, the methodology proposed here can be extended to other biological and environmen-
tal applications such as, DNA sensors, immunosensor, bacteria sensor, toxicity sensors, pol-
lution detection and ocean monitoring. The X-ray crystallography structure of ACCase from
baker’s yeast found in the Protein Data Bank repository in order to design an enzyme-based
nanobiosensor using molecular modeling technique. In addition, this study we will simulate
the properties of ACCase from humans which will be immobilized on an AFM tip to detect
herbicides. The results from this simulation will be use to give proper thermodynamic con-
ditions to use AFM apparatus. Proper conditions refer to properties such as adsorption, pH,
temperature, concentration, binding energy and electrostatic potential. In summary, the use
of molecular modeling methods may save time and efforts by predicting optimized conditions
for the fabrication of nanobiosensors, which eliminates the need for performing a number of
time-consuming experiments.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 32
Painéis
Painéis
Painéis
Painéis
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
P001
A CASSCF/MRCI study of the low-lying states of the CaSi
molecule.
V. W. Ribas1,2, P. R. P. Barreto1
1Laboratório Associado de Plasma - LAP, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais -
INPE/MCT, São José dos Campos, SP, CEP 12247-970, CP515, Brazil.
2Departamento de Física, Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, Departamento de
Ciência e Tecnologia Aeroespacial, São José dos Campos, SP, CEP 12228-900, Brazil.
In this work is presented, for the first time, an accurate spectroscopic characterization of the
lowest-lying singlet and triplet states of CaSi molecule. We are mainly concerned with an ac-
curate characterization of the ground state (X)3Σ− and the four first of excited states, (1)1∆,
(1)3Π, (1)1Π and (1)1Σ+. Results for species like MgSi, BeSi [1] and CaC [2-5] have been
previously reported. We used a high level CASSCF(6,8)/MRCI correlation methodology and
the cc-pV5Z basis set. This study provides a characterization of a manifold of potential energy
curves, excitation and dissociation energies, dipole moment and the transition dipole moment
functions. The transition probabilities and radiative lifetimes are also predicted using the Ein-
stein coefficients.
1- A. I. Boldyrev, J. Simons, J. Phys.Chem. 97, 1526 (1993).
2- M. Pelegrini, O. Roberto-Neto, F.R. Ornellas, F.B.C. Machado, Chem. Phys. Lett. 383, 143
(2004).
3- D.T. Halfen, A.J. Apponi, L.M. Ziurys, Astrophys. J. Lett. 577,L67 (2002) .
4- H.H. Takada, M. Pelegrini, O. Roberto-Neto, F.B.C. Machado, Chem. Phys. Lett. 363, 283
(2002).
5- I.S.K. Kerkines et al., J. Chem. Phys. 117, 9733 (2002) .
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 34
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
P002
A Quasi-Classical Trajectory Study of the H+Li2→Li+LiH
Reaction
Luciano Almeida Leal, Henrique Vieira Rivera Vila, Wiliam Ferreira da Cunha, Geraldo
Magela e Silva, Ricardo Gargano
Institute of Physics, University of Brasília, CP04455, Brasília, DF, CEP 70919-970, Brazil.
Recently, a new accurate potential energy surface (PES) for the ground state H+Li2→Li+LiH
reaction was fitted using ab initio electronic energies determined using a pseudo-potential to
represent the lithium core and a full CI calculation on a 6-311G(2df,2pd) basis set[1]. Analyt-
ical representations of the H+Li2 system were obtained using a Bond Order (BO) polynomial
expansion for both two- and three-body terms, following the standard many-body method. In
this work, Quasi-Classical Trajectories (QCT)[2] are integrated on the fitted surface to deter-
mine the H+Li2 dynamics properties, such as reactive cross-sections (RCS), product vibra-
tional distributions (PVD), product rotational distributions (PRD), and product translational
distributions (PTD). These properties were obtained integrating the trajectories considering the
Li2 reactant vibrational states ν = 0, 1, 2 and 3, reactant rotational states j = 0, 5 and 10 and
translational energy (Etr) varying between 1.0 and 10.0 kcal/mol with a step of 1.0 kcal/mol.
For each pair of rovibrational and translational energy values, a batch of 50000 trajectory cal-
culations was performed for initial and final atom-diatom distances of 14 (asymptotic region),
and a time step of 5.10−17 seconds. This value was obtained checking the conservation of
both mechanical energy and angular momentum. The maximum reactive impact parameter
considered in this work was 8 . Tests with batches of one million trajectories were also per-
formed and the obtained results are in a excellent agreement with those calculated with 50000
trajectories. Therefore, the final results are presented considering a batch of 50000 trajectories.
The obtained results show that the H+Li2 exoergic reaction is not channeled into both Li2 vi-
bration and rotation. This is consistent with the absence of a transition state in the present PES.
These features are supported by experimental evidence[3,4,5].
1- A. M. Maniero, P. H. Acioli, G. M. e Silva, R. Gargano. Chem. Phys. Lett. 490 (2010)
123-126.
2- D. M. Hirst, A Computational Approach to Chemistry, 2nd ed. Blackwell.
3- C. P. Shukla, N. Sathyamurthy, I. P. Khuller, J. Chem. Phys. 87 (1987) 3251.
4- C. H. Wu, H. R. Ihle, J. Chem. Phys. 66 (1977) 4356.
5- S. K. Kim, D. R. Herschbach, Faraday Discuss. Chem. Soc. 84 (1987) 159.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 35
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
P003
First-Principles Investigation of the Low-Lying Singlet and
Triplet Electronic States of the BeGe molecule
T. B. Gaspar1, V. W. Ribas1,2 e P. R. P. Barreto2
1Departamento de Física, Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, Departamento de
Ciência e Tecnologia Aeroespacial, São José dos Campos, SP, CEP 12228-900, Brazil.
2Laboratório Associado de Plasma - LAP, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais -
INPE/MCT, São José dos Campos, SP, CEP 12247-970, CP515, Brazil.
In this work we are concerned with a description of the fourteen low-lying doublet and quartet
electronic states of the BeGe molecule. These states correlate with the three lowest dissocia-
tion channels. The first two states (X)3Σ− and (1)3Π correlating with the first dissociation
channel, Be (1Sg) + Ge (3Pg), and the four states 1Π(1), 1Σ+(2) and 61472;1∆(1) corre-
lating with the second and third channels, Be (1Sg) + Ge (1Dg) and Be (1Sg) + Ge (1Sg),
respectively. The electronic calculations basically involved two steps. The first step consisted
of state-averaged complete active space self-consistent field (CASSCF) calculations separately
for each set of singlet and triplet spin symmetries. Within each spin symmetry, averaged nat-
ural orbitals were computed using the CASSCF (6,8) wavefunctions. The final multireference
configuration interaction wavefunction (MRCI) was generated as all single and double excita-
tions from the reference set formed by the all CASSCF configurations. The core orbitals were
kept frozen in all calculations. The atomic basis functions used is the cc-pV5Z type developed
by Dunning and collaborators. The MRCI wavefunction was constructed by the internally
contracted approach implemented in the MOLPRO suite of programs. This study provides a
characterization of a manifold of potential energy curves, excitation and dissociation energies.
Vitória, 08 a 11 de novembro de 2011 36
IX Workshop em Física Molecular e Espectroscopia
P004
Níveis de energia da inversão de configuração usando o método da
representação da variável discreta na abordagem hiperesférica.