62ª Reunião Anual da SBPC
A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 3. Física Atômica e Molecular
CÁLCULO DE PROPRIEDADES ELÉTRICAS LINEARES, NÃO-LINEARES E ESTRUTURAIS DA MOLÉCULA HOBr
Ricardo Spagnuolo Martins 1
Marcello Ferreira da Costa 1
André Tsutomu Ota 1
1. Departamento de Física, Universidade Estadual de Londrina - UEL
INTRODUÇÃO:
Estudamos diferentes funções de base utilizadas nos cálculos de estruturas de equilíbrio, frequências harmônicas, polarizabilidade e primeira hiperpolarizabilidade de dipolo da molécula triatômica HOBr. Esta molécula é importante no contexto da destruição da camada de ozônio. Procuramos minimizar o tempo de cálculo destas propriedades moleculares com o uso de funções de base otimizadas e comparamos com uma função de base equivalente existente na literatura. Analisamos diferentes características das funções de base utilizadas com adição de funções de polarização e funções difusas, e comparamos com os resultado dos cálculos existentes na literatura para cada propriedade, buscando encontrar as melhores características físicas específicas delas.
METODOLOGIA:
Foram realizados cálculos ab initio com nível de teoria Hartree-Fock, Coupled Cluster (CC) com excitações simples e duplas (CCSD) e triplas obtidas por teoria de pertubação (CCSD(T)). As funções usadas neste trabalho foram obtidas a partir da função substrato Ahlrichs TZV e funções adicionais de polarização Pople(2df,2pd), Pople(3df,3pd) e Binning-Curtis(df), todas disponíveis na literatura, em conjunto com o método even-tempered para encontrar funções difusas e utilizando a função pseudopotencial Stuttgart RLC para o bromo.
RESULTADOS:
Para a distância entre H e O, a função com pseudopotencial (PP) apresentou resultado mais próximo do valor experimental. Ela contém apenas 56 funções de base em comparação com as 153 da função cc-PVQZ; entretanto, o resultado obtido apresentou uma diferença de 1,34% de precisão e tempo 82 vezes menor para a ligação O-Br do que esta última função. Para o momento de dipolo, a função com PP apresentou um resultado aproximadamente 3% melhor que a função cc-PVQZ, entretanto a economia de tempo computacional foi de 46 vezes. Para a frequência harmônica ν1, o ganho da função cc-PVQZ é de apenas 0,5 % em relação à função com PP, enquanto a diferença de tempo computacional é de aproximadamente 15 vezes. Para ν2 e ν3, a função com PP apresentou os resultados mais próximos dos valores experimentais. Para o cálculo da polarizabilidade, o tempo gasto para o seu cálculo com a função cc-PVQZ é aproximadamente 15 vezes maior que o tempo gasto para o cálculo com PP, o que corresponde a aproximadamente 10h. Para a hiperpolarizabilidade, o tempo gasto para o seu cálculo com a função cc-PVQZ é aproximadamente 2 vezes maior do que o tempo gasto para o cálculo com a função sem PP e 9 vezes maior que o tempo para o cálculo com PP, o que corresponde a aproximadamente 21h e 39h respectivamente
CONCLUSÃO:
Os resultados obtidos foram consistentes e satisfatórios em comparação com os cálculos com outras funções disponíveis na literatura e com outros trabalhos realizados com esta mesma molécula, com significativa redução de custo computacional em relação a funções maiores e mais completas. As estruturas de equilíbrio dependem de interações de curto alcance entre os elétrons de valência. Para a descrição destas propriedades, funções difusas não foram necessárias e o uso de pseudopotencial produziu bons resultados. Frequências harmônicas são propriedades que dependem de polarização dos átomos e de funções difusas. Também, por esta propriedade não ser muito dependente dos elétrons de caroço, foi possível obter bons resultados e reduzido custo computacional com o uso de pseudopotencial. A hiperpolarizabilidade e a polarizabilidade são dependentes da interação de todos os elétrons intramoleculares, inclusive dos elétrons de caroço, estas propriedades foram melhor calculadas com o uso de funções difusas e sem o uso de pseudpotencial
Instituição de Fomento: CAPES
Palavras-chave: ab initio, HOBr, Estrutura Eletrônica.