Estudamos um sistema de partículas a tempo discreto cuja dinâmica é a seguinte. Considere que no instante inicial sobre cada inteiro não negativo há uma partícula, inicialmente inativa. A partícula da origem é ativada e instantaneamente ativa um conjunto aleatório contíguo de partículas que estão a sua direita. Como regra, no instante seguinte ao que foi ativada, cada partícula ativa realiza esta mesma dinâmica de modo independente de todo o resto. Dizemos que o processo sobrevive se em qualquer momento sempre há ao menos uma partícula ativa. Chamamos este processo de Firework, associando a dinâmica de ativação de uma partícula inativa a uma infecção ou explosão. Nosso interesse é estabelecer se o processo tem probabilidade positiva de sobrevivência e apresentar limites para esta probabilidade. Isto deve ser feito em função da distribuição da variável aleatória que define o raio de ação de uma partícula. Associando o processo de ativação a uma infecção, podemos pensar este modelo como um modelo epidêmico. Consideramos também algumas variações dessa dinâmica. Dentre elas, variantes com partículas distribuídas sobre a semirreta dos reais positivos (nesta vertente, existem condições para as distâncias entre partículas consecutivas) e também com as partículas distribuídas sobre vértices de árvores. Estudamos também para esses casos a transição de fase e probabilidade de sobrevivência. Nesta variante os resultados obtidos são funções da sequência de distribuições dos alcances das explosões e da estrutura dos lugares onde se localizam as partículas. Consideramos também variações do modelo onde cada partícula ao ser ativada, permanece ativa durante um tempo aleatório e nesse período emite explosões que ocorrem em instantes aleatórios. / We studied a discrete time particle system whose dynamic is as follows. Consider that at time zero, on each non-negative integer, there is a particle, initially inactive. A particle which is placed at origin is activated and instantly activates a contiguous random set of particles that is on its right. As a rule, the next moment to what it has been activated, each active particle carries the same behavior independently of the rest. We say that the process survives if the amount of particles activated along the process is infinite. We call this the Firework process, associating the activation dynamic of a particle to an infection or explosion process. Our interest is to establish whether the process has positive probability of survival and to present limits to this probability. This is done according to the distribution random variable that defines the radius of infection of each active particle, Associating the activation process to an infection, we think this model as a model epidemic. We also consider some variations of this dynamic. Among them, variants with particles distributed over the half line (there are conditions for the distances between consecutive particles) and also with particles distributed over the vertices of a tree. We studied phase transitions and the correspondent survival probability. In this variant the results depend on the sequence of probability distributions for the range of the explosions and on the particles displacement. We also consider a variation where each particle after activated, remains active during a random time period emitting explosions that occur in random moments.

A emergência de fenômenos coletivos e correlações de longo alcance impossibilitam a inferência de propriedades de sistemas como um todo a partir de suas partes componentes. A modelagem destes sistemas frequentemente ocorre mediante emprego de operadores de spin localizados em grafos com topologias não-triviais. Aqui, mostramos que o operador de momento angular de muitos corpos une o estudo de diversos sistemas complexos, desde a sistemas epidêmicos até cadeias magnéticas de spin. Para o modelo epidêmico SIS, determinamos a matriz de transição do processo estocástico correspondente e mostramos suas soluções para grafos regulares e aleatórios, por meio de técnicas geralmente empregadas em sistemas fortemente correlacionados. Já no modelo de Dicke, identificamos o vínculo que explica a relevância e o efeito finito de operadores anti-girantes para duas espécies atômicas confinadas numa cavidade óptica que interagem com radiação eletromagnética. Por fim, o papel do momento angular também é identificado para duas cadeias quânticas de spin 1/2 acopladas, as quais modelam nanoestruturas magnéticas heterogêneas. A estrutura de bandas é calculada, enquanto efeitos espúrios de superfície são removidos pela introdução de quasipartículas dotadas de grau de liberdade de spin adicional / The emergence of collective phenomena and long range correlations makes it impossible to infer the properties of whole systems from their components. Their modeling often occurs through the use of localized spin operators, taking place within graphs with non-trivial topologies. Here, we show that the many-body angular momentum operator connects the study of several complex systems, ranging from epidemic systems to magnetic spinchains. For the SIS epidemic model, we calculate the transition matrix of the corresponding stochastic process and show the corresponding solutions for regular and random graphs, using techniques generally employed in strongly correlated systems. For the Dicke model we identify the constraint that explains the relevance and finite size effect of anti-rotating operators, for two atomic species, confined within an optical cavity, and interacting with electromagnetic radiation. Finally, the role of angular momentum is also identified for two coupled quantum spinchains 1/2 which model heterogeneous magnetic nanostructures. The band structure is calculated, while spurious surface effects are removed due to the introduction of quasiparticles with an additional spin degree of freedom.

