ESTUDO COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES ESPECTROSCÓPICAS DOