Dephasing vibracional de dissulfeto de carbono líquido em diferentes pressões foi estudado por dinâmica molecular. Teoria de pertubação permite estudar relaxação vibracional com o método bem estabelecido de dinâmica molecular de equilíbrio de moléculas rígidas. Além do potencial intermolecular efetivo do tipo Lennard-Jones usado para a simulação de CS2 , é também assumido um potencial efetivo de acoplamento entre os graus de liberdade vibracional, translacional e rotacional. É discutido em detalhes a importância dos termos repulsivo e atrativo neste potencial, assim como a anisotropia das interações. As simulações reproduzem satisfatoriamente a dependência com a densidade observada experimentalmente para a função de correlação vibracional e para o desvio de frequência vibracional entre as fases líquida e gasosa. As simulações indicam pequena correlação entre relaxação vibracional e reorientacional, a qual pode ser mostrada como resultante do acoplamento desses graus de liberdade com movimento translacional. Um modelo estocástico entre as é desenvolvido para investigar a correlação funções de correlação vibracional e reorientacional, e resultados similares são obtidos por simulação e teoria. As simulações por dinâmica molecular também mostraram que a função de correlação de flutuação de frequência vibracional de CS2 não é uma simples exponencial. Então, a conhecida fórmula de Kubo para a função de correlação vibracional não é válida, e é sugerido um modelo duplo-exponencial para a função memória vibracional. / Vibrational dephasing of liquid carbon disulfide at different pressures is investigated by molecular dynamics simulation. Pertubation theory allows one to use the well-stablished method of equilibrium molecular dynamics of rigid molecules in studying vibrational dephasing. Besides the effective three-centre Lennard-Jones intermolecular potential for the simulation of CS2 , an effective coupling potential between vibrational, translational and rotational degrees of freedom is also assumed. The role of repulsive and attractive terms in this potential, as well as anisotropy, is discussed. The experimental trends of the average vibrational frequency shift between gas and liquid phase and vibrational correlation function with density are well reproduced by molecular dynamics. The simulations indicate a small correlation between vibrational and reorientational relaxations, which can be shown as the result of the coupling of these degrees of freedom with translational motion. A stochastic model is developed to investigate the correlation between vibrational and reorientational correlation functions. Very similar correlation is obtained from both theory and computer simulation. The simulations also showed that correlation functions of vibrational frequency fluctuations of CS2 are not a single exponential. Thus, the well known Kubo\'s formula for the vibrational correlation function is not valid for CS2 , and a double exponential model for the memory function is introduced.

O Grafeno tem sido estudado há 60 anos, mas só foi desde sua primeira obtenção mediante esfoliação de grafite em 2004 por Novoselov, que obteve grande interesse por parte de pesquisadores, pois tem uma série de notáveis propriedades físicas e químicas que dificilmente são encontradas num mesmo material, o que o torna uma ferramenta de primeira ordem em muitas aplicações de diversos campos. Além disso, sua produção se limita a pequenas folhas, com defeitos e empilhadas formando multicamadas, o qual não permite seu uso em nível industrial. Isso demanda não só que o grafeno seja produzido em grande escala, mas também conservando suas propriedades. O presente trabalho reporta o estudo e estabelecimento de condições para o crescimento de folhas de grafeno, utilizando técnicas de deposição química na fase de vapor a pressão ambiente (APCVD) catalítica, e deposição química na fase vapor assistida por plasma (PECVD), também catalítica, com filmes finos de Níquel e Cobre como metais catalisadores, visto que são as técnicas e metais que tem reportado melhores resultados. Desta forma, esta pesquisa foi encaminhada a um ajuste das variáveis que intervém nas duas técnicas, tais como os gases, seus fluxos e relação entre eles, a temperatura, o tempo de deposição e as espessuras do catalisador. No caso do PECVD, a potência de RF para a geração do plasma e a pressão. Os filmes foram caracterizados por microscopia Raman, que permite ter uma avaliação aproximada do número de camadas e os defeitos presentes no material, e por microscopia eletrônica de varredura (MEV), que permite observar a morfologia das amostras e a possível presença de grafeno, e assim ter certeza da qualidade do grafeno enquanto a continuidade e tamanho das folhas. Além disso, mediante Espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), instrumento associado ao MEV, é possível identificar os elementos presentes na amostra em pontos específicos e sua porcentagem. Estes análises revelaram que o grafeno obtido foi de grande área (1 cm2) com alta cristalinidade e poucos defeitos pontuais. / Graphene has been studied for 60 years, but was only since its first achievement by graphite exfoliation in 2004 by Novoselov that got great interest by researches, because it has remarkable physical and chemical properties which are hardly found in a single material, which makes it a first-order tool for many applications in several fields. Besides that, its production is limited to small sheets with defects and stacked in multilayers, which does not allow its use at industrial level, that requires not only a large scale production of graphene but also conservation of its properties. This work reports the study and find suitable conditions for the growth of graphene sheets, using catalytic atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) techniques and thin nickel and copper films as catalysts. This choice is based on the fact that both, these techniques and the metals had lead to better reported results. Thus, this research is focused on the adjustment of the parameters that intervene in the two techniques, such as precursor gases, their flows and the relationship among them, temperature, deposition time and the catalyst thickness. In the case of the PECVD, the RF power to generate the plasma and the deposition pressure. The films were characterized by Raman spectroscopy, which allows an approximate evaluation of the number of layers and the defects in the material, and by Scanning Electron Microscopy (SEM), which allows to observe the morphology of the deposited layers, and thus to ensure the quality of the graphene as far as the continuity and size of the sheets are concerned. In addition, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) associated to the SEM instrument was utilized to identify the elements present in particular locations of the sample as well as their percentage. These group of analyses revealed that the obtained graphene achieved areas about 1 cm2 with high crystallinity and low punctual defects.