Desde que surgiu, o computador vem sendo utilizado na modelagem de fenômenos em todas as áreas do conhecimento. Em neurociências, a modelagem computacional é utilizada para descrever, reproduzir e fazer previsões sobre o comportamento dos diferentes componentes do sistema nervoso. Assim como em outras áreas das ciências, este procedimento tem-se mostrado eficiente no estudo e aprimoramento das teorias a respeito da função cerebral. Com o crescente aumento do poder computacional, maiores e mais detalhados modelos podem ser construídos com um grau de realismo biológico cada vez maior. Neste trabalho, apresentamos modelos computacionais biologicamente plausíveis de neurônios corticais do sistema somestésico primário. Os modelos foram construídos com base no formalismo de Hodgkin-Huxley para a implementação de canais iônicos e na técnica de compartimentalização de Rall para modelar sua extensão espacial. Os parâmetros foram ajustados a partir de resultados experimentais 'in vivo' e 'in vitro' com neurônios, retirados da literatura. Os resultados das simulações mostraram que os modelos são biologicamente aceitáveis e de qualidade superior a de outros modelos construídos anteriormente, possibilitando a construção de modelos de redes neuronais em larga escala mais precisos. / Since its appearance, the computer has been used to model phenomena in all areas of knowledge. In neuroscience, computer modeling is used to describe, reproduce and predict behaviors of different components of the nervous system. As well as in other areas of sciences, this procedure has been shown to be efficient in the study and improvement of theories on brain function. With the increasing power of computers, larger and more detailed models can be constructed with an increasing degree of biological realism. In this work, we present biologically plausible computer models of cortical neurons from the primary somatosensory system. The models have been implemented based on the Hodgkin-Huxley formalism for ionic channels and the Rall´s compartmental technique for spatial extent. The parametrs have been adjusted based on in vivo and in vitro experimental results taken from the literature. Simulation results have shown that the models are biologically acceptable and of superior quality in comparison with previous models, allowing the construction of more precise large-scale neuronal network models.

No presente trabalho, foram estudados os aspectos morfológicos da decomposição da austenita em função da variação dos teores de níquel e carbono. Para a realização deste estudo, foi preparado um par de difusão composto de ligas Fe-5%Ni e Fe-10%Ni. O par foi feito por co-laminação a quente, e amostras deste par foram carburadas até teores de carbono de 0,1%, 0,3%, 0,5%C e 0,7%C. As amostras foram austenitizadas a 900°C por 20 minutos e tratadas isotermicamente por 10 minutos a temperaturas entre 400°C e 500°C por 10 minutos. Nas ligas hipoeutetóides, os produtos de decomposição da austenita predominantes são perlita degenerada, bainita inferior e ferrita degenerada. A perlita degenerada foi observada nas amostras tratadas a 500°C, nas regiões de baixo níquel, juntamente com a bainita superior. À medida em que se avança para regiões de mais alto níquel, a formação de perlita degenerada cessa, sendo a bainita o único produto de decomposição. A bainita dá então lugar à formação de ferrita degenerada, isenta de carbonetos, em regiões de teor de níquel próximo de 7%. Nas amostras tratadas a 400°C, o principal produto de decomposição da austenita é a bainita inferior, cuja escala se torna progressivamente mais grosseira com o aumento do teor de níquel. Foi observado um produto de decomposição eutetóide que pode ser caracterizado como bainita nodular, mas que só ocorre em estágios avançados dar reação de decomposição da austenita. Análises de difração de elétrons retroespalhados revelam que a ferrita degenerada é composta de múltiplas partículas de ferrita, que têm entre si uma diferença de orientação cristalográfica de até 8°. Nas ligas hipereutetóides, os produtos de decomposição da austenita são perlita e bainita inversa. Com a diminuição da temperatura de tratamento, nota-se uma diminuição na formação de perlita, sendo esta totalmente suprimida a 400°C. Em todas as amostras tratadas, a decomposição da austenita não foi completa após 10 minutos de tratamento térmico, independente da temperatura de tratamento. / In the present work, the morphological aspects of austenite decomposition were studied as related to Ni and C. To perform this study, a diffusion couple composed of Fe-5%Ni and Fe-10%Ni was produced. The couples were produced by hot co-rolling, and carburized to carbon contents of 0.1%C, 0.3%C, 0.5%C and 0.8%C. The samples were solution treated in the austenitic range at 900°C for 20 minutes, and held isothermally at temperatures between 400°C and 500°C for 10 minutes. In the hypoeutectoid alloys, the austenite decomposition products are degenerate pearlite, bainite (upper and lower), and degenerate ferrite. Degenerate pearlite was observed in the samples treated at 500°C and 450°C, and only in the low-nickel regions, along with upper bainite. With increasing nickel content, the formation of degenerate pearlite ceases, and bainite is the only decomposition product. Bainite is then replaced by degenerate ferrite, free of carbides, at nickel contents close to 7%. In the samples treated at 400°C, the main decomposition product is lower bainite, with a progressively coarser scale as the nickel content rises. A nodular decomposition product was observed, which can be identified as nodular bainite, occurring only at advanced stages of reaction in samples treated at 400°C. Electron backscatter diffraction analyses reveal that degenerate ferrite is characteristically composed of multiple ferrite particles, containing a crystallographic misorientation of up to 8°. In hypereutectoid alloys, the decomposition products are pearlite and inverse bainite. As the treatment temperature is diminished, a decrease in the amount of pearlite formed is observed, and pearlite is completely suppressed at 400°C. In all samples treated, the reaction was incomplete after 10 minutes, regardless of the temperature of isothermal hold.

Atualmente, a malária é considerada a principal infecção parasitária existente e apresenta distribuição mundial. Dentre as alternativas terapêuticas utilizadas, destacam-se cloroquina (CQ), mefloquina (MQ) e, recentemente, arteméter (ART). Segundo a literatura, estudos farmacocinéticos destes fármacos têm sido dificultados pela ausência de métodos adequados de análise em fluidos biológicos e, no caso dos fármacos quirais (CQ e MQ), com capacidade de determinar os enantiômeros individualmente. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego da microextração em fase líquida (LPME) na preparação de amostras para a determinação destes três fármacos antimaláricos e respectivos metabólitos em plasma. O método para análise enantiosseletiva de CQ e metabólitos teve a LPME como técnica de preparação de amostras, a qual apresentou valores de recuperação no intervalo de 28-66%. Estes analitos foram separados na coluna Chirobiotic V em fase polar-orgânica, com posterior detecção por espectrometria de massas (MS), com interface de eletronebulização (ESI) no modo positivo. O método desenvolvido foi linear no intervalo de 5-500 ng mL-1 para todos os analitos avaliados. A disposição cinética de CQ e do principal metabólito monodesetilcloroquina (DCQ) em ratos sugere enantiosseletividade após administração do fármaco na forma racêmica, com maiores concentrações de (+)-(S)-CQ e (-)-(R)-DCQ. O método para análise dos enantiômeros de MQ e do metabólito aquiral carboximefloquina (CMQ) também foi desenvolvido empregando LPME na preparação das amostras. A extração destes analitos foi realizada em duas etapas para eficaz recuperação dos mesmos (valores entre 35-38%). Os analitos foram separados na coluna Chirobiotic T em fase polarorgânica, com detecção por absorção no ultravioleta em 285 nm. O método apresentou linearidade no intervalo de 50-1500 e 50-3000 ng mL-1 para os enantiômeros de MQ e CMQ, respectivamente. A disposição cinética de MQ em ratos indica enantiosseletividade com maiores concentrações de (+)-(RS)- MQ após administração do fármaco na forma racêmica. A separação cromatográfica em fase reversa de ART e metabólito diidroartemisinina (DHA) foi alcançada utilizando-se coluna contendo Si-Zr-PMTDS como fase estacionária e a detecção destes analitos foi realizada empregando-se MS no modo ESI positivo. O procedimento otimizado de LPME em duas fases para extração de ART e DHA em plasma resultou em valores de recuperação de 32 e 25%, respectivamente. O método desenvolvido foi linear no intervalo de 5- 1000 ng mL-1 para ambos os analitos. O estudo piloto de disposição cinética em ratos evidenciou maiores concentrações de DHA. Os resultados obtidos confirmam a viabilidade da LPME para extração destes antimaláricos e respectivos metabólitos em plasma. / Currently, malaria is the main parasitic infection and shows worldwide distribution. Among therapeutic options used, chloroquine (CQ), mefloquine (MQ) and, more recently, artemether (ART) have been standing out. According to the literature, pharmacokinetic studies of these drugs have been hampered by the lack of proper methods of analysis in biological fluids and, regarding the chiral drugs (CQ and MQ), with the ability to determine the individual enantiomers. Therefore, the aim of