Caracterização de ânions temporários utilizando métodos de estrutura eletrônica

Abstract

Resumo: A interação de elétrons de baixa energia com moléculas pode levar à formação de ânions temporários por meio de processos ressonantes. Enquanto as medições experimentais, por exemplo, a espectroscopia de transmissão de elétrons ou a espectroscopia de dissociação por aprisionamento de elétrons são eficientes para caracterizar os ânions temporários, simular o aprisionamento temporário de elétrons ainda é muito desafiador. Neste trabalho, aplicou-se uma metodologia para calcular as energias de ressonância do aprisionamento de elétrons utilizando os métodos de estrutura eletrônica DFT (Teoria do Funcional da Densidade) e TDDFT (Teoria do Funcional da Densidade Dependente do Tempo). Dois conjuntos de bases diferentes foram empregados: um conjunto de base com funções difusas para calcular a afinidade eletrônica vertical e um menor para calcular os estados excitados. A fim de testar este método, seis moléculas foram estudadas, sendo estas: Clorobenzeno, Furano, Piridina, Tetracloreto de Germânio, Tetracianoquinodimetano (TCQN) e o Tetracianoquinodimetano Fluorado (F4-TCQN). Os resultados para a maioria das moléculas se mostraram promissores, estando em um acordo razoável com resultados experimentais e com os obtidos por cálculos de espalhamento de elétrons, principalmente para a molécula de TCQN

Abstract: The interaction of low-energy electrons with molecules can lead to the formation of temporary anions through resonant processes. While experimental measurements, such as electron transmission spectroscopy or dissociative electron attachment spectroscopy, are effective in characterizing temporary anions, simulating electron attachment still remains very challenging. In this work, a methodology was applied to calculate electron-capture resonance energies using ab initio (TD)DFT calculations with the aid of two different basis sets: a larger basis set with diffuse functions in order to calculate the vertical electron affinity and a smaller one to calculate the excited states. To test this method, six molecules were studied: Chlorobenzene, Furan, Germanium Tetrachloride, Pyridine, Tetracyanoquinodimethane (TCQN), and Fluorinated Tetracyanoquinodimethane (F4-TCQN). The results for most of the molecules were promising, they showed reasonable agreement with experimental results and with results obtained through electron scattering calculations, particularly for the TCQN molecule