Alguns altos explosivos foram caracterizados por espectroscopia Raman e no Infravermelho, e o efeito da temperatura sobre os espectros Raman foi medido in-situ. Foram estudados os produtos comerciais TNT, HMX, RDX e PETN, os quais, com exceção do HMX e RDX, pertencem a classes químicas distintas e também foi investigado o TATP sintetizado no laboratório. As amostras foram inicialmente caracterizadas por FT-IR, FT-IR/ATR e espectroscopia Raman com excitação no visível (632,8 nm) e no NIR (1064 nm) visando determinar se a técnica de amostragem exercia algum efeito, especificamente transições de fase e degradação, sobre os espectros. ATR e FT-Raman forneceram os espectros a partir dos quais foi feita a atribuição de bandas, a qual foi suportada por simulações teóricas (DFT, B3PW91). Cada amostra foi aquecida até uma temperatura abaixo do ponto de fusão, na qual o comportamento do espectro com o aquecimento era reversível. No caso do PETN e TNT esse valor foi bem próximo do ponto de fusão e no caso do HMX e RDX, foi substancialmente inferior. As bandas mais afetadas pela temperatura devem ser aquelas envolvidas nas rotas de relaxação de energia em explosivos. Os resultados obtidos sugerem que o PETN sofra decomposição térmica através da ruptura da ligação C-ONO2, enquanto que no HMX e RDX a ligação N-N deve ser rompida. As mudanças no espectro do TNT indicam que vibrações envolvendo os grupos NO2 e a ligação C-N são as mais sensíveis à temperatura. TATP sublima à temperatura de 70°C e até essa temperatura o espectro não é afetado pelo calor. Provavelmente a energia é utilizada no processo de sublimação. / Selected high explosives were characterized by Raman and Infrared spectroscopies and the effect of temperature was followed in-situ by Raman spectroscopy. TNT, HMX, RDX, PETN (commercial products) and TATP belong to distinct chemical families (except HMX and RDX) and their response to heating was evaluated. The samples were first characterized by FT-IR, FT-IR/ATR and Raman with excitation in the visible (632.8 nm) and in the NIR (1064 nm) aiming at the detection of sampling effects in the obtained spectra, specifically phase transitions and degradation. ATR and FT-Raman were the techniques of choice to provide the spectra for band assignment, which was assisted by theoretical simulations (DFT). Each sample was heated up to a temperature well below its melting point, in order to avoid thermal decomposition. The bands most affected by temperature were taken as the routes for energy relaxation in explosives. The obtained results lead to the conclusion that PETN decomposes through the rupture of the C-ONO2 bond, whereas in HMX and RDX the N-N bond is broken. TNT spectra indicates that the NO2 and C-N vibrations are the most sensitive to temperature and TATP sublimated at 70°C and no bands were affected by temperature. The results are agreement with the literature or theoretical simulations.