this work was to evaluate the utilization of liquid-phase microextraction as the sample preparation technique for the determination of these antimalarial drugs and their metabolites in plasma. The enantioselective analysis of CQ and its metabolites was carried out using LPME as technique of sample preparation, which yielded recovery rates within 28- 66%. These analytes were resolved on a Chirobiotic V column in the polarorganic mode and further detected using mass spectrometry (MS) with electrospray interface (ESI) in the positive mode. The developed method was linear in the range of 5-500 ng mL-1 for all analytes studied. The kinetic disposition of CQ and its main metabolite monodesethylchloroquine (DCQ) in rats suggests enantioselectivity following the administration of the racemic drug, with higher concentrations of (+)-(S)-CQ and (-)-(R)-DCQ. The method for the analysis of the enantiomers of MQ and its achiral metabolite carboxymefloquine (CMQ) also had LPME as technique of sample preparation. The extraction of these analytes was carried out in two-steps to obtain efficient recovery rates (values within 35-38%). The analytes were resolved on a Chirobiotic T column in polar-organic mode and ultraviolet detection was performed at 285 nm. The method was linear in the range of 50-1500 and 50-3000 ng mL-1 for the enantiomers of MQ and CMQ, respectively. The kinetic disposition of MQ in rats indicates enantioselectivity with higher concentrations of (+)-(RS)-MQ following the administration of the racemic drug. The chromatographic resolution of ART and its metabolite dihydroartemisinin (DHA) in the reversed mode was achieved utilizing a column containing Si-Zr-PMTDS as stationary phase and their detection was conducted employing MS in the positive ESI mode. The optimized two-phase LPME procedure for the extraction of ART and DHA from plasma showed recovery values of 32 and 25%, respectively. The developed method was linear over the range of 5-1000 ng mL-1 for both analytes. The pilot study of kinetic disposition in rats showed higher concentrations of DHA. The obtained results confirm the feasibility of LPME for the extraction of these antimalarial drugs and their metabolites from plasma.

Investigamos as propriedades de baixa temperatura do modelo de Heisenberg unidimensional de spin 1 desordenado, com flutuações geométricas nos acoplamentos induzidas por sequências aperiódicas e determinísticas. Escolhemos duas sequências com propriedades distintas, a sequência de Fibonacci e a sequência 6-3. Nosso objetivo é entender como essas flutuações geométricas modificam a física da fase de Haldane, que corresponde ao estado fundamental da cadeia de spin 1 uniforme. Introduzimos deferentes adaptações do grupo de renormalização de desordem forte (SDRG) de Ma, Dasgupta e Hu, que tem sido amplamente usado no estudo de cadeias de spin aleatórias. Usamos ainda simulações numéricas de Monte Carlo quântico e do grupo de renormalização da matriz densidade para confirmar as previsões do SDRG, assim como estudar as propriedades do estado fundamental, conforme a modulação se torna mais forte. Não encontramos uma transição de fase para a cadeia modulada pela sequência de Fibonacci, enquanto para a cadeia modulada pela sequência 6-3 encontramos uma transição para uma fase sem gap, dominada pela aperiodicidade, similar àquela encontrada na cadeia XXZ de spin 1/2. Mostramos que abordagens que preveem o mesmo comportamento qualitativo na cadeia aleatória de spin 1 podem levar a previsões qualitativamente incompatíveis na cadeia aperiódica. / We investigate the low-temperature properties of the one-dimensional spin-1 Heisenberg model with geometric fluctuations induced by aperiodic but deterministic coupling distributions, involving two parameters. We focus on two aperiodic sequences, the Fibonacci sequence and the 6-3 sequence. Our goal is to understand how these geometric fluctuations modify the physics of the (gapped) Haldane phase, which corresponds to the ground state of the uniform spin-1 chain. We utilize different adaptations of the strong-disorder renormalization-group (SDRG) scheme of Ma, Dasgupta and Hu, widely employed in the study of random spin chains, supplemented by quantum Monte Carlo and density-matrix renormalization-group numerical calculations, to study the nature of the ground state as the coupling modulation is increased. We find no phase transition for the Fibonacci chain, while we show that the 6-3 chain exhibits a phase transition to a gapless, aperiodicity-dominated phase similar to that found for the aperiodic spin-1/2 XXZ chain. We show that approaches providing the same qualitative behaviour in the random spin-1 chain may lead to qualitatively incompatible predictions in aperiodic chain.

