O desenvolvimento desta tese se baseou em dois enfoques de estudo. Um dos enfoques é a caracterização energética de reações elementares que podem estar envolvidas na decomposição da molécula hidrazina, a qual desperta especial interesse por se tratar de uma molécula cuja decomposição é exotérmica e utilizada como combustível em foguetes e lançadores de satélites, além de outras muitas aplicações. Neste estudo teórico, as estruturas conformacionais, a espectroscopia vibracional e a energética dos reagentes, produtos e estados de transição de dezenove reações elementares foram caracterizadas utilizando-se a metodologia CCSD(T)-CBS//MP2-cc-pVTZ. Onde CBS é uma extrapolação para o limite do conjunto de funções base. O outro enfoque deste estudo consiste na caracterização das estruturas conformacionais e da espectroscopia vibracional das aminas substituídas: metilamina, dimetilamina e trimetilamina. Para cada uma das aminas caracterizou-se três confôrmeros, os quais são resultados de movimentos de rotação interna de um grupo metil e de inversão do grupo amina. Desta forma, foi possível obter as barreiras de energia para rotação interna e para inversão. Numa primeira etapa, realizou-se um estudo sistemático com o método CCSD(T) para a molécula metilamina com os conjuntos de funções base de correlação-consistente de Dunning. Na etapa seguinte, realizou-se cálculos de otimização de geometrias utilizando-se métodos da Teoria do Funcional da Densidade [B3LYP, B3P86 e BP8

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-16T17:01:54Z No. of bitstreams: 2 Naves, Emílio Santiago-2014-tese.pdf: 587232 bytes, checksum: 384bbcad6790ecde844af07f4c8deed9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-16T17:02:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Naves, Emílio Santiago-2014-tese.pdf: 587232 bytes, checksum: 384bbcad6790ecde844af07f4c8deed9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-16T17:02:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Naves, Emílio Santiago-2014-tese.pdf: 587232 bytes, checksum: 384bbcad6790ecde844af07f4c8deed9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-11-08 / This work presents results for the dynamic (hyper)polarizabilities of ozone, sulfur dioxide, nitrous oxide and carbon dioxide molecules, with inclusion of vibrational corrections. The electronic contributions for the properties of interest were computed analytically at the single and double coupled cluster level through response theory. Ozone and sulfur dioxide were studied separately. For both systems, contributions of connected triple excitations were also estimated by the multiplicative correction scheme. The vibrational corrections were calculated by the perturbation theoretical method (PT). The zero-point vibrational average correction, calculated only for ozone and sulfur dioxide, proved to be small. Results also show that the pure vibrational correction is relevant for the following nonlinear optical processes: dc-Pockels effect, intensity dependent refractive index, and dc-Kerr effect. For the ozone molecule the dc-second harmonic generation effect also had a significant pure vibrational correction. In addition, pure vibrational correction was calculated according to a variational methodology proposed by our research group (VAR) for the four systems, and the results were compared with the corresponding PT results. A comparison between PT and VAR results shows that ozone is the system most sensitive to the method, while sulfur dioxide and carbon dioxide are the most well behaved. / Neste trabalho são apresentados resultados para as (hiper)polarizabilidades dinâmicas das moléculas de ozônio, dióxido de enxofre, óxido nitroso e dióxido de carbono, com inclusão de correções vibracionais. As contribuições eletrônicas das propriedades de interesse foram computadas analiticamente através da teoria de resposta no nível coupled cluster com substituições simples e duplas. O ozônio e o dióxido de enxofre foram estudados separadamente. Para ambos os sistemas, as contribuições das substituições triplas conexas também foram estimadas através do esquema de correção multiplicativa. As correções vibracionais foram calculadas por meio dométodo de perturbação teórica (PT). A correção da média vibracional de ponto zero, calculada apenas para o ozônio e o dióxido de enxofre, revelou-se pequena. Os resultados também mostram que a correção vibracional pura é relevante para os seguintes processos ópticos não lineares: efeito dc-Pockels, índice de refração dependente da intensidade e efeito dc-Kerr. Para a molécula de ozônio o efeito de geração de segundo harmônico dc também teve uma correção vibracional pura significativa. Em adição, a correção vibracional pura foi calculada segundo uma metologia variacional proposta pelo nosso grupo de pesquisa (VAR) para os quatro sistemas, e os resultados foram comparados com os respectivos resultados PT. Uma comparação entre os resultados PT e VAR mostra que o ozônio é o sistema mais sensível ao método, ao passo que o dióxido de enxofre e o dióxido de carbono são os mais bem comportados.