Este trabalho visa o estudo de processos de degradação fotocatalítica e fotoeletrocatalítica de corantes sobre dióxido de titânio. O enfoque está voltado ao uso de técnicas espectroscópicas, com especial destaque para o desenvolvimento de metodologias de espectroscopia vibracional Raman intensificada. Nesse sentido, tem-se em vista a investigação dos mecanismos envolvidos nos processos de fotodegradação e fotoeletrodegradação de corantes, através da identificação de intermediários e produtos de processos de degradação por técnicas de espectroscopia eletrônica e Raman. Os estudos de fotocatálise são também expandidos para ambientes eletroquímicos. Nos chamados processos fotoeletrocatalíticos, a combinação de processos eletroquímicos e fotoquímicos mostra-se bastante promissora para a degradação de poluentes orgânicos. O primeiro desafio no desenvolvimento desse trabalho foi construir o fotorreator adequado que permitisse a obtenção de amostras para serem analisadas por espectroscopia Raman, e apresentasse boa eficiência nos processos de fotocatálise e também fotoeletrocatálise. Encontrado o fotorreator adequado, investigamos o comportamento cinético dos processos foto(eletro)degradação de corantes, buscando verificar a dependência com o potencial eletroquímico aplicado, o efeito do eletrólito suporte, e a identificação de intermediários formados durante o processo de degradação. Analisamos também aspectos relacionados aos mecanismos de adsorção de corantes sobre a superfície do dióxido de titânio. Tais aspectos podem ser de significativa relevância no desenvolvimento de técnicas eficazes para o tratamento de poluentes orgânicos. Nossos estudos estiveram principalmente centrados em dois corantes: o azocorante verde de Janus e o corante antraquinônico alizarina vermelha S. Os resultados obtidos nos estudos da cinética dos processos fotoeletrocatalíticos sugerem que o efeito do potencial aplicado depende de maneira significativa da natureza química do corante. Observou-se uma tendência dos processos fotoeletrocatalíticos serem mais eficientes na remoção da coloração da solução corante do verde de Janus quando comparados aos fotocatalíticos. Tal tendência não foi observada para o corante alizarina vermelha S. Essa diferença de comportamento pôde ser relacionada à natureza das interações específicas de entre cada corante e a superfície do catalisador. Nossos estudos a respeito dos mecanismos envolvidos nos processos de degradação do verde de Janus revelaram que as primeiras etapas dos processos de fotodegradação e fotoeletrodegradação seguem mecanismos diferentes. Os resultados obtidos mostram que a degradação do verde de Janus em suspensão de TiO2 envolve entre suas etapas modificações na ligação azo desse corante (N=N), resultando na formação de um composto intermediário derivado da fenossafranina. No processo fotoeletrocatalítico, por outro lado, observa-se um mecanismo diferenciado o qual não envolve em suas etapas iniciais a quebra da ligação azo do corante / This work focuses on the study of photocatalytic and photoelectrocatalytic degradation processes of dyes over titanium dioxide. The main approach is based on the use of spectroscopic techniques, with special emphasis to methodologies based on surface-enhanced Raman spectroscopy. Within this context, the mechanisms involved in the photodegradation and photoelectrodegradation of dyes are investigated by the identification of degradation intermediates through vibrational and electronic spectroscopies. In the so-called photoelectrocatalytic processes, the combination of electrochemical and photochemical processes is an interesting and promising approach for the degradation of a wide variety of organic pollutants. The first step in the development of the present work was to build a photo reactor that allowed the analysis of samples through Raman spectroscopy and presented a good efficiency for both photocatalytic and photoelectrocatalytic processes. We then investigated the kinetic behavior of the photo(electro)degradation of dyes in order to verify the dependence upon the electrochemical applied potential, the effect of the supporting electrolyte, and the identification of intermediate products formed during the degradation process. We also analyzed aspects related to the adsorption mechanisms of the dyes on the titanium dioxide surface. Such aspects can be relevant to the understanding and to the development of efficient techniques for the remediation of organic pollutants. Our studies focused mainly on two dyes: the azo dye Janus green and the anthraquinonic dye alizarin red S. The results obtained in the kinetic study of the photoelectrocatalytic processes suggest that the effect of the applied electrochemical potential strongly depends on the chemical nature of the investigated dye. We have observed that the decolorization of Janus green is favored for photoelectrocatalytic process as compared to the photocatalytic degradation. Such behavior was not observed for the anthraquinonic dye alizarin red S. This difference was related to the nature of the specific interactions between each dye and the catalyst surface. Our studies regarding the mechanisms of degradation revealed that the first steps of the photocatalytic and photoelectrocatalytic processes of Janus green followed different routes. The obtained results indicate that the degradation of Janus green in aqueous TiO2 suspension involves changes in the azo bond (N=N), resulting in the formation of an intermediate compound a derived from the phenosafranine structure, whereas for the photoelectrocatalytic process there are evidences of a different mechanism that does not involve the cleavage of the azo bond.

