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Previous issue date: 2013-08-29 / The interstellar médium (ISM) is a gigantic reservoir of atoms and molecules of different shapes and sizes. In general, they are concentrated in enormously big regions in space known as interstellar cloud. There exist huge interest in detecting and understanding better the elecronic structure, properties and reaction pathways of these interstellar molecules. With the ever growing development of highly sophisticated radio-astronomical instruments, more than 150 molecules have already been detected in space till date. Regarding this, it is of great importance for the astronomers to have some informations beforehand, obtained through theoretical calculations, with respect to the structural properties, intermolecular interactions and spectroscopic properties of the individual molecules as well as of the clusters formed by these molecules. These informations make the analysis of experimental data easier, safer and productive. With this motivation, we would like to study, in this work, the hydrogen-bonded clusters formed by the welknown astromolecule Hydrogen Cyanide (HCN) with two other astrobiomolecules: Formic acid (HCOOH) and Glycine (NH2CH2COOH). All these three molecules have recently been detected in the interstellar space through radio astronomical measurements and are of great interest in astrophysics, astrochemistry and astrobiology. The presence of hydrogen bonding leads to various alteration in the structural properties of the molecules involved in the cluster formation. It also provokes a redistribution of charges in the próton donor as well as in the próton receptor molecule and as a consequence dipole moment of the molecules might change which, in turn, modifies the electric properties of the molecules. Spectroscopic properties also suffer alterations. With this idea, we have focussed our attention in the present doctoral work on the heterogenous hydrogen-bonded dimers: HCN ⋅⋅⋅ HCOOH and HCN⋅⋅⋅NH2CH2COOH and trimers: (HCN)2⋅⋅⋅HCOOH and (HCN)2⋅⋅⋅NH2CH2COOH in gas phase. The objective of the present work is to investigate the changes in the structural properties, energetics, electric properties (dipole moment, polarizability) using high-level quantum chemical methods like Moller-Plesset perturbation theory and Density Functional theory with appropriate and sufficiently large basis sets. The effect of hydrogen-bond formation on the vibrational and NMR spectra of these molecules has also been considered. / O meio interestelar é um gigantesco reservatório de átomos e moléculas de vários tamanhos e formas. Em geral, eles estão concentrados em regiões muito grandes conhecidas como nuvens interestelares. Existe um grande interesse em detectar e compreender melhor as estruturas eletrônicas, as propriedades e as reações dessas moléculas interestelares. Com o desenvolvimento de equipamentos de radioastronomia cada vez mais sofisticado, foram detectadas mais de 150 moléculas no espaço interestelar até agora. Esse trabalho, é de grande importância para os astrônomos obter informações de antemão, geradas através de estudos teóricos, sobre as propriedades estruturais, interações intermoleculares e propriedades espectroscópicas, tanto das moléculas individuais quanto dos aglomerados dessas moléculas. Com este tipo de informação, as análises de dados experimentais tornam-se mais fáceis, seguras e produtivas. Tendo isso como motivação, abordamos neste trabalho os aglomerados, estruturados através da formação da ligação de hidrogênio, a astromolécula conhecida como cianeto de hidrogênio (HCN), com duas outras astrobiomoléculas, o ácido fórmico (HCOOH) e a glicina (NH2CH2COOH). Todas essas moléculas foram detectadas recentemente em nuvem interestelar através de radioastronomia e são de grande interesse em astrofísica, astroquímica e astrobiologia. A presença das ligações de hidrogênio provocam diversas alterações nas propriedades estruturais das moléculas envolvidas na formação de aglomerados. A ligação de hidrogênio também provoca uma redistribuição de cargas nas moléculas doadoras e receptoras de prótons e consequentemente uma mudança de momento de dipolo, que por sua vez, modifica as propriedades elétricas das moléculas. As propriedades espectroscópicas também sofrem alterações. Com essa ideia, neste trabalho, abordamos especialmente os dímeros heterogêneos HCN ⋅⋅⋅ HCOOH e HCN⋅⋅⋅NH2CH2COOH e trimeros: (HCN)2⋅⋅⋅HCOOH e (HCN)2⋅⋅⋅NH2CH2COOH em fase gasosa. O objetivo do presente trabalho é investigar as mudanças nas propriedades estruturais, energéticas e elétricas (momento de dipolo, polarizabilidade), utilizando os métodos de alto nível de química quântica como a teoria de perturbação de Moller-Plesset e de Funcional de Densidade, com conjuntos de base apropriados. O efeito da formação de ligação de hidrogênio no espectro vibracional e RMN também foram considerados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4979 |
| Date | 29 August 2013 |
| Creators | Silva, Arnaldo Machado da |
| Contributors | Chaudhuri, Puspitapallab |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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