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-07T21:13:51Z No. of bitstreams: 1 FlavioMouraSilva.pdf: 12265404 bytes, checksum: 15367785bb1dabbe1c0f6398c05ce1c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T21:13:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FlavioMouraSilva.pdf: 12265404 bytes, checksum: 15367785bb1dabbe1c0f6398c05ce1c2 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / In this study we investigated the hexaferrites type Y Ba2(Mg1-xCox)2Fe12O22 (x = 0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8 and 1), Ba2Zn2Fe12O22 (Zn2Y) and type M BaFe12O19 (BaM). The experimental techniques used were the X-ray diffraction, XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), Specular Reflectance IR Spectroscopy, Raman Spectroscopy, Magnetometry and Impedance Spectroscopy. The investigated samples were synthesized by ceramic conventional method. The results of X – ray diffraction confirmed to obtain the desired phase with a small amount of subphases, except for BaM did not show traces of impurities or subphases. XANES and XPS measurements indicated a predominance of 3+ valence for Fe ion and the presence of the 2+ and 3+ oxidation states to Co ions in the samples containing cobalt. As for measures of Raman spectroscopy and reflectance speculate at room temperature it was possible to classify the main bands, qualitatively, making a comparison of the spectra measured with ferrites spectra reported in the literature. From this analysis it was possible associate the high-frequency bands (560-700 cm -1) and low frequency bands (<130 cm-1) with vibration tetrahedra (Mg, Co and Zn)O4 and Ba-O, respectively. As for the system Ba2(Mg1-xCox)2Fe12O22, the specular reflectance spectra and X-ray diffraction patterns showed no appreciable change with magnesium substitution by cobalt, showing no change of space group in the samples due to this substitution. Analysis of the Raman spectra of this system showed that the bands shift to low frequency regions as it grows cobalt content in the structure and new bands at 623 cm-1 and 459 cm-1 appear, which are due to vibration Co-O bonds. Anomalies were observed in the phonon parameters (frequency, width and intensity) in Raman spectroscopy measurements at high and low temperatures in Ba2Mg2Fe12O22 (Mg2Y) samples, Ba2Zn2Fe12O22 (Zn2Y) and BaFe12O19 (BaM) at temperatures where they exhibit magnetic phase transitions. With the aid of additional magnetic measurements, we analyze these results in terms of the spin-phonon coupling. Furthermore, the observation of spin-phonon coupling in the low temperature on Mg2Y suggested magnetostriction as magnetoelectricity mechanism for this material. The electrical measurements on Mg2Y showed that the relaxation process is due to conductive mechanisms being thermally activated and showed grain and grain boundary contributions to the impedance of the sample. / Neste trabalho foram investigadas as hexaferritas tipo Y Ba2(Mg1-xCox)2Fe12O22 (x=0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 e 1), Ba2Zn2Fe12O22 (Zn2Y) e tipo M BaFe12O19 (BaM). As técnicas experimentais utilizadas foram a Difração de raios X, XANES (X-ray Absortion Near Edge Structure), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), Espectroscopia no Infravermelho por Refletância Especular, Espectroscopia Raman, Magnetometria e Espectroscopia de Impedância. As amostras investigadas foram sintetizadas por método convencional cerâmico. Os resultados de difração de raios X confirmaram a obtenção das fases pretendidas com uma pequena quantidade de subfases, exceto para BaM que não apresentou traços de impurezas ou subfases. Medidas XANES e XPS indicaram uma redominância a valência 3+ para o Íon Fe e a presença dos estados de oxidação 2+ e 3+ para os Íons Co nas amostras que contém cobalto. Quanto ¾s medidas de Espectroscopia Raman e Refletância Especular ¾ temperatura ambiente foi possível classificar a principais bandas, de forma qualitativa, fazendo um comparativo dos espectros medidos com os espectros de ferritas reportados na literatura. Dessa análise foi possível associar as bandas de alta frequência (560-700 cm-1) e as bandas de baixa frequência (<130 cm-1) ¾s vibrações de tetraedros (Mg, Co e Zn)O4 e de Ba-O, respectivamente. Quanto ao sistema Ba2(Mg1-xCox)2Fe12O22, os espectros de refletância especular e padrões de difração de raios X não apresentaram mudanças apreciáveis com a substituição de magnésio por cobalto, mostrando que não há mudança de grupo espacial nas amostras devido a essa substituição. A análise dos espectros Raman desse sistema, mostrou que as bandas se deslocam para regiões de baixa frequência ¾ medida que cresce o teor de cobalto na estrutura e que novas bandas em 623 cm-1 e 459 cm-1 surgem, sendo estas devido ¾ vibração de ligações Co-O. Foram observadas anomalias nos parâmetros de fônons (frequência largura e intensidade) nas medidas de espectroscopia Raman em altas e baixas temperaturas nas amostras Ba2Mg2Fe12O22 (Mg2Y), Ba2Zn2Fe12O22 (Zn2Y) e BaFe12O19 (BaM) em temperaturas nas quais estas exibem transições de fase magnética. Com o auxílio de medidas magnéticas complementares, analisamos tais resultados em termos do acoplamento spin-fônon. Além disso, a observação do acoplamento spin-fônons em baixa temperatura na Mg2Y sugeriu a magnetostrição como mecanismo de magnetoeletricidade para este material. As medidas elétricas na Mg2Y mostraram que o processo de relaxação se deve a mecanismos condutivos termicamente ativados e revelaram contribuições de grão e contorno de grão para a impedância da amostra.