O presente estudo avaliou a composição química da dentina radicular de dentes submetidos à radioterapia por meio de Espectroscopia Raman Confocal (ERC). Vinte pré-molares inferiores humanos homólogos foram selecionados e distribuídos em dois grupos (n=10) de acordo com a irradiação: não irradiados e irradiados, submetidos à radioterapia fraccionada com raios-X de 6 MV. Os dentes foram seccionados e submetidos à análise da composição química da dentina radicular submetida à radioterapia por meio de ERC, em relação aos picos de fosfato, carbonato e amidas I, II e III. Foi utilizada objetiva de 40x (Olympus), com luz de comprimento de onda de 785 nm, compreendendo a faixa espectral de 400 - 1800 cm-1, na região de baixa frequência, com resolução espacial de 2 &micro;m. Para a geração do espectro, a potência do laser utilizada foi de 21 mW e o tempo de exposição de 5 segundos. A intensidade dos picos fosfato - PO43- (590 cm-1) e carbonato - CO32- (1070 cm-1) no ERC são proporcionais à quantidade de conteúdo inorgânico, enquanto que a amida I (1670 cm-1), II (1453 cm-1) e III (1267 cm-1) são proporcionais ao conteúdo orgânico (colágeno). Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística (Teste T, P<0,05) para amostras independentes, avaliando-se a influência da radioterapia nos valores de fosfato, carbonato e amidas I, II e III em diferentes regiões radiculares. Em região de dentina radicular intracanal, o grupo irradiado (1,23&plusmn;0,06) apresentou menores valores de fosfato quando comparado ao grupo não irradiado (1,40&plusmn;0,18) (P<0,05). Em relação ao carbonato, foi observado que os dentes irradiados (1,56&plusmn;0,06) apresentaram menores valores quando comparados ao grupo não irradiado (1,42&plusmn;0,10) (P<0,05). Para os picos de amida, não foi observada diferença estatística entre os grupos em amida I (P=0,295) e amida II (P=0,792). No entanto, o tratamento radioterápico reduziu significativamente os valores de amida III do grupo irradiado (1,05&plusmn;0,19) em comparação ao grupo não irradiado (1,28&plusmn;0,24). Quando avaliada a região da dentina radicular média, o grupo irradiado (1,30&plusmn;0,12) apresentou menores valores de fosfato quando comparado ao grupo não irradiado (1,48&plusmn;0,22) (P<0,05); e em relação aos valores de carbonato (P=0,859), amida I (P=0,785), amida II (P=0,771) e amida III (P=0,338) não foi observada diferença estatística entre eles. Na análise em cemento, não houve diferenças estatísticas entre os grupos irradiado e não irradiado para os valores de fosfato (P=0,448), carbonato (P=0,575) e amida I (P=0,225), amida II (P=0,437) e amida III (P=0,187). Dessa forma, pode-se concluir que a radioterapia promoveu alterações nos picos de amida III, indicando modificação estrutural do colágeno. / The present study was to evaluate the root dentin chemical composition of teeth submitted to radiotherapy by Confocal Raman Spectroscopy (CRS). Twenty inferior human homologues premolars were selected and divided in two groups (n = 10) according to the irradiation protocol: non Irradiated and irradiated, submitted to fractional X-ray radiotherapy of 6 MV. The teeth were sectioned and submitted to the analysis of the chemical composition of radicular dentin submitted to radiotherapy by CRS, evaluating the phosphate, carbonate and amides I, II and III peaks. A 40x objective (Olympus) was used, generating a light with a 785 nm wavelength, comprising the spectral range of 400-1800 cm-1 in the low frequency region with spatial resolution of 2 &micro;m. For the spectrum generating the laser power used was 21 mW and the exposure time was 5 seconds. The intensity of the phosphate - PO43- (590 cm-1) and carbonate - CO32- (1070 cm-1) peaks in the CRS are proportional to the amount of inorganic content while the amide I (1670 cm-1), II (1453 cm-1) and III (1267 