Estudo quase clássico, das colisões não reativas no sistema OH(vi',j'=1)+SO(vi''=0,ji''=0)→OH(vf',jf')+SO(vf'',jf'')
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Data
2018-12-07
Autores
Ellakkis, Samah
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Editor
Resumo
O presente trabalho estuda, como objetivo central, a relaxação vibracional, nas colisões não reativas, do radical OH em estados vibracionais excitados (1 ≤ v´≤ 5) com a molécula SO no estado ro- vibracional básico, as duas entidades, no estado eletrônico fundamental. Para a realização da pesquisa foi utilizado o método das trajetórias quase clássicas e uma superfície de energia potencial global elaborada para o sistema HSO2.
No trabalho são reportados para as colisões do OH (v´, j´=1) com SO (v´´= 0, j´´=0), pela primeira vez na literatura especializada, as seguintes grandezas próprias da relaxação vibracional: probabilidades de relaxação estado a estado, probabilidades específicas, seções eficazes específicas e coeficientes específicos de velocidade. Essas grandezas, especialmente os coeficientes específicos de velocidade, são de utilidade em espectroscopia, construção de lasers moleculares, cinética físico-química da combustão e da atmosfera da Terra (assim como de outros planetas) e têm impacto em estudos de polução ambiental.
Os cálculos realizados demonstram que o comportamento do SO é condizente com uma classificação de parceiro relaxador de efetividade média para o apagamento da energia vibracional do radical OH, com valores para os coeficientes específicos de velocidade da relaxação vibracional da ordem de grandeza de 10-12 cm3 seg-1 molec-1. Esse resultado resulta congruente com a natureza da interação dipolo (OH) quadrupolo (SO) que aparece durante a colisão destes radicais. Como era de esperar, considerando a grande diferença energética entre os níveis vibracionais das moléculas envolvidas, a excitação vibracional do SO no espalhamento não adiabático é pequena.
A pesquisa também demonstrou que na reação química denominada recrossing, que aparece após a formação da supermolécula HOSO, os radicais OH e SO ficam em estados vibracionais excitados e, por tanto, podem introduzir erros na determinação experimental das constantes de velocidade de relaxação vibracional. O tempo médio de vida do complexo determinado pelo recrossing, da ordem de dezenas de pico segundos, calculado no trabalho, resulta de importância para a espectroscopia do sistema e é reportado pela primeira vez.
The central aim of the present work is to study the vibrational relaxation process in the non-reactive collisions of the OH radical in excited vibrational states (1 ≤ v'≤ 5) with the SO molecule in the basic ro-vibrational state, where both entities is in the fundamental electronic state. In order to carry out the research, we used the quasi-classical trajectory method and a global potential energy surface elaborated for the HSO 2 system. For the first time in the literature, the following values of vibrational relaxation process are reported for the OH collisions (v ', j'= 1) with SO (v'' = 0, j'' = 0): probabilities of relaxation state-by-state, specific probabilities, specific cross section, and specific rate coefficient. These magnitudes, especially the specific rate coefficient, are useful in spectroscopy, construction of molecular-lasers, physical-chemical kinetics of combustion and the Earth's atmosphere (as well as other planets) which have an impact on environmental pollution studies. The calculations show that the behavior of the SO is consistent with the classification of intermediate effective collider for the quenching process of vibrational energy, with values of rate coefficients for vibrational relaxation in order of 10 -12 cm 3 seg -1 molec -1 . This result is congruent with the nature of the dipole (OH) quadruple (SO) interaction that appears during the collision of these radicals. As expected, considering the large energy difference between the vibrational levels of the involved molecules, the vibrational excitation of SO in non-adiabatic scattering is not significant. The research also showed that in the chemical reaction called recrossing, which appears after the formation of the HOSO super molecule, the OH and SO radical appears in excited vibrational states and, therefore, can introduce errors in the experimental determination of the vibrational relaxation rate constants. In this work is reported, by the first time, the average life of the complex determined by recrossing,, This parameter is in the order of ten picoseconds, and it has importance for the spectroscopy researches
The central aim of the present work is to study the vibrational relaxation process in the non-reactive collisions of the OH radical in excited vibrational states (1 ≤ v'≤ 5) with the SO molecule in the basic ro-vibrational state, where both entities is in the fundamental electronic state. In order to carry out the research, we used the quasi-classical trajectory method and a global potential energy surface elaborated for the HSO 2 system. For the first time in the literature, the following values of vibrational relaxation process are reported for the OH collisions (v ', j'= 1) with SO (v'' = 0, j'' = 0): probabilities of relaxation state-by-state, specific probabilities, specific cross section, and specific rate coefficient. These magnitudes, especially the specific rate coefficient, are useful in spectroscopy, construction of molecular-lasers, physical-chemical kinetics of combustion and the Earth's atmosphere (as well as other planets) which have an impact on environmental pollution studies. The calculations show that the behavior of the SO is consistent with the classification of intermediate effective collider for the quenching process of vibrational energy, with values of rate coefficients for vibrational relaxation in order of 10 -12 cm 3 seg -1 molec -1 . This result is congruent with the nature of the dipole (OH) quadruple (SO) interaction that appears during the collision of these radicals. As expected, considering the large energy difference between the vibrational levels of the involved molecules, the vibrational excitation of SO in non-adiabatic scattering is not significant. The research also showed that in the chemical reaction called recrossing, which appears after the formation of the HOSO super molecule, the OH and SO radical appears in excited vibrational states and, therefore, can introduce errors in the experimental determination of the vibrational relaxation rate constants. In this work is reported, by the first time, the average life of the complex determined by recrossing,, This parameter is in the order of ten picoseconds, and it has importance for the spectroscopy researches
Abstract
Descrição
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós- Graduação em
Fı́sica Aplicada da Universidade Federal da Integração Latino-
Americana(PPGFISA-UNILA) como parte dos requisitos ncessários
para obtenção do tı́tulo de Mestre em (Fı́sica).
Orientador: Prof. Dr. Juan de Dios Garrido Arrate
Coorientador: Prof. Dr. Maikel Yusat Ballester Furones
Palavras-chave
Dinâmica Molecular, Relaxação vibracional, Processos de colisão
Citação
ELLAKKIS, Samah. Estudo quase clássico, das colisões não reativas no sistema OH(v i' ,j ' i = 1)+SO(v i '' = 0,j '' i = 0) → OH(v f' ,j f )+SO(v f '' ,j '' f ). 2018. 80 f. Dissertação de Mestrado (Fı́sica Aplicada) - Universidade Federal da Integração Latino-Americana (Unila), Foz do Iguaçu, 2018.