CASTRO JUNIOR, Manoel Carvalho. Transições de fase em perovskitas politípicas. 2013. 153 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-29T18:31:41Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_mccastrojunior.pdf: 7600147 bytes, checksum: e5ee8745b29672a07d4666c3a0c48753 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-11-03T19:46:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_mccastrojunior.pdf: 7600147 bytes, checksum: e5ee8745b29672a07d4666c3a0c48753 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T19:46:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_mccastrojunior.pdf: 7600147 bytes, checksum: e5ee8745b29672a07d4666c3a0c48753 (MD5) Previous issue date: 2013 / In this thesis, vibrational spectroscopy was used to investigate the structural transitions of polytypic perovskites. Representative compounds of two polytypes were studied: the multiferroic 3C-type perovskite Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) and the 6H-type perovskites Ba3B2+Sb2O9 (B = Mg, Ca e Sr). Based on anomalies or deviations from normal behavior of the adjustable parameters of the temperature dependence of the phonon spectra of these compounds, it was possible to identify structural transformations. In PFN, it was observed, evidences of two transitions between ferroelectric phases, in addition to a transition between different magnetic ordering states (paramagnetic → antiferromagnetic) and different polar states (paraelectric → ferroelectric). These results provide stronger evidences than previous Raman Spectroscopy reports in literature due to a better resolution, which allowed us to observe, for example, a new phonon at the Néel temperature. In the case of the 6H perovskites, besides to the usual observation of temperature dependence of the phonon spectra, which provides evidences of the transition of a hexagonal to monoclinic phase at 140 K in the Ba3MgSb2O9 (BMS) and of a monoclinic to triclinic phase at 240 K in the Ba3MgSb2O9 (BCS), we classify the phonons of the three compounds using two methods. First we applied the Hartree-Fock ab-initio method to calculate the normal modes of the Sb2O9 dimer; and assuming that the unit cell of BMS is constituted of Sb2O9 dimers and isolated ions of Ba and Mg, we correlate, using group theory methods, the calculated modes of Sb2O9 with the internal modes of BMS. Later we used the FG Wilson method to confirm the previous results, being obtained a good agreement between the two methods. / Nesta tese a espectroscopia vibracional foi empregada para investigar as transições estruturais de perovskitas politípicas. Compostos representativos de dois polítipos foram estudados: a perovskita multiferróica tipo 3C Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) e as perovskitas tipo 6H Ba3B2+Sb2O9 (B = Mg, Ca e Sr). A partir de anomalias ou desvios do comportamento normal dos parâmetros ajustáveis com a temperatura do espectro de fônons destes compostos foram identificadas transformações estruturais. No PFN foram observados indícios de duas transições entre fases ferroelétricas, além de uma transição entre diferentes fases de ordenamento magnético (estado paramagnético → estado antiferromagnético) e uma transição entre um estado paraelétrico e um ferroelétrico. Estes resultados são expostos de forma bem mais clara do que em trabalhos de espectroscopia Raman anteriormente informados na literatura, devido a melhor resolução obtida, o que propiciou até a observação da origem de um novo modo no entorno da temperatura de Néel. Nas perovskitas 6H, além da observação usual do comportamento dos fônons em função da temperatura, o que rendeu a observação da transição de uma fase hexagonal para uma fase monoclínica em 140K no Ba3MgSb2O9 (BMS) e de uma fase monoclínica para uma fase triclínica em 240 K no Ba3MgSb2O9 (BCS), procurou-se classificar os fônons dos três compostos utilizando dois métodos computacionais. Primeiramente utilizou- se o método ab initio de Hartree-Fock para calcular os modos normais do dímero Sb2O9; e assumindo que a célula unitária do BMS é formada de dímeros Sb2O9 e íons isolados de Ba e Mg, conseguiu-se correlacionar, utilizando teoria de grupos, os modos calculados do Sb2O9 com os modos internos do BMS. Posteriormente utilizou-se o método FG de Wilson para corroborar os resultados anteriormente obtidos, sendo observado um bom acordo entre ambos métodos.