cm-1) are proportional to organic content (collagen). The data were submitted to statistical analysis (Test T, P<0.05) for independent samples, evaluating the influence of radiotherapy on the phosphate, carbonate and amide I, II and III values in different root regions. In the intracanal dentin root region, the irradiated group (1.23 ± 0.06) had lower phosphate values when compared to the non-irradiated group (1.40 ± 0.18) (P<0.05). In relation to the carbonate, it was observed that the irradiated teeth (1.56 + 0.06) had lower values than the non-irradiated group (1.42 + 0.10) (P<0.05). The amide peaks has no statistical difference observed between the groups in relation to the amide I (P=0,295) and amide II (P=0,792). However, the radiotherapeutic treatment significantly reduced the amide III values of the irradiated group (1.05 + 0.19) compared to the non-irradiated group (1.28 + 0.24). When the middle radicular dentin region was evaluated, the irradiated group (1.30 ± 0.12) had lower phosphate values when compared to the non-irradiated group (1.48 ± 0.22) (P<0.05); and in relation to the carbonate (P=0.859), amide I (P=0.785), amide II (P=0,771) and amide III (P=0,338) peaks no statistical difference was showed between irradiated and non-irradiated teeth. In the cement analysis, there was no statistical difference between the irradiated and non-irradiated groups for the phosphate (p = 0.448), carbonate (P=0.575), amide I P=0.225), amide II (P=0,437) and amide III (P=0,187) values. In conclusion, the radiotherapy was able to promote alterations in the amide III, changing the collagen structure.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As propriedades estruturais, dielÃtricas e vibracionais do material cerÃmico ferroelÃtrico (Ba0,77Ca0,23)1-x(TR)xTiO3 (x = 0; 0,01 e 0,02; TR = Terras Raras - Nd, Sm, Pr e Yb) (BCT-TR) foram estudadas por diferentes tÃcnicas de caracterizaÃÃo: difraÃÃo de raios-X (DRX) , espectroscopia de ImpedÃncia, microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV), ressonÃncia ParamagnÃtica EletrÃnica (EPR), espectroscopia de AbsorÃÃo de raios-X (XAS) e espectroscopia Raman. As amostras de BCT-TR foram obtidas pela reaÃÃo estado-sÃlido e sinterizadas à temperatura de 1450ÂC por 4horas. As amostras apresentaram microestrutura densa. O uso de Ãons TR como dopantes afetam a microestrutura das cerÃmicas de Ba0,77Ca0,23TiO3 (BCT23) e suas propriedades estruturais, vibracionais, etc. Os difratogramas obtidos indicam que os Ãons TR sÃo responsÃveis pela contraÃÃo do volume da cÃlula unitÃria. Medidas obtidas pela tÃcnica de espectroscopia de impedÃncia em funÃÃo da temperatura e freqÃÃncia do campo elÃtrico aplicado mostram que o BCT23 dopado com ItÃrbio (Yb) apresenta um limite de solubilidade inferior a 1%, cujo resultado està de acordo com imagens obtidas via MEV, que mostram a formaÃÃo de uma fase secundÃria identificada como Yb2Ti2O7. Os picos de emissÃo obtidos pelas medidas de luminescÃncia sugerem que os Ãons Sm3+ ocupam o sÃtio A da estrutura ABO3. Essa identificaÃÃo à baseada no fato de que as emissÃes do Sm3+ na sÃrie de alcalinos terrosos e sulfetos tÃm a tendÃncia de apresentar um deslocamento para o azul (âblue-shiftâ) nas energias de transiÃÃes eletrÃnicas com o aumento da distÃncia entre cÃtions e Ãnions na matriz. Medidas dielÃtricas mostram que as transiÃÃes de fases apresentam propriedades de uma transiÃÃo de fase difusa que se torna mais pronunciado com o aumento da concentraÃÃo dos dopantes, com exceÃÃo do Yb. A evoluÃÃo dos espectros Raman em funÃÃo da temperatura (300 a 513K) indica que a temperatura de Curie da transiÃÃo de fase ferro-paraelÃtrica (tetragonal-cÃbica) depende da concentraÃÃo dos Ãons TR. Os resultados sÃo discutidos em termos do comportamento do modo superamortecido (modo de baixa freqÃÃncia) pertencente à representaÃÃo irredutÃvel [E(1TO)]. O efeito da dopagem na temperatura de transiÃÃo à discutido e explicado com base na teoria do modo âsoftâ. Defeitos na estrutura do BCT dopado sÃo gerados pelo mecanismo de compensaÃÃo de cargas devido a incorporaÃÃo de elementos com diferentes valÃncias (estado de oxidaÃÃo) em relaÃÃo aos elementos da matriz de BCT23 pura. Medidas de EPR mostram a existÃncia de vacÃncias de Ti na estrutura do BCT dopado com Ãons TR.