Banca de QUALIFICAÇÃO: ALEXANDRE COELHO RODRIGUES GOMES
Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.DISCENTE : ALEXANDRE COELHO RODRIGUES GOMES
DATA : 19/09/2024
HORA: 15:00
LOCAL: Campus Gameleira
TÍTULO:
Mecanismos e cinética de reações neutras envolvendo moléculas contendo fósforo com interesse astroquímico.
PALAVRAS-CHAVES:
Astroquímica; Cinética química; Dados teóricos; Fósforo; Meio interestelar; Reações moleculares neutras.
PÁGINAS: 115
RESUMO:
O fósforo desempenha um papel fundamental na química da vida, sendo um dos elementos mais relevantes para este tópico, estando presente em inúmeras moléculas biológicas e sendo participante ativo em diversos processos metabólicos. Porém, sua química no meio interestelar (ISM), bem como as origens e abundâncias das moléculas que o contêm nos diferentes ambientes do ISM são tópicos de discussão que ainda precisam ser elucidados. Tentar responder a questões como: como este elemento se tornou tão indispensável à química da vida e como se tornou biologicamente disponível no planeta Terra, é uma tarefa importante a ser abordada. A obtenção da constante de velocidade dependente da temperatura para uma determinada reação é necessária para determinar se tal reação influencia a abundância das moléculas envolvidas nas diferentes regiões do ISM e, portanto, contribui de forma mais eficaz para a astroquímica deste elemento. Realizar experimentos que simulem reações contendo fósforo em ambientes astroquímicos é muito difícil, pois estão presentes pressões e temperaturas muito baixas. Desta forma, a química teórica pode contribuir para a simulação dessas reações, fornecendo importantes dados cinéticos e termoquímicos que podem ajudar a elucidar como essas espécies são formadas e destruídas em ambientes interestelares e, ao mesmo tempo, verificar quais destas reações e processos são os potencialmente mais relevantes para a compreensão da evolução astroquímica deste elemento. Portanto, esta pesquisa tentará responder computacionalmente qual o papel das reações P(4S)+O2(3Σ-) O(3P)+PO(2Π), N(4S)+PN(1Σ+) N2(1Σ+)+P(4S), P(4S)+NH(3Σ-) H(2S) + PN(1Σ+) e N(4S)+PH(3Σ-) H(2S)+ PN(1Σ+) para explicar as abundâncias observadas das principais moléculas contendo fósforo no ISM. Para todas essas reações, foram empregados cálculos ab initio de alta precisão a fim de elucidar seus mecanismos e comportamentos cinéticos. Suas superfícies de energia potencial (PESs) foram exploradas e suas respectivas constantes de velocidade dependentes da temperatura foram determinadas, utilizando diferentes variantes da Teoria do Estado de Transição (TST), tais como, a padrão, TST variacional canônica (CVT), método de tunelamento de pequena curvatura (SCT) e finalmente a teoria do estado de transição de coordenadas de reação variável (VRC-TST). Dentre os resultados podem ser citados: para a reação P(4S)+O2(3Σ-) O(3P)+PO(2Π) verificou-se que a formação de PO pode ocorrer tanto no estado dupleto quanto no quarteto, sendo a reatividade dominada por uma barreira de entrada em ambos os estados, seguida pela formação de uma estrutura POO que então se decompõe em O+PO. A constante e sua respectiva dependência com a temperatura foram calculadas mostrando a relevância do estado quarteto para temperaturas superiores a 700K. Para a reação N(4S)+PN(1Σ+) N2(1Σ+)+P(4S), constatou-se que o sistema NPN possui um considerável caráter multirreferencial. Verificou-se também que, embora a reação possua uma barreira de energia de ativação, suas constantes de velocidade se aproximam de 10-10cm3s-1 em altas temperaturas, e portanto pode ser importante para modelos astroquímicos de regiões de choques e outras regiões de altas temperaturas. Finalmente, foi constatado que a colisão N(4S)+PH(3Σ-) H(2S) + PN(1Σ+) possui uma constante de velocidade que pode ser expressa como 8.8x10-11(T/300)-0.18exp(-1.01/T)cm3s-1, enquanto que para a colisão P(4S)+NH(3Σ-) H(2S) + PN(1Σ+), a constante é expressa como 9.3x10-11(T/300)0.18exp(-0.24/T) cm3s-1, o que significa que ambas as reações podem ser igualmente rápidas. Como resultado final esperado, pode-se dizer que este trabalho pode ajudar a modelar as abundâncias relativas de espécies portadoras de fósforo em ambientes interestelares, o que pode contribuir para elucidar sua evolução no ISM.
MEMBROS DA BANCA:
Interno - MARCIO OLIVEIRA ALVES
Externo à Instituição - VINICIUS CÂNDIDO MOTA - UFES
Externo à Instituição - RICARDO RODRIGUES DE OLIVEIRA JUNIOR - UFRJ