SILVA, Bruno Poti e. Propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e vibracionais do cristal de ureia sob formalismo DFT. 2014. 97 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-09-12T19:37:01Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_bpsilva.pdf: 12912641 bytes, checksum: fc4c9bac87d198c8c4aa0d75b058e861 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-09-12T19:51:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_bpsilva.pdf: 12912641 bytes, checksum: fc4c9bac87d198c8c4aa0d75b058e861 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-12T19:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_bpsilva.pdf: 12912641 bytes, checksum: fc4c9bac87d198c8c4aa0d75b058e861 (MD5) Previous issue date: 2014 / Urea, [CO(NH2)2], was the first organic compound artificially synthesized in 1828 by Friedrich Whoeler. Since then, have been widely studied in various fields as nonlinear optics, protein denaturation and so on. The presence of electronegative atoms in the urea molecule, Oxygen and Nitrogen, in the carboxyl and amine groups, makes it possesses great capacity of formation hydrogen bonds, enabling the formation of complexes networks of urea molecules. The ability to formation hydrogen bonds causes that urea interacts strongly with water. Several studies have tried to explain the effect of urea in the water structure. Due interesting properties of urea crystals in the nonlinear optics, scientists have calculated, using various methods of first principle calculations, the properties of the urea crystals. The first theoretical calculation done on the urea crystal properties was made by Dovesi {it et al.} In the present work, the studies convergence were made using GGA and LDA functionals of exchange-correlation and dispersion corrections to urea crystal, which has symmetry tetragonal and spacial group P-421m. The study of energies cutoff for convergence of the crystal was done. With this evaluation of the study of the convergence, showed that the functional that described the geometrical parameters of the urea crystal was the GGA+TS. The study of electronic, optical and vibrational properties was also conducted. The energy gap obtained to the urea crystal was 5.12 eV, which is in good agreement with experimental result, obtained by optical absorption, 5.85 eV, an error of -0.63 eV (-11{\%}). The effective mass calculations along differents pathways in the crystal, and using differents exchange-correlation functionals, proved to be consistent when results are compared between the functionals, obtained an maximum error of 10({\%}). The infrared spectra obtained both crystal and the molecule of urea showed excellent agreement with data reported in the literature. In this work also calculated, using DFT, the Raman spectra of urea crystal in different pressure values, 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 e 0.8 GPa. The results showed that the bands presents in lower wavenumbers are more sensitive to application of pressure to the crystal, having the ocurrence of a blue shift in these, which can be characterized an atomic rearrangement in the crystal of urea. / Ureia, [CO(NH2)2], foi o primeiro composto orgânico sintetizado artificialmente em 1828 por Friedrich Whoeler. Desde então tem sido largamente estudada em diversos campos como óptica não linear, desnaturação de proteínas, dentre outros. A presença de átomos eletronegativos na molécula de ureia, Oxigênio e Nitrogênio, nos grupos carboxila e amina, faz com que esta possua grande capacidade de formação de ligações de hidrogênio, possibilitando a formação de redes complexas de moléculas de ureia. Esta capacidade de formação de ligação de hidrogênio faz com que a ureia interaja fortemente com a água. Diversos estudos tem tentado explicar o efeito da ureia na estrutura da água. Devido interessantes propriedades dos cristais de ureia na óptica não linear, cientistas tem calculado, utilizando vários métodos de primeiros princípios, as propriedades dos cristais de ureia. O primeiro cálculo teórico feito sobre as propriedades eletrônicas foi feito por Dovesi et al. No presente trabalho foram feitos estudos de convergência utilizando funcionais de correlação-troca GGA e LDA, bem como correções de dispersão para o cristal de ureia, que possui simetria tetragonal e grupo espacial P-421m. Foi também feito um estudo da energia de corte utilizada na convergência do cristal. Com isso a avaliação do estudo de convergência mostrou que o funcional que melhor descrevia os parâmetros geométricos do cristal de ureia foi o GGA+TS. Foi realizado também um cálculo da estrutura eletrônica, propriedades ópticas e vibracionais, com este funcional. O gap de energia obtido para o cristal de ureia foi de 5.12 eV, que está em boa concordância com o resultado experimental, obtido por absorção óptica, de 5.85 eV, um erro de -0,63 eV (-11%). O cálculo de massas efetivas ao longo de diferentes direções no cristal, e utilizando diferentes funcionais de correlação-troca, mostrou-se coerente quando são comparados os resultados entre os funcionais, obtendo-se um erro máximo de 10{\%} do melhor funcional com os outros. Os espectros de Infravermelho obtidos tanto para o cristal quanto para molécula de ureia apresentaram excelente concordância com os dados relatados na literatura. Neste trabalho, também foram calculados, via DFT, os espectros Raman do cristal de ureia em diferentes pressões, 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 e 0.8 GPa. Os resultados mostraram que as bandas presentes em menores números de onda são mais sensíveis a aplicação da pressão no cristal, havendo a ocorrência de um blue shift nestas, que pode caracterizar um rearranjo atômico no cristal de ureia.

