Estudo das ressonâncias de forma no espalhamento elástico de elétrons por alquinos [n-C4H6 (n = 12)] e halobenzenos [1,4-C6H4X2 (X = F, Cl)]

Abstract

Resumo: Neste trabalho será apresentado um estudo sobre o espectro de ressonâncias de forma de alquinos e halobenzenos, através do espalhamento elástico de elétrons. Os alquinos estudados neste trabalho são 0 1-Butino (I-C 4H6) e 2-Butino (2-C 4H6), dois hidrocarbonetos, obtidos a partir da polimerização do etino, com ampla aplicação industrial, utilizados em sínteses de outras moléculas e como combustíveis de alta performance. Os halobenzenos são o 1,4-Difluorbenzeno (l,4-CgH4F2) e o 1,4-Diclorobenzeno (1,4-C6H4C12), obtidos pela dupla-halogenação da molécula de benzeno onde os hidrogênios das posições 1 e 4 são substituídos por átomos de flúor ou átomos de cloro, respectivamente. Estas são moléculas de relevância biológica, por se tratarem de um dopante utilizado para ionizar as espécies orgânicas solúveis presentes no carvão lignito (mineral), e também é utilizado na Ressonância Magnética Nuclear do Flúor-19, e por se tratarem de um pesticida cancerígeno, respectivamente. O objetivo principal deste trabalho é obter, empregando cálculos de espalhamento elástico para elétrons, um espectro, em energia, das ressonâncias de forma (aprisionamento temporário do elétron incidente, formando um íon negativo temporário) destas moléculas e as seções de choque. Para os cálculos de espalhamento, foi empregado o método multicanal de Schwinger (SMC, do inglês Schwinger Multíchannel Method), na sua versão paralela, implementado com Pseudo-Potenciais de BHS. Contudo, precedendo os cálculos de espalhamento, são realizados cálculos auxiliares de estrutura eletrônica empregando o método Hartree-Fock utilizando o pacote GAMESS ( The General Atomic and Molecular Electronic Structure System ), empregando a Teoria de Perturbação de Møller-Plesset de segunda ordem, e também leis de escalas, utilizadas para estimar a posição das ressonâncias. Para ambas as moléculas, são apresentados os orbitais responsáveis pelas ressonâncias, obtidas no cálculo Hartree-Fock, cuja representação gráfica foi obtida usando o MacMolPlt. Os resultados aqui obtidos foram comparados com que há de disponível na literatura, tais como seções de choque totais, integrais e diferenciais e posição, em energia, das ressonâncias. Para os alquinos, também há a comparação com os dados inéditos obtidos pelo grupo do professor M urtadha Abdulrasul Khakoo, da Califórnia University State Fullerton.

Abstract: In this work, it will be presented a study on the shape resonance spectra of alkynes and halobenzenes, through the elastic electron scattering. The alkynes studied in this work are 1-Butyne (I-C 4H 6) and 2-Butyne (2-C4H6), two hydrocarbons, obtained from the polymerization of etyne, with wide industrial application, used in the synthesis of other molecules and as high performance fuels. The halobenzenes are 1,4-Difluorobenzene (l,4^CgH4F2) and 1,4-Dichlorobenzene (l,4-CgH4Cl2), obtained by the doublehalogenation of the benzene molecule where the 1- and 4-position hydrogens are replaced by fluorine atoms or chlorine atoms, respectively. These are molecules biologically relevant molecules, since they are adopant used to ionize the soluble organic species present in lignite coal (mineral), and it is also used in Fluorine-19 Nuclear Magnetic Resonance, and a carcinogenic pesticide, respectively. The aim of this work is to obtain, using elastic scattering calculations for electrons, the shape resonance spectra (temporary attachm ent of the incident electron, forming a temporary negative ion) for these molecules, and the cross sections. For the scattering calculations, the Schwinger Multichannel M ethod (SMC) was employed, in its parallel version, implemented with Pseudo-Potentials of BHS. However, preceding the scattering calculations, auxiliary electronic structure calculations are performed using the Hartree-Fock method using the GAMESS package (The General Atomic and Molecular Electronic Structure System), with Second order Møller-Plesset Theory of Perturbation, and the scale rules used to estimate the position of resonances. For both molecules, the orbitals are responsible for the resonances, obtained in the Hartree- Fock calculation, whose graphical representation was obtained using MacMolPlt, are presented. The results obtained here were compared with those available in the literature, such as total and differential cross sections and position, in energy, of the resonances. For the alkynes, there is also a comparison with unprecedented data obtained by the group of professor Murtadha Abdulrasul Khakoo, from California University State Fullerton.