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Neste trabalho foram realizadas medidas de espalhamento Raman polarizado à temperatura ambiente e medidas de absorÃÃo no infravermelho em cristais do aminoÃcido L-leucina com o objetivo de se determinar os modos normais de vibraÃÃo do material. Para isto, utilizou-se auxiliarmente a classificaÃÃo dos modos normais de vibraÃÃo disponÃveis para outros trÃs aminoÃcidos protÃicos alifÃticos, a L-alanina, a L-Âvalina e a L-isoleucina. Na segunda parte do trabalho estudou-se o comportamento dos modos normais de vibraÃÃo do cristal de L-leucina no intervalo de temperatura 290-413K. à temperatura ambiente a L-leucina cristaliza-se numa estrutura monoclÃnica C22 com quatro molÃculas por cÃlula unitÃria. A anÃlise dos modos normais do cristal naquele intervalo de temperatura revelou mudanÃas nas intensidades relativas de bandas relacionadas a modos internos, como aqueles por volta de 800 e 920 cm-1, que fornecem indÃcios de uma transiÃÃo de fase em 353 K. A confirmarÃo da transiÃÃo de fase estrutural se deu atravÃs da observaÃÃo do desaparecimento do modo de rede em 110 cm-1 no mesmo valor de temperatura. Como sugestÃo para explicar esta mudanÃa estrutural argumenta-se que durante a transiÃÃo de fase o grupo pontual do cristal passa de C2 para Cs, o que permitiria o entendimento do desaparecimento de modos LO existentes abaixo da temperatura de transiÃÃo. Finalmente na terceira parte desta Tese, sÃo apresentados estudos de espalhamento Raman com a pressÃo hidrostÃtica no cristal de L-leucina. Verificou-se que o cristal de L-leucina sofre duas transiÃÃes de fase estruturais entre O e 4.0 GPa. A primeira delas envolve unidades CH e CH3, bem como partes da molÃcula da L-leucina relacionadas Ãs ligaÃÃes de hidrogÃnio. Os resultados sugerem ainda que a transiÃÃo 0 - 0,46 GPa leve o cristal de L-leucina para uma estrutura bastante diferente da estrutura original, uma vez que uma nova banda està surgindo numa regiÃo onde normalmente ocorrem, no mÃximo, desvios de freqÃÃncias. Na segunda transiÃÃo de fase, entre 0,80 e 1,46 GPa, observou-se o desaparecimento de modos da rede, surgimento de vÃrios modos internos e separaÃÃo de modos de alta energia. Novamente, sugere-se o envolvimento de unidades CH e CH3 na transiÃÃo de fase por causa da separaÃÃo da banda na regiÃo de altas freqÃÃncias, bem como se argumenta a favor do envolvimento de ligaÃÃes de hidrogÃnio na mesma transiÃÃo. A mudanÃa de inclinaÃÃo nas curvas dw / dP para pressÃes acima de 4 GPa pode indicar uma possÃvel terceira transiÃÃo de fase.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Nesta tese foram investigadas as propriedades vibracionais de um cristal de aminoÃcido, a L-valina â uma das molÃculas formadoras das proteÃnas dos seres vivos, sob condiÃÃes extremas de temperatura e de pressÃo. A descriÃÃo do trabalho foi dividida em duas partes: Na primeira à detalhado o comportamento dos modos normais do cristal de L-valina no intervalo de temperatura entre 24 e 150 oC. Deste estudo foi possÃvel verificar-se que o cristal à estÃvel em sua estrutura monoclÃnica em toda a regiÃo de temperatura estudada. Foi possÃvel tambÃm obter-se os valores dos coeficientes lineares, d?