Neste trabalho estudamos um sistema bidimensional composto de duas espécies atômicas condensadas, uma delas contendo uma rede de vórtices. Analogamente ao modelo desenvolvido para tratar de átomos ultrafrios em redes ópticas, mapeamos o Hamiltoniano do nosso sistema com o Hamiltoniano do modelo Bose-Hubbard (BH), com o potencial periódico da rede advindo da interação de campo médio entre as duas espécies. A variação do comprimento de espalhamento atômico permite alterar as propriedades do potencial confinante, com a indução da transição de fase quântica na espécie aprisionada nos vórtices. O novo aspecto trazido pela rede de vórtices advém dos seus modos de excitação de baixa energia, os modos de Tkachenko. Consideramos os efeitos da dinâmica própria desse potencial sobre a espécie aprisonada através de um modelo BH efetivo, com novos valores para interação local e tunelamento, além de um termo adicional de interação de longo alcance, mediada pelos modos da rede. Além de complementar os estudos com redes ópticas estáticas, a proposta teórica desenvolvida apresenta grande viabilidade experimental no contexto das técnicas atuais para manipulação de átomos ultrafrios. / In this work we consider a two dimensional system composed of two condensed atomic species, one containing a vortex lattice. Analogously to the model used to describe ultracold atoms in optical lattices, we mapped our system Hamiltonian in the Hamiltonian of the Bose-Hubbard (BH) model, with the periodic lattice potential arising from the meanfield interaction between the two species. The variation of the atomic scattering length allow us to change the properties of the confining potential, to induce the quantum phase transition in the species trapped in the vortices. The new aspect brought by the vortex lattice comes with its low energy normal modes, the Tkachenko modes. We considered the effects of such dynamic potential over the confined species thought an effective BH model, with new values for the local interaction and tunneling parameters, besides an additional long-range interaction term mediated by the lattice modes. Our theoretical proposal goes beyond the studies with static optical lattice. Additionally, it has great feasibility in the current context of ultra-cold atoms experimental techniques.

A tradição Borda Incisa envolve um debate intenso entre os pesquisadores por uma série de motivos, dentre os quais, por suas cerâmicas apresentarem uma grande variabilidade estilística e morfológica, devido sua ampla distribuição geográfica e sua associação aos contextos de terra preta. Na Amazônia Central o período relacionado às ocupações Borda Incisa é considerado de adensamento populacional e quando as mudanças nas paisagens são mais intensas, associadas aos falantes de línguas Arawak que teriam desenvolvido um sistema regional multiétnico com circulação de cerâmicas e compartilhamento de uma mesma cosmologia baseada na ocupação de aldeias circulares. A Reserva de Desenvolvimento Sustentável Amanã, área focal dessa pesquisa, é uma unidade de conservação localizada na porção central do Estado do Amazonas. O objetivo da dissertação é contribuir para a construção de uma história cultural do Lago Amanã e a compreensão de sua antiga e intensa ocupação pré-colonial. A fase Caiambé é o recorte de análise, a partir do refinamento de suas características estilísticas e contextuais, procura-se compreender seus significados no quadro cronológico da Amazônia Central e suas relações com os complexos culturais anteriores e posteriores a ela. Através de escavações, datações e tratamento do material cerâmico, buscou-se oferecer refinamento da cronologia de ocupação. Alguns dos resultados apresentados são: contemporaneidade de assentamentos, caracterização de sítios com diferentes funções e maior caracterização da tecnologia de produção cerâmica. Com base nessas informações sugere-se a fase Caiambé no lago Amanã representa o ápice da ocupação integral de um território, com a formação de diferentes aldeias e espaços públicos e rituais. / The Incised Rim tradition involves an intense debate among researchers for a number of reasons, among which, for its ceramics present a great stylistic and morphological variability due to its wide geographic distribution and their association with terra preta contexts. In central Amazonia the period related to occupations Incised Rim is considered population density and when changes in the landscapes are more intense, associated with the Arawak language speakers who have developed a multi-ethnic regional system with circulation ceramics and sharing the same cosmology based on occupation of circular villages. The Amana Sustainable Development Reserve, focal area of this research is a protected area located in the central portion of the state of Amazonas. The purpose of this work is to contribute to building a cultural history of the Lake Amana and understanding of its ancient and intense precolonial occupation. The Caiambé phase is the analysis of cut from the refinement of its stylistic and contextual features, try to understand their meaning in the chronological framework of the Central Amazon and its relations with the previous cultural complexes and subsequent to it. Through excavation, dating and treatment of ceramic material, it sought to provide refinement of the chronology of occupation. Some of the results are presented: contemporary settlements, characterization of sites with different functions and improved characterization of pottery production technology. Based on this information it is suggested to Caiambé phase at Lake Amana is the culmination of the full occupation of a territory, with the formation of different villages and public spaces and rituals.