RÊGO, Fellipe dos Santos Campêlo. Medidas de Espectroscopia Raman em cristais de DL-Valina a altas pressões. 2015. 72 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-16T18:32:26Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_fscrego.pdf: 15205692 bytes, checksum: d8dfd928800e9bd0e7d450a8ae193269 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-16T18:33:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_fscrego.pdf: 15205692 bytes, checksum: d8dfd928800e9bd0e7d450a8ae193269 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-16T18:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_fscrego.pdf: 15205692 bytes, checksum: d8dfd928800e9bd0e7d450a8ae193269 (MD5) Previous issue date: 2015 / In this work, we present a study of the Raman scattering of DL-valine crystals (C5H11NO2) at room temperature under high hydrostatic pressures conditions using the spectral range of 40-3200 cm-1. Based on previous studies using Raman spectroscopy on crystals of DL-valine and other amino acids such as L-valine, L-isoleucine and L- asparagine, we proposed the classification of the bands in different vibration modes. The Raman spectrum obtained as function of pressure suggests that DL-valine suffered two structural phase transitions by 19,4 GPa. The first transition phase of between 1,4 GPa and 1,8 GPa where we observed the disappearance of three modes, one network mode and two internal modes classified as rocking of NH3+ and symmetric stretching of CH3, vs (CH3). The second phase transition of between 7,8 GPa and 8,8 GPa, where we observe the unfolding of a network mode, the disappearance of the internal mode associated with skeletal deformation, d(esk) and the splitting designated as CH2, v(CH2). / Neste trabalho, apresentamos um estudo de espalhamento Raman em cristais de DL-valina (C5H11NO2) à temperatura ambiente e sob condições de altas pressões hidrostáticas, no intervalo espectral de 40 cm-1 a 3200 cm-1. Baseando-se em estudos anteriores sobre espectroscopia Raman em cristais de DL-valina e de outros aminoácidos, tais como, L-valina, L-isoleucina e L-asparagina, propusemos uma classificação das bandas em diversos modos de vibração. Os espectros obtidos, por espectroscopia Raman, em função da pressão sugerem que a DL-valina sofreu duas transições de fase estruturais até 19,4 GPa. A primeira transição de fase entre 1,4 GPa e 1,8 GPa onde foi observado o desaparecimento de três modos, um modo de rede e dois modos internos classificados como rocking do NH3+, r(NH3+), e estiramento simétrico do CH3, vs (CH3). A segunda transição de fase entre 7,8 GPa e 8,8 GPa, onde foi observado o desdobramento de um modo de rede, o desaparecimento de um modo interno associado a uma deformação do esqueleto da molécula, d(esq) e a divisão de um modo designado como estiramento do CH2, v(CH2).

