Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-30T15:56:10Z No. of bitstreams: 1 2014_AndrieledaSilvaPrado.pdf: 8852957 bytes, checksum: 80aecac6a1429a718497b4476a6c86e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-31T13:25:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AndrieledaSilvaPrado.pdf: 8852957 bytes, checksum: 80aecac6a1429a718497b4476a6c86e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-31T13:25:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AndrieledaSilvaPrado.pdf: 8852957 bytes, checksum: 80aecac6a1429a718497b4476a6c86e8 (MD5) / É conhecido que as energias de gap de sistemas moleculares calculadas através da resolução da equação de Kohn-Sham com funcionais convencionais da Teoria do funcional da Densidade são geralmente muito pequenas quando comparadas com os valores de gap obtidos experimentalmente. Esses erros indicam uma clara falha dos funcionais aproximados frequentemente usados na DFT e podem, muitas vezes, nos levar a interpretações erradas a respeito das propriedades ópticas de tais sistemas. Esse trabalho propõe uma nova metodologia de parametrização de funcionais que incluem diferentes correções de longo alcance, dedicadas às moléculas dos principais carotenóides presentes no óleo de Buriti. Esses funcionais contemplam 100% da troca exata de Hartree-Fock, um operador não local extremamente importante para uma descrição mais realista das energiasHOMO-LUMO e outras propriedades de estado excitado. O grupo de carotenóides estudado tem alto potencial de aplicação em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, e tem sido intensamente explorado tanto do ponto de vista teórico quanto experimental. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / It is known that the energy gap of molecular systems calculated by solving theKohn-Sham equation with conventional of Density Functional Theory functional are usuallysmall compared to the values gap obtained experimentally. These errors indicate aclear failure of the approximate functional often used in DFT, and can often lead us tomisinterpretations regarding the optical properties of such systems. This work proposesa new methodology for functional parameterization that include long-range corrections,dedicated to the molecules of the main carotenoids present in Buriti Oil. Such functionalcontains 100 % of the exact Hartree-Fock exchange, a non-local operator extremely importantfor a realistic descriptionenergies of HOMO-LUMO and other properties of theexcited state. The group of carotenoids investigated has high potential for applicationin organic photovoltaic devices and has been extensively explored both theoretically andexperimentally.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Pós-Graduação em Física, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-12-09T17:05:57Z No. of bitstreams: 1 2014_RhuiagoMendesDeOliveira.pdf: 701976 bytes, checksum: 06685f90f88a213c31bd9179de2b0a31 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-17T16:11:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_RhuiagoMendesDeOliveira.pdf: 701976 bytes, checksum: 06685f90f88a213c31bd9179de2b0a31 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-17T16:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_RhuiagoMendesDeOliveira.pdf: 701976 bytes, checksum: 06685f90f88a213c31bd9179de2b0a31 (MD5) / O objetivo principal deste trabalho foi o c´alculo das energias e constantes espectroscópicas rovibracionais de dois conjuntos de sistemas moleculares: água com os gases nobres (H2O-He, H2O-Ne, H2O-Ar, H2O-Kr e H2O-Xe) e moléculas envolvendo o tetracloreto (CCl4-He, CCl4- Ne, CCl4-Ar, CCl4-O2, CCl4-D2O e CCl4-ND3). Todos estes cálculos foram realizados usando duas metodologias diferentes (Método das variáveis discretas e método de Dunham) e curvas de energias potenciais analíticas do tipo ILJ (do inglês ”Improved Lennard-Jones) com parâmetros ajustáveis obtidos experimentalmente. Os resultados obtidos pelas duas metodologias estão em um excelente acordo e os mesmos podem ser utilizados como referência para futuros experimentos de espectroscopia. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The goal of this work was the calculation of the rovibrational energies and rovibrational spectroscopy constants of two sets of molecular systems: water with noble gas (H2O-He, H2ONe, H2O-Ar, H2O-Kr and H2O-Xe) and molecules composed by tetrachloride (CCl4-He, CCl4- Ne, CCl4-Ar, CCl4-O2, CCl4-D2O and CCl4-ND3). These calculations were determined using two different methodologies (discrete variable method and Dunham method) and Improved Lennard-Jones analytical potential energy curves with experimentally adjusted parameters. The discrete variable method and Dunham results are in an excellent agreement and they can be used as a standard for spectroscopic experiments.