/dT, das curvas ? vs T, onde ? representa o nÃmero de onda, para todos os modos normais de vibraÃÃo observados. Com isto à possÃvel calcular a contribuiÃÃo explicita que fornece a mudanÃa no nÃmero de ocupaÃÃo de fÃnons. Na segunda parte deste trabalho à descrito o comportamento dos modos normais do cristal de L-valina no intervalo de pressÃo entre 0 e aproximadamente 7 GPa. Da discussÃo conjunta relativa ao comportamento das bandas associadas a diversos modos normais de vibraÃÃo da L-valina, tanto na regiÃo dos modos normais internos quanto na regiÃo dos modos externos, foi possÃvel obter uma sÃrie de resultados: (i) Ocorrem mudanÃas relevantes em todas as regiÃes do espectro Raman quando a pressÃo atinge ~3 GPa; (ii) Ocorrem mudanÃas significativas em algumas regiÃes espectrais para a pressÃo de ~5.3 GPa. As curvas ? vs P sofrem descontinuidades sÃbitas e marcantes, para os dois valores de pressÃo, seja por mudanÃas de declividade ou pelo desaparecimento de algumas linhas com aparecimento de outras. Em particular, na regiÃo espectral de mais altas energias, ocorrem mudanÃas muito grandes de intensidade para estes valores de pressÃo. Em ~3 GPa a intensidade do espectro cresce bruscamente por um fator de ~5X e em 5.3 GPa ela decresce. Estas mudanÃas indicam que a estrutura cristalina foi afetada pela pressÃo externa aplicada, produzindo transiÃÃes de fase estrutural. Como a regiÃo espectral entre 2850 e 3100 cm-1 corresponde aos modos de estiramento do CH, à possÃvel que ocorra mudanÃa desta ligaÃÃo durante a transiÃÃo causando um rearranjo das molÃculas na cÃlula unitÃria do cristal. A julgar pelo acrÃscimo de intensidade dos picos em 3 GPa e decrÃscimo em 5.3 GPa, uma das possibilidades à que a ligaÃÃo seja fortalecida no valor mais baixo e seja enfraquecida no valor mais alto de pressÃo, afetando assim, a intensidade. Um rearranjo molecular pode ocorrer sem causar uma mudanÃa na simetria do cristal. PorÃm, como outras regiÃes foram afetadas simultaneamente a estas pressÃes, à mais plausÃvel considerar uma mudanÃa de simetria. Compare-se, por exemplo, com as mudanÃas observadas na regiÃo entre 320 e 600 cm-1, onde ocorrem vibraÃÃes do tipo deformaÃÃo NCC, vibraÃÃo do esqueleto, e torÃÃo de NH3. As descontinuidades nas curvas ? vs P observadas nesta regiÃo em 3 GPa indicam que estes modos foram afetados por pressÃo, reforÃando a hipÃtese de transiÃÃo estrutural. à preciso salientar que a separaÃÃo ocorrida em ~1.8 GPa para a banda Raman de nÃmero 17, correspondente a vibraÃÃo do tipo ârockingâ do CO2-, à uma mudanÃa completamente isolada. Uma possÃvel explicaÃÃo à que o aumento da pressÃo cause uma diminuiÃÃo dos espaÃamentos intermoleculares aumentando assim a interaÃÃo entre as molÃculas. O aumento da interaÃÃo entre as molÃculas pode causar separaÃÃo de modos internos, como foi previamente observado para o cristal de taurina, sem, contudo, causar uma mudanÃa na estrutura cristalina. Na regiÃo espectral entre 600 e 1200 cm-1 as bandas Raman sÃo bem fracas e por esta causa o seu desaparecimento com pressÃo nÃo deve ser usado como evidÃncia para uma mudanÃa na estrutura do cristal. A prÃxima regiÃo, entre 1400 e 1700 cm-1, à caracterÃstica para vibraÃÃes do seguinte tipo: DeformaÃÃo simÃtrica do CH3, correspondendo Ãs linhas posicionadas em 1399 e 1428 cm-1 (bandas enumeradas como 33 e 34); DeformaÃÃo assimÃtrica do CH3, relativo Ãs linhas em 1449 e 1454 cm-1 (de nÃmeros 35 e 36); Estiramento de CN, em aproximadamente 1510 cm-1 (linha 37); DeformaÃÃo assimÃtrica do NH3, em 1639 cm-1 (linha 39). A linha 34 sofre descontinuidade em 5.3 GPa, valor alÃm do qual deixa de ser observada devido a superposiÃÃo com sua vizinha em 1453 cm-1. A linha 35 sofre descontinuidade em 3 GPa, por separaÃÃo em duas bandas. A linha 39 sofre descontinuidade em 3 GPa, porque deixa de ser observada para pressÃes superiores. Assim, vÃrias outras vibraÃÃes sendo afetadas, constituem indÃcio maior de que a estrutura sofre uma mudanÃa considerÃvel nas pressÃes 3 GPa e 5.3 GPa.