Several studies have long been carried out for inorganic compounds involving a net of SiO chemical bonds. This is due to fact of these chemical bonds be present in high number of many inorganic materials. The formation process of these compounds involving SiO bonds is well-known as sol-gel technology, which give rises to the molecular systems containg the silanol functional group as one of most important intermediate species of the process. Due to major industrial importance of process, a systematic theoretical studied based on DFT/B3LYP/6-311+G(d,p) methodology was performed to evaluate the conformational and vibrational variation of tetraethoxysilane (TEOS) and its complete and incomplete hydrolysis products. First of all, a conformational analysis was done considering several conformers of silicic acid, Si(OH)4, which was obtained using the following point group symmetry: D2d, S4, C2v e Cs. These structures were investigated by using different rotations for the formation of the potential energy curves, where the most stable geometry was later optimized. These results indicate the S4 conformer as the global minimum structure for complete hydrolysis product,Si(OH)4. At a later time, frequency calculations were performed to investigated the harmonic vibrational spectra of the most stable conformers within the D2d, S4, C2v e Cs symmetry point groups. The obtained results pointed out that the perfil of vibration spectra, between 700-1000 cm-1, shows different characteristics along the decrease of the point group symmetry, which is indicated by the formation of the two active frequency models in C2v and Cs structures. In a second part of this study, a conformational study was carried out to obtain the geometries of the incomplete hydrolysis products of TEOS, Si(OC2H5)4-n(OH)n, withn=1-3. Geometry optimization and vibrational calculations were performed for these structures. The main results are compared with the silicic acid and indicate a hypsocromic shift of vibrational mode Þas SiO as the etoxi group (.OC2H5) is substituted by smaller hydroxil groups (.OH). / Uma ampla serie de trabalhos contendo redes de ligacoes SiO tem sido desenvolvidos nos ultimos anos, pelo fato destas ligacoes estarem presentes em diversos materiais inorganicos. O processo de formacao destas redes SiO e conhecido como tecnologia sol-gel, o qual apresenta moleculas contendo o grupo funcional silanol como uma das mais importantes especies intermediarias formadas.Devido a importancia industrial desse processo, neste trabalho foi abordado um estudo teorico e computacional sistematico sobre a variacao conformacional e vibracional do tetraetoxisilano(TEOS) e seus produtos de hidrolise completa e incompleta, para isso o metodo teorico DFT/B3LYP/6-311+G(d,p) foi usado.Em um primeiro momento, neste estudo, os diversos conformeros do acido silicico, Si(OH)4, foram obtidos considerando os grupos de simetria D2d, S4, C2v e Cs. Essas estruturas foram investigadas utilizando diferentes criterios de rotacao para a geracao das curvas de energia potencial, que posteriormente, tiveram suas geometrias otimizadas. Os resultados obtidos na analise das curvas de energia potencial bem como os calculos de otimizacao de geometria permitiram-nos identificar a estrutura de grupo pontual S4 como sendo o conformero mais estavel em energia para o produto de hidrolise completa do Si(OH)4. Posteriormente, um estudo vibracional foi realizado para os conformeros mais estaveis de cada grupo de simetria D2d, S4, C2v e Cs. Os resultados obtidos mostraram que a aparencia dos espectros de infravermelho, no intervalo entre 700-1000 cm-1, apresentou caracteristicas diferentes no sentido do decrescimo de simetria dos grupos pontuais, provocados pelo desdobramento de alguns modos ativos no infravermelho nos grupos pontuais C2v e Cs. Em um segundo momento,um estudo conformacional foi realizado para se obter as geometrias dos produtos de hidrolise incompleta do TEOS,Si(OC2H5)4-n(OH)n, com n=1-3.Essas geometrias foram otimizadas e, em seguidauma analise espectroscopica foi elaborada para os sistemas molecularesmais estaveis.Os resultados obtidos sao comparados com o acido silicio e mostraram um deslocamento batocromico da frequencia do modo vibracional Þas SiOa medida que grupos etoxi (.OC2H5) vao sendo substituidos por grupos menos volumosos, o hidroxil (.OH).

