Estudo teórico sistemático da estrutura eletrônica e espectroscopica de monohaletos de estrôncio SrX, X=F, Cl, Br, I e seus dicátions

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Melo, Gabriel Fernando de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ab initio methods; Computational chemistry; Dications; Dicátions; Espectroscopia molecular; Estrôncio; Halogênios; Halogens; Métodos Ab initio; Molecular spectroscopy; Quantum chemistry; Química computacional; Química quântica; Strontium
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042022-101151/

O objetivo principal deste trabalho foi a caracterização espectroscópica e da estrutura eletrônica dos monohaletos de estrôncio neutros SrF, SrCl e SrI, e suas versões dicatiô- nicas, incluindo o dicátion de monobrometo de estrôncio. O interesse nessas moléculas tem sido crescente devido a sua presença, principalmente, no espectro de umbra de manchas solares e, recentemente, o elemento Sr foi detectado na fusão de duas estrelas de neutrôns; no caso das moléculas neutras, na aplicação em processos ultrafrios como o laser-cooling. Na caracterização dos estados eletrônicos (Λ + S), correlacionados aos canais de fragmentos atômicos de mais baixa energia, utilizamos as teorias ab initio de alto-nível, SA-CASSCF, MRCI e CCSD(T), tidas como o estado-da-arte no contexto da química computacional, e um conjunto de base de qualidade quíntupla-zeta. Efeitos relativísticos spin-órbita também foram incorporados e os estados Ω obtidos, assim como os parâmetros espectroscópicos vibracionais e rotacionais (ωe, ωexe, Be, re), energias de excitação (Te) e de dissociação (De). Transições eletrônicas foram analisadas e as probabilidades de transição quantificadas por meio dos coeficientes de Einstein e fatores de Franck-Condon; os tempos de vida radiativa também foram calculados. O estudo das espécies neutras SrF, SrCl e SrI, propiciou uma visão global de seus perfis energéticos e a expansão de nosso conhecimento sobre seus espectros. Os resultados deste trabalho estão bem próximos dos valores experimentais para os estados já conhecidos, o que garantiu a confiança nos dados obtidos para aqueles ainda não detectados experimentalmente, como o A\' 2Δ e o E\' 2Σ+. No caso do estado 2Δ, este estudo mostrou que seu baixo momento de transição com o estado fundamental X 2Σ+ esclarece parcialmente a dificuldade de sua atribuição espectroscópica. A análise da energia de ligação indicou uma ligação mais fraca com o aumento da massa da molécula: 128,15 (SrF), 99,26 (SrCl), 80,37 kcal mol-1(SrI). As diferenças de energia obtidas entre os estados 2P1/2 e 2P 3/2 do halogênio, no limite de dissociação, são 400,1 para o flúor, 888 para o cloro e 7328 cm-1 para o iodo, em bom acordo com os valores experimentais 404, 882 e 7603 cm-1, respectivamente. Na análise dos dicátions, estabilidade termodinâmica foi constatada para todas as espécies, os potenciais de ionização simples e duplo foram computados e estão em conformidade com resultados disponíveis na literatura. Transições entre os estados ligados demonstraram que as moléculas mais leves, SrF2+ e SrCl2+ possuem tempos de vida consideravelmente mais longos que as espécies mais pesadas. Isso é evidenciado pelos tempos de vida para a transição A → X1: 152,3, 1,04, 0,108, e 0,011 ms, para SrF2+, SrCl2+, SrBr2+ e SrI2+, respectivamente. Neste contexto, a alta confiabilidade dos resultados apresentados sugerem seu uso como guia em novos estudos experimentais sobre essas moléculas desafiadoras e pouco compreendidas.