Estudos anteriores de precipitação, em outros aços superferríticos, constataram a ocorrência de precipitação das fases sigma, qui, de Laves e até de austenita, que no posterior resfriamento pode se transformar em martensita. O objetivo principal do presente trabalho foi estudar a precipitação de fases de Laves no aço inoxidável superferrítico X 1 CrNiMoNb 28 4 2 (Werkstoff-Nr. 1.4575). Para isto foram utilizadas algumas técnicas complementares de análise microestrutural, tais como microscopia óptica, eletrônica de varredura (MEV) e eletrônica de transmissão (MET). A composição química das fases foi estudada por análise de raios X por dispersão de energia tanto no MEV como no MET. A estrutura cristalina das fases foi estudada por difração de elétrons em área selecionada no MET. A fase que se precipita em maior quantidade no aço 1.4575 é a fase sigma. No entanto, também foram identificadas de maneira inequívoca, nos contornos de grãos, após envelhecimento a 850 ºC, pequenas quantidades de fase de Laves do tipo MgZn2, com estrutura hexagonal compacta e composição química (Fe,Cr,Ni)2(Nb,Mo,Si). O crescimento da fase de Laves é inibido pelo envolvimento da fase sigma, que também precipita nos contornos de grãos, mas em maior quantidade. Não foram detectadas as presenças das fases qui e austenita na temperatura estudada. / Previous precipitation studies in other superferritic stainless steels observed the occurrence of precipitations of sigma, chi and Laves phases and even of austenite, which on subsequent cooling may transform into martensite. The main objective of the present work was to study the Laves phase precipitation in a X 1 CrNiMoNb 28 4 2 (Werkstoff- Nr. 1.4575) superferritic stainless steel. Therefore, several complementary techniques have been employed such as optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The chemical composition of the phases has been studied using X-ray energy dispersive analysis both in SEM and TEM. Crystal structure of the phases has been analyzed using selected area electron diffraction in the TEM. The phase that precipitates in larger quantity in the 1.4575 steel is the sigma phase. However, it has been identified, in an unequivocal manner, on grain boundaries, after aging at 850 ºC, small quantities of Laves phase of the MgZn2 type, with a compact hexagonal structure and a chemical composition of (Fe,Cr,Ni)2(Nb,Mo,Si). Growth of the Laves phases is inhibited through the involvement of the sigma phase, which precipitates in higher quantities on grain boundaries. No chi and austenite phases have been detected in the studied temperature.

A presente tese tem por objetivo inicial estudar a reatividade de ésteres de Si, N, S e seus análogos em fase gasosa para obter informações detalhadas do mecanismo destas espécies quando submetidas a ataque nucleofílico, sobretudo no que tange a competição entre as vias de substituição nesses centros e no carbono. Esses estudos são realizados experimentalmente através da técnica de espectrometria de massas por transformada de Fourier e ressonância ciclotrônica de íons (FT-ICR) e amparados por cálculos de estrutura eletrônica. Os resultados obtidos indicam que, para o Si, as alcoxissilanas reagem com os nucleófilos através de um aduto pentacoordenado que desloca, preferencialmente, um alcóxido. De forma minoritária, pode ocorrer o deslocamento de outro ligante gerando silóxidos ou carbânions. Neste estudo, foi caracterizada uma reação inédita de troca de Me por F nos silóxidos mediada por NF3. Os estudos dos ésteres de nitrogênio indicam que as reações de eliminação são mais favoráveis que as de substituição e que a substituição no nitrogênio, apesar de ser considerada mais favorável pelos cálculos, não é observada. Esse comportamento foi elucidado através do uso de dinâmica molecular e indica que o complexo de entrada para a via de reação no nitrogênio não é formado devido à repulsão sofrida pelo nucleófilo pelos oxigênios que rodeiam o centro de N. Resultados teóricos semelhantes foram encontrados para os ésteres de enxofre e, em adição aos resultados experimentais disponíveis, indicam que não só a dinâmica de reação exerce um papel importante nesses sistemas, como também sugerem uma compensação entre o caráter dinâmico e a termoquímica destes sistemas. Para nucleófilos fracos que não são favoráveis do ponto de vista termoquímico, a formação do complexo de entrada não é impedida pela repulsão, dado que esses nucleófilos não costumam ter centros nucleofílicos com carga muito localizada. O oposto ocorre com nucleófilos fortes, que procederiam pelo caminho de substituição no S por uma via praticamente sem barreira, mas não o fazem já que a repulsão do nucleófilo é muito intensa. Em uma segunda etapa a solvatação dos íons F-, Br- e I- foram estudadas na fase gasosa a partir da espectroscopia dissociação no infravermelho. A partir da formação por uma fonte de eletrospray de agregados altamente solvatados, foi possível determinar o efeito dos íons na organização das moléculas de solvente, determinar a mudança da solvatação interna para solvatação de superfície e determinar o número de hidratação em fase gasosa para os íons Br- e F-. Além disso, tanto os resultados experimentais quanto teóricos mostram que a natureza do íon influencia a primeira camada de solvatação e que a carga formal tem um efeito predominante em longo alcance, podendo organizar até centenas de moléculas de solventes. Por fim, realizamos a adaptação do sistema de aquisição do FT-ICR do laboratório. Isso não só confere um sistema atualizado ao nosso instrumento, como possibilita que novos experimentos, como a espectroscopia de íons, possam ser realizados no nosso grupo de pesquisa. / This thesis comprises the study of the reactivity of gas-phase ions in the gas-phase and the structural modifications observed for gas-phase ions as a function of progressive solvation by spectroscopic techniques. In the first part, we describe the gas-phase reactivity of Si, N, and S esters and their analogs towards simple nucleophiles and a detailed analysis of the competition between different reaction channels namely substitution vs. elimination. These studies were carried out by Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR) and supported by theoretical calculations. Our results suggest that alkoxysilanes react with nucleophiles via a pentacoordinated adduct that results in alkoxide displacement as the major reaction channel. The displacement of other ligands can also occur to yield siloxides or carbanions. As part of these studies, we also report a Me/F exchange reaction in siloxide ions mediated by NF3. Results obtained for the nitrogen esters show elimination-type reactions to be the most favorable pathway followed by nucleophilic displacement. No displacement was observed at the nitrogen center in spite of the fact that calculations predict this channel to be the most favorable pathway. This behavior was further explored by ab initio molecular dynamics calculations that show that the entrance complex for the nitrogen pathway is avoided because of the strong electrostatic repulsion exerted by the oxygen atoms as the nucleophile approaches the N center. Similar theoretical results were obtained for the sulfur esters. Comparison of these calculations with the experimental results also suggests that the reaction dynamics play an important role in these systems. Furthermore, we propose that a combination of thermochemical and dynamic balance hinders substitution at the heteroatom. For strong nucleophiles that could undergo substitution at the S center via a barrierless pathway, the reaction is hindered by the strong repulsion experienced by these nucleophiles. In the second part, we study the structure of gas-phase solvated F-, Br- and I- by infrared dissociation spectroscopy. The highly solvated clusters were generated by electrospray ionization and their structures probed to gather information regarding the short and long-range effect of these ions on the solvation network. Solvation parameters such as the number of water molecules needed for a switch from internal to surface solvation and the hydration numbers for F- and Br- were determined. Theoretical and experimental results show that the solvation pattern of the first solvation shell for these ions depends on the nature of the ion while the ion charge prevails in determining the long-range pattern. This pattern effect is shown to prevail up to hundreds of solvent molecules. Finally, a new data acquisition and control system is described for our FT-ICR spectrometer. This system not only updates the original instrument but it also brings in new capabilities to the spectrometer such as the ability to carry out gas-phase ion dissociation spectroscopy.