Tese de Doutorado #112: Cristina Gonçalves

Teoria SCF-MO-LCAO dos efeitos de massa nuclear finita em moléculas e isotopômeros

Autor: Cristina Porto Gonçalves

Banca Avaliadora

José Rachid Mohallem (orientador)

Física, UFMG

Ricardo Wagner Nunes

Física, UFMG

Amary Cesar Ferreira

Química, UFMG

Maria Cristina Andreolli Lopes, Física

UFJF

Antônio Luciano de Almeida Fonseca, Instituto de Física

UnB

Sylvio Roberto Accioly Canuto, Instituto de Física

USP

Orientadores

José Rachid Mohallem

Departamento de Física - UFMG

Resumo do Trabalho

Desenvolvemos uma metodologia, usando MO-LCAO, que permite abordar efeitos de massa nuclear finita em moléculas já no cálculo eletrônico. No capítulo 1 estudamos as aproximações moleculares para melhor entendermos a nossa aproximação adiabática. No entanto, esta abordagem é diferente da usual. Pois, geralmente o hamiltoniano total é separado em um operador de energia cinética nuclear e em outro operador, que representa o hamiltoniano eletrônico. A análise que usamos foi baseada na referência [10] e é conveniente para os nossos propósitos. No capítulo 2 explicamos as origens da nossa correção de massa nuclear finita (FNMC), gerada em nosso laboratório (Laboratório de Átomos e Moléculas Especiais). Discutimos a sua prescrição baseada em justificativas físicas. No capítulo 3 apresentamos esta aproximação na teoria de orbitais moleculares para a molécula de HD+. Ao tratar esta molécula usando a nossa correção na teoria MO, a propriedade de simetria geométrica foi mudada. Houve uma quebra de simetria ao trocar um hidrogênio por um deutério. Isto é, a simetria Dooh passou para Coov. Consequentemente, verificamos o deslocamento isotópico nele presente. No capítulo 4 estendemos o procedimento anterior, para moléculas poliatômicas, em um nível HF. Fizemos alguns testes e comparamos com resultados na literatura. Porém, neste capítulo, nos limitamos à sistemas em que os efeitos de massa nuclear não levam à quebra de simetria. Finalmente, no capítulo 5, estudamos efeitos pequenos devido ao caráter finito das massas nucleares. Por isso, foi necessário implementar o método para funções de onda correlacionadas, como por exemplo, o método CI. Mostramos as quebras das simetrias C2v no isotopômero HDO da molécula da água. E obtemos resultados preliminares de cálculos em andamento, como por exemplo, o momento dipolar da molécula de HD, análise populacional das moléculas de HD e HDO.