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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21060
Tipo: Dissertação
Título: Estudo teórico da fotoquímica do clorometano mono-hidratado (CH3Cl:H2O)
Autor(es): Bezerra, Mariana Guedes
Primeiro Orientador: Faustino, Wagner de Mendonça
Segundo Orientador: Monte, Silmar Andrade do
Primeiro Coorientador: Monte, Elizete Ventura do
Resumo: Determinados compostos são responsáveis pela liberação de radicais associados diretamente à degradação desenfreada do ozônio atmosférico, entre estes, pode-se destacar o clorometano (CH3Cl), que é responsável pela emissão de 15 a 20% de todo cloro presente na catálise da degradação do ozônio. Portanto, é de grande interesse o entendimento sobre a fotoquímica da molécula de clorometano, sendo imprescindível também considerar possíveis interações moleculares entre esta molécula e outras moléculas presentes em grandes quantidades na atmosfera, tais como a molécula de água. Este estudo procura esclarecer a fotoquímica do complexo de clorometano mono-hidratado (CH3Cl:H2O), buscando identificar uma estrutura de mínimo para o mesmo, além de investigar as propriedades eletrônicas e dissociativas do complexo. Para isso, realizou-se cálculos de otimização e single points, utilizando-se métodos multiconfiguracionais (MCSCF, MR-CISD e MR-CISD+Q) com bases aug-cc-pVDZ e d-aug-cc-pVDZ. Nestes cálculos foi usado um espaço ativo CAS (10,6) para definir as energias de excitação verticais dos estados singletos do complexo. A partir de tais resultados, realizou-se uma comparação entre o complexo CH3Cl:H2O e a molécula de CH3Cl, contrapondo-se os estados equivalentes e identificando-se possíveis diferenças. Obteve-se então, que, em relação às energias de excitação verticais, de forma geral, os desvios entre os resultados da molécula e do complexo para o nível MR-CISD estão entre 0,5 eV e 0,61 eV. Adicionalmente, verificou-se a existência de alterações na natureza configuracional de alguns estados equivalentes. Ademais, nesse estudo, foram descritas também as energias de dissociação associadas a canais de liberação do cloro no complexo CH3Cl:H2O. Portanto, o estado iônico para o complexo foi caracterizado e encontra-se 4,24 eV acima do estado fundamental. A estrutura do par iônico [CH3+(H2O)Cl-] obtida permite identificar dois canais iônicos, designados aqui como (a) e (b). Estes canais diferenciam-se pela interação da molécula de água com os íons formados, uma vez que, no canal (a) ocorre a formação de um metanol protonado, enquanto no canal (b) forma-se um cloreto hidratado. Logo, determina-se duas energias de ligação distintas para o par iônico, estando esse ligado em relação ao canal (a) por 2,40 eV, enquanto em relação ao canal (b) está ligado por 4,38 eV. Verificou-se também a existência de dois canais neutros distintos, definindo, assim, duas energias de dissociação, sendo estas, respectivamente, 3,35 eV e 3,25 eV
Abstract: Certain compounds are responsible for the release of radicals directly associated with the unrestrained degradation of atmospheric ozone, among them, can be emphasized chloromethane, being responsible for the emission of 15 to 20% of all of all chlorine present in the catalysis of ozone degradation. Therefore, there is a great interest in understanding the photochemistry of the chloromethane molecule, and it is essential take into account potential molecular interactions between this molecule and other molecules present in large quantities in the atmosphere, such as water molecule. This study seeks to clarify the photochemistry of the monohydrate chloromethane complex, seeking to identify a minimum structure for it, in addition to investigating the electronic and dissociative properties. For this purpose, optimization and single points calculations were performed using multiconfiguration methods (MCSCF and MR-CISD) with aug-cc-pVDZ and d-aug-cc-pVDZ basis functions. In these calculations it was used an active space CAS (10,6) to determine the vertical excitation energies of singlet states. Based on these results, a comparison was made between monohydrate chloromethane complex and chloromethane molecule, confronting the differences between the equivalent states. It was verified that the deviations between the results of the vertical excitation energies of the two compared molecules are between 0.5 to 0.61 eV (MR-CISD). Additionally, it was identified changes in the configurational nature of some equivalent states. In this study, dissociation energies associated with chlorine release channels in the monohydrate chloromethane complex were also characterized. Thus, the ionic state was determined at 4.24 eV above the ground state. The ionic par structure [CH3+(H2O)Cl-] enable to identify two distinct ionic channels, here designated as (a) and (b). These channels differ from each other by the distinct interactions between water molecule and the ions, in channel (a), protonated methanol is formed, while in channel (b), hydrate chloride is formed. Therefore, two different binding energies are determined for the ionic pair, which is bonded to channel (a) by 2.40 eV, while in to channel (b) it is bonded by 4.38 eV. The existence of two distinct neutral channels was also confirmed, thus defining two dissociation energies, these being, respectively, 3.35 eV and 3.25 eV.
Palavras-chave: Cloreto de metila
Métodos multiconfiguracionais
Canais fotodissociativos
Methyl chloride
Multiconfiguration methods
Photodissociation channels
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21060
Data do documento: 16-Abr-2021
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Química

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