This work is focused on characterization of a polycrystalline sample of the coordination compound with ions Eu3+ using as a binder the trans-cinnamic acid , [Eu(cin)3]. The interest in coordination with lanthanide compounds is due to their large technological applications. The process of luminescence of coordination compounds containing lanthanide, also called antenna e&#64256;ect, has a main objective the use of new ligands with various applications, both in increasing the e&#64259;ciency of energy receptors in the ultraviolet region and the development of biomarkers. In this work, to characterize the polycrystalline material, Raman spectroscopy was used to determine the vibrational behavior of the material at ambient temperature and pressure. It was also shown the behavior of the compound at low temperatures, in which variations in various vibrational modes were observed, indicating thus the occurrence of phase transition. Using a diamond anvil cell the material was studied by high hydrostatic pressure Raman spectroscopy. The purpose of this methodology was to map possible phase transitions and discover the occurrence of possible polymorphism. However, until the pressure reached in the experiments - about 5.2 GPa - it was found that the original phase remained stable. A discussion of the luminescence of the sample is also provided in this work. / O presente trabalho està focado na caracterizaÃÃo de uma amostra policristalina do composto de coordenaÃÃo com Ãons Eu3+ utilizando como ligante o Ãcido trans-cinÃmico, [Eu(cin)3]. O interesse em compostos de coordenaÃÃo com lantanÃdeos deve-se Ãs suas amplas aplicaÃÃes tecnolÃgicas. O processo de luminescÃncia dos compostos de coordena- ÃÃo contendo lantanÃdeo, tambÃm chamado de efeito antena, tem como principal objetivo o uso de novos ligantes com aplicaÃÃes diversas, tanto no aumento da e&#64257;ciÃncia de re- ceptores de energia na regiÃo do ultravioleta quanto no desenvolvimento de marcadores biolÃgicos. Neste trabalho, para realizar a caracterizaÃÃo do material policristalino, foi utilizada a espectroscopia Raman, a &#64257;m de determinar o comportamento vibracional do material à temperatura e pressÃo ambiente. TambÃm foi veri&#64257;cado o comportamento do composto sob baixas temperaturas, no qual foram observadas variaÃÃes em vÃrios modos vibracionais, indicando, por conseguinte, a ocorrÃncia de transiÃÃo de fase. Utilizando uma cÃlula de pressÃo a extremos de diamante o material foi estudado a altas pressÃes hidrostÃticas atravÃs de espectroscopia Raman. O intuito desta metodologia era mapear possÃveis transiÃÃes de fase e descobrir a ocorrÃncia de eventual polimor&#64257;smo. Entretanto, atà a pressÃo atingida nos experimentos â cerca de 5,2 GPa â veri&#64257;cou-se que a fase ori- ginal permaneceu estÃvel. Uma discussÃo sobre a luminescÃncia da amostra tambÃm à fornecida neste trabalho.

Several studies have long been carried out for inorganic compounds involving a net of SiO chemical bonds. This is due to fact of these chemical bonds be present in high number of many inorganic materials. The formation process of these compounds involving SiO bonds is well-known as sol-gel technology, which give rises to the molecular systems containg the silanol functional group as one of most important intermediate species of the process. Due to major industrial importance of process, a systematic theoretical studied based on DFT/B3LYP/6-311+G(d,p) methodology was performed to evaluate the conformational and vibrational variation of tetraethoxysilane (TEOS) and its complete and incomplete hydrolysis products. First of all, a conformational analysis was done considering several conformers of silicic acid, Si(OH)4, which was obtained using the following point group symmetry: D2d, S4, C2v e Cs. These structures were investigated by using different rotations for the formation of the potential energy curves, where the most stable geometry was later optimized. These results indicate the S4 conformer as the global minimum structure for complete hydrolysis product,Si(OH)4. At a later time, frequency calculations were performed to investigated the harmonic vibrational spectra of the most stable conformers within the D2d, S4, C2v e Cs symmetry point groups. The obtained results pointed out that the perfil of vibration spectra, between 700-1000 cm-1, shows different characteristics along the decrease of the point group symmetry, which is indicated by the formation of the two active frequency models in C2v and Cs structures. In a second part of this study, a conformational study was carried out to obtain the geometries of the incomplete hydrolysis products of TEOS, Si(OC2H5)4-n(OH)n, withn=1-3. Geometry optimization and vibrational calculations were performed for these structures. The main results are compared with the silicic acid and indicate a hypsocromic shift of vibrational mode Þas SiO as the etoxi group (.OC2H5) is substituted by smaller hydroxil groups (.OH). / Uma ampla serie de trabalhos contendo redes de ligacoes SiO tem sido desenvolvidos nos ultimos anos, pelo fato