Foram estudados através de espectroscopia vibracional, Raman e infravermelho, uma série de derivados do íon pentacianocobaltato(II), de fórmula geral [Co(CN)5-L-Co(CN)5]n-, onde L é H2C=CH2, H3COOC-C=C-COOCH3, C2H5COO-C=C-COOC2H5, SO2, O--2, O-2 ou NO2. Além desses Complexos, o íon dímero [Co2(CN)10]6- também foi objeto de estudo. No caso dos íons [Co(CN)5-L-Co(CN)5]n- os espectros vibracionais na região de estiramento CN são interpretados com base numa simetria C4v dos grupos Co(CN)5 isolados. A natureza das ligações C=N e das, ligações do ligante L para esses compostos é discutida com base nos resultados obtidos. / The vibrational spectra (Raman and infrared) of a series of compounds of general formula [Co(CN)5-L-Co(CN)5]n-, derived from the pentacianocobaltate(II) ion, where L is H2C=CH2, H3CCOO-C=C-COOCH3, C2H5COO-C=C-COOC2H5, NO2, SO2, O--2 or O-2, were studied. The dimer ion [Co2(CN)10]6- has also been subject of study. In the case of the [Co(CN)5-L-Co(CN)5]n- ions the vibrational spectra in the region of CN stretching vibrations were interpreted based on the C4v symmetry of the isolated Co(CN)5 groups. Characteristic frequencies of the ligand L and skeletal vibrations of Co(CN)5 group are tentatively assigned. The nature of C=N bonding and the structure of ligand L for these compounds are discussed on the basis of the obtained spectral results.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-05-30T14:54:00Z No. of bitstreams: 1 JhonatamOliveiraCarvalho.pdf: 5229167 bytes, checksum: bd19dd83850cee97e78ad711e1c506d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T14:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JhonatamOliveiraCarvalho.pdf: 5229167 bytes, checksum: bd19dd83850cee97e78ad711e1c506d6 (MD5) Previous issue date: 2015-06-12 / FAPEMA / In this work monoglycine nitrate crystals (MGN) were prepared by slow evaporation technique at room temperature and characterization by X-ray diffraction, thermogravimetry, differential thermal analysis, differential scanning calorimetry and Raman scattering at room temperature and under high pressures. After six days, it was possible obtain various crystals of good crystalline quality. The solution was acidic with pH 2,6. From the XRD pattern of the material and the Rietveld analysis, it was found that at room temperature MGN crystallizes in orthorhombic space group (P212121) with four molecules per unit cell. The thermal analysis showed that the material undergoes fusion around 148 ° C and there is no thermal event that features phase transition. In addition, thermal analysis showed that the crystal is stable up to 115 ° C. From the Raman spectroscopy with the hydrostatic pressure on the MGN crystal, it was found that the material undergoes two phase transitions in the pressure ranges of 1.1-1.6 GPa and 4.0-4.6 GPa. These changes are mainly related to lattice modes. The first transition was justified by the disappearance of a band and the appearance of two new bands related to the lattice modes. Moreover, changes in the slop of dω/dP it was also observed for these bands. The second phase transition showed, as main change, the appearance of a strong band at 55 cm-1. No change related to internal modes with increasing pressure was observed, except for the first transition in which a splitting of ν(CCN) was evidenced. These changes can be related to the size of glycine molecule compared to larger amino acid molecules, in which structural phase transitions are followed by molecular conformations. Finally, the results show that the nitrate anions play an important role on the stability of the monoglycine nitrate crystal. / Neste trabalho foram preparados cristais de nitrato de monoglicina (MGN) pela técnica de evaporação lenta do solvente à temperatura ambiente e realizadas medidas de caracterização por difração de raios-X, termogravimetria, análise térmica diferencial, calorimetria exploratória diferencial e espalhamento Raman à temperatura ambiente e a altas pressões nestes sais de aminoácido. Os cristais cresceram após seis dias e apresentaram uma boa qualidade cristalina. A solução de crescimento era ácida com pH 2,6. Com o difratograma do material e a análise pelo método Rietveld, constatou-se que à temperatura ambiente a MGN cristaliza-se numa estrutura ortorrômbica (P212121) com quatro moléculas por célula unitária. As análises térmicas mostraram que o material sofre fusão por volta de 148 °C e que não há evento térmico que caracterize uma transição de fase antes da fusão. Além disso, as análises térmicas mostraram que o cristal é estável até 115 °C. Através do estudo de espalhamento Raman com a pressão hidrostática, verificou-se que o o cristal de MGN sofre duas transições de fases nos intervalos de pressão 1,1-1,6 GPa e 4,0-4,6 GPa. Essas mudanças envolvem principalmente os modos de rede. A primeira transição foi marcada pelo desaparecimento de uma banda e pelo surgimento de duas novas bandas relacionadas aos modos de rede, bem como pela mudança de inclinação de dω/dP das mesmas. A segunda transição de fase apresentou, como principal mudança, o aparecimento de uma forte banda em torno de 55 cm-1. Foram observadas poucas modificações nos modos internos com a elevação da pressão, a não ser para a primeira transição em que um splliting do modo ν(CCN) foi observado. Isso pode estar relacionado ao tamanho da molécula de glicina, quando comparado aos de moléculas de aminoácidos maiores, onde, geralmente, as transições são acompanhadas por conformação destas moléculas. Finalmente, os resultados mostram que os íons nitrato desempenha um importante papel na estabilidade do cristal de MGN.