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Type: Dissertação
Title: Superfície de energia potencial molecular para ArHSO2
Author: Silva, Rodrigo Carlos da
First Advisor: Furones, Maikel Yusat Ballester
Referee Member: Piña, Llinersy Uranga
Referee Member: Maciel, Indhira Oliveira
Resumo: A reação entre os radicais OH e SO desempenha um papel fundamental na química atmosférica e em processos de combustão, sendo o birradical HSO2 um intermediário central nessas cadeias reacionais. Entretanto, modelos teóricos baseados em colisões bimoleculares isoladas frequentemente falham em reproduzir as taxas de formação observadas experimentalmente, prevendo a redissociação prematura do complexo ativado. Este trabalho investiga o efeito de um terceiro corpo na estabilização do HSO2, focando na construção e caracterização de uma Superfície de Energia Potencial (PES) para o sistema quaternário ArHSO2. Utilizando o formalismo de Energia de Muitos Corpos Dupla Camada (DMBE), mapeou-se a interação intermolecular entre o átomo de Argônio e o fragmento molecular. Os resultados revelaram uma paisagem energética altamente anisotrópica, com a identificação de um mínimo global apresentando energia de interação de −0, 44851/Eh na distância de equilíbrio R = 4, 15/a0. A análise vibracional ratificou a estabilidade dinâmica do sistema, com a ausência de frequências imaginárias (kneg = 0) e a presença de modos intermoleculares de baixa energia (ω ≈ 170 cm−1 ), característicos de complexos de van der Waals flexíveis, pois formam um conjunto de átomos que são mantidos unidos por forças intermoleculares fracas. Conclui-se que o Argônio atua como um banho térmico microscópico eficaz, facilitando a transferência de energia (V − T) e promovendo a estabilização térmica do birradical, preenchendo assim a lacuna entre a teoria e os dados experimentais.
Abstract: The reaction between OH and SO radicals is a key process in atmospheric chemistry and combustion, with the HSO2 biradical serving as a pivotal intermediate. However, theoretical models based on isolated bimolecular collisions often fail to reproduce experimentally observed formation rates, predicting the premature redissociation of the activated complex. This work investigates the third-body effect on HSO2 stabilization, focusing on the construction and characterization of a Potential Energy Surface (PES) for the ArHSO2 quaternary system. Using the Double-Layer Many-Body Expansion (DMBE) formalism, the intermolecular interaction between the Argon atom and the molecular fragment was mapped. The results revealed a highly anisotropic energy landscape, identifying a global minimum with an interaction energy of −0.44851/Eh at an equilibrium distance of R = 4.15/a0. Vibrational analysis confirmed the dynamic stability of the system, showing no imaginary frequencies (kneg = 0) and the presence of low-energy intermolecular modes (ω ≈ 170 cm−1 ), typical of flexible van der Waals complexes, in which atoms are held together by weak intermolecular forces. It is concluded that Argon acts as an effective microscopic heat bath, facilitating (V − T) energy transfer and promoting the thermal stabilization of the biradical, thus bridging the gap between theory and experimental data.
Keywords: Superfície de energia potencial (PES)
DMBE
Estabilização colisional
HSO2
Argônio
Potential energy surfaces (PES)
Collisional stabilization
Argon
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21344
Issue Date: 23-Feb-2026
Appears in Collections:Mestrado em Física (Dissertações)



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