destas ligacoes estarem presentes em diversos materiais inorganicos. O processo de formacao destas redes SiO e conhecido como tecnologia sol-gel, o qual apresenta moleculas contendo o grupo funcional silanol como uma das mais importantes especies intermediarias formadas.Devido a importancia industrial desse processo, neste trabalho foi abordado um estudo teorico e computacional sistematico sobre a variacao conformacional e vibracional do tetraetoxisilano(TEOS) e seus produtos de hidrolise completa e incompleta, para isso o metodo teorico DFT/B3LYP/6-311+G(d,p) foi usado.Em um primeiro momento, neste estudo, os diversos conformeros do acido silicico, Si(OH)4, foram obtidos considerando os grupos de simetria D2d, S4, C2v e Cs. Essas estruturas foram investigadas utilizando diferentes criterios de rotacao para a geracao das curvas de energia potencial, que posteriormente, tiveram suas geometrias otimizadas. Os resultados obtidos na analise das curvas de energia potencial bem como os calculos de otimizacao de geometria permitiram-nos identificar a estrutura de grupo pontual S4 como sendo o conformero mais estavel em energia para o produto de hidrolise completa do Si(OH)4. Posteriormente, um estudo vibracional foi realizado para os conformeros mais estaveis de cada grupo de simetria D2d, S4, C2v e Cs. Os resultados obtidos mostraram que a aparencia dos espectros de infravermelho, no intervalo entre 700-1000 cm-1, apresentou caracteristicas diferentes no sentido do decrescimo de simetria dos grupos pontuais, provocados pelo desdobramento de alguns modos ativos no infravermelho nos grupos pontuais C2v e Cs. Em um segundo momento,um estudo conformacional foi realizado para se obter as geometrias dos produtos de hidrolise incompleta do TEOS,Si(OC2H5)4-n(OH)n, com n=1-3.Essas geometrias foram otimizadas e, em seguidauma analise espectroscopica foi elaborada para os sistemas molecularesmais estaveis.Os resultados obtidos sao comparados com o acido silicio e mostraram um deslocamento batocromico da frequencia do modo vibracional Þas SiOa medida que grupos etoxi (.OC2H5) vao sendo substituidos por grupos menos volumosos, o hidroxil (.OH).

Orientador: Roy Edward Bruns / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Meneses_HelenGraciCoelhode_M.pdf: 636858 bytes, checksum: 800e3602970307826daad0f0170d7220 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho investigamos se o método QCISD e o conjunto de base de cc-pVTZ apresentariam resultados mais próximos das intensidades experimentais no infravermelho do que as obtidas dos cálculos usando o método MP2 e a função de base 6-311++G(3d,3p) para os hidrocarbonetos. Nos níveis com o método QCISD o erro rms foi de 4,7 km/mol para as duas bases enquanto que no nível MP2/6-311++G(3d,3p) foi de 7,6 km/mol e para o nível MP2/cc-pVTZ 9,0 km/mol. Foi observado que para as intensidades o efeito do método é maior que o efeito da base e que o efeito de interação método base, em geral, é muito pequeno. Também foi avaliado, através de um planejamento fatorial, se os parâmetros CCFDF (Charge-Charge Flux-Dipole Flux) dependem sensivelmente do método e da base utilizados no cálculo. Para as contribuições de carga, fluxo de carga e fluxo de dipolo para as derivadas médias do momento dipolar em termos de coordenadas cartesianas, de um modo geral, a base tem efeitos maiores do que o método e o efeito de interação entre método e base é muito pequeno. Entretanto, para a derivada total o efeito do método é maior do que o da base, o que é consistente com os resultados para as intensidades. Os cálculos foram feitos para moléculas de metano (CH4), etano (C2H6), eteno (C2H4), etino (C2H2), aleno (C3H4), propino (C3H4) e ciclo-propano (C3H6) / Abstract: The QCISD quantum method and cc-pVTZ basis set were investigated relative to the second order Möller-Plesset level and 6-311G++(3d,3p) basis set for calculating accurate infrared vibrational intensities of fundamental bands of the hydrocarbons. The QCISD results for both basis sets had root mean square errors of 4.7 km mol whereas at the Möller-Plesset level, the 6-311++G(3d,3p) basis set provided a 7.6 km mol error and the cc-pVTZ basis, a 9.0 km mol error. The effects of changing the quantum method on the intensities were larger than the effects of changing basis sets. Furthermore their interaction effects were small. Also by means of a factorial design, the sensitivities of charge - charge flux ¿ dipole flux (CCFDF) parameters to quantum level and basis set changes were evaluated. The basis set change provoked a larger effect on the charge, charge flux and dipole flux contributions to the mean dipole moment derivative than did the change in quantum level. On the other hand, the total mean dipole moment derivative is more sensitive to changes in the quantum method than the basis set, consistent with the finding for the intensities. Calculations were carried out on methane (CH4), ethane (C2H6), ethylene (C2H4), acetylene (C2H2), allene (C3H4), propene (C3H4 ) and cyclkopropane (C3H6) / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química