Estudos espectroscópicos de sistemas diatômicos neutros e íons e de reações moleculares entre dicátions e moléculas e átomos na fase gasosa

Resumo

Usando o estado-da-arte da química quântica na caracterização da estrutura eletrônica de moléculas, objetivamos conduzir uma série de estudos espectroscópicos (eletrônico e vibracional) de um conjunto de sistemas diatômicos e, também, a investigação de reações bimoleculares entre cátions/dicátions e átomos e também pequenas moléculas. Os estudos espectroscópicos têm como foco principal a caracterização de conjuntos de estados eletrônicos e de transições permitidas entre eles em sistemas quimicamente relevantes cuja descrição experimental ainda é relativamente incompleta ou desconhecida. Isso diz respeito, principalmente, às curvas de energia potencial associadas a esses estados, os momentos de transição, probabilidades de transição e tempos de vida radiativa. Sistemas diatômicos de metais alcalinos terrosos do tipo MX0,+,2+ (M = Sr, Ba; X = F, Cl, Br, I, O, S, Se, Te) formam parte substancial deste projeto e estendem de forma considerável essa linha de investigação que temos explorado ao longo dos anos, principalmente com a inclusão de acoplamentos spin-órbita e de efeitos de correlação caroço-valência. Nessa mesma direção, deveremos também explorar moléculas diatômicas neutras e seus íons contendo metal de transição em continuidade ao projeto de Iniciação Científica apoiado recentemente pela FAPESP no qual o monosulfeto e escândio (ScS) foi o primeiro sistema investigado. Visto a dificuldade teórica de caracterizar compostos de metais de transição, consideramos esse passo um marco inicial de uma série de estudos de espécies diatômicas neutras e seus íons contendo um átomo metal de transição que pretendemos explorar ao longo deste projeto. O estudo de reações bimoleculares entre cátions/dicátions e átomos e moléculas pequenas recebeu um grande impulso experimental com o desenvolvimento de técnicas de espectrometria de massas para a detecção dos produtos formados, em particular no caso de formação de duas espécies carregadas positivamente. Motivados por esses avanços e outros relativos à viabilização das reações, neste projeto pretendemos estender as investigações recentes sobre dicátions de sistemas diatômicos realizadas em nosso grupo à sua participação em reações químicas. Essas espécies têm propriedades pouco usuais que as tornam bem distintas dos sistemas monocatiônicos. Estudos desses tipos de reações têm sido motivados pelo reconhecimento do papel que dicátions possam ter na modelagem de processos físico-químicos na ionosfera de planetas, processos químicos interestelares, e mesmo em determinados tipos de plasmas. A caracterização termodinâmica e cinética desse tipo de sistema é outra meta deste projeto. (AU)