No presente trabalho foram investigados vários sistemas moleculares contemplando um ou mais grupos NO2 com características fortemente elétron atraentes, e por outro lado um grupo fortemente elétron doador (NH2, OH ou N3H) conectados através de um anel benzênico ou piridínico. A caracterização das propriedades de transferência de carga intramolecular (CT) nesses sistemas constitui um dos principais objetivos do trabalho, tendo sido para tanto utilizadas as técnicas de espectroscopia eletrônica, espectroscopia vibracional (Raman e infravermelho) e com grande destaque, a espectroscopia Raman ressonante. Essa investigação permitiu a caracterização dos grupos cromofóricos envolvidos na CT entre os vários substituintes e suas posições relativas. Em vários casos foi possível estender a investigação para as espécies aniônicas obtidas pela desprotonação dos grupos NH2, OH e N3H, quando então se nota mudança abrupta das características da transição de transferência de carga (energia e intensidade), o que por sua vez conduz a uma muito maior deslocalização eletrônica do cromóforo, como revelado pela análise dos espectros de absorção (UV-Vis) e Raman ressonante (RR). No caso de sistemas mais estendidos, como é o caso típico do ânion do 1,3-bis(4-nitrofenil)triazeno os dados de espectroscopia eletrônica e espectroscopia Raman ressonante mostram de maneira clara a presença de duas transições de transferência de carga na região do visível, o que caracteriza um sistema bicromofórico. / In the present work were investigated molecular systems bearing one or more NO2 groups, with strong electron withdrawing characteristics, in addition to a strong electron donating group (NH2, OH, N3H), connected to a benzene or pyridine ring. The characterization of the intramolecular charge transfer (CT) process in such systems is one of the main objects of this work and for such, electronic spectroscopy, vibrational spectroscopy (Raman and IR) and in special, resonance Raman spectroscopy were used. The study revealed the chromophoric moieties involved in the CT transitions in the several molecules investigated, included the ones where the relative positions of the substituents were changed. In several cases it was possible to extend the study to the anionic species that results from the deprotonation of the NH2, OH and N3H groups, where an abrupt change of the CT transition (energy and intensity) is observed, and what in its turn leads to a much more delocalized chromophore, as revealed by the UV-Vis and resonance Raman spectra. In the case of the more extended systems, as in the typical case of 1,3-bis(4-nitropheyl)triazene anion, the data show clearly the presence of two CT transitions in the visible region, what amounts to the formation of a bichromophoric system.

No presente trabalho foram investigados vários sistemas moleculares contemplando um ou mais grupos NO2 com características fortemente elétron atraentes, e por outro lado um grupo fortemente elétron doador (NH2, OH ou N3H) conectados através de um anel benzênico ou piridínico. A caracterização das propriedades de transferência de carga intramolecular (CT) nesses sistemas constitui um dos principais objetivos do trabalho, tendo sido para tanto utilizadas as técnicas de espectroscopia eletrônica, espectroscopia vibracional (Raman e infravermelho) e com grande destaque, a espectroscopia Raman ressonante. Essa investigação permitiu a caracterização dos grupos cromofóricos envolvidos na CT entre os vários substituintes e suas posições relativas. Em vários casos foi possível estender a investigação para as espécies aniônicas obtidas pela desprotonação dos grupos NH2, OH e N3H, quando então se nota mudança abrupta das características da transição de transferência de carga (energia e intensidade), o que por sua vez conduz a uma muito maior deslocalização eletrônica do cromóforo, como revelado pela análise dos espectros de absorção (UV-Vis) e Raman ressonante (RR). No caso de sistemas mais estendidos, como é o caso típico do ânion do 1,3-bis(4-nitrofenil)triazeno os dados de espectroscopia eletrônica e espectroscopia Raman ressonante mostram de maneira clara a presença de duas transições de transferência de carga na região do visível, o que caracteriza um sistema bicromofórico. / In the present work were investigated molecular systems bearing one or more NO2 groups, with strong electron withdrawing characteristics, in addition to a strong electron donating group (NH2, OH, N3H), connected to a benzene or pyridine ring. The characterization of the intramolecular charge transfer (CT) process in such systems is one of the main objects of this work and for such, electronic spectroscopy, vibrational spectroscopy (Raman and IR) and in special, resonance Raman spectroscopy were used. The study revealed the chromophoric moieties involved in the CT transitions in the several molecules investigated, included the ones where the relative positions of the substituents were changed. In several cases it was possible to extend the study to the anionic species that results from the deprotonation of the NH2, OH and N3H groups, where an abrupt change of the CT transition (energy and intensity) is observed, and what in its turn leads to a much more delocalized chromophore, as revealed by the UV-Vis and resonance Raman spectra. In the case of the more extended systems, as in the typical case of 1,3-bis(4-nitropheyl)triazene anion, the data show clearly the presence of two CT transitions in the visible region, what amounts to the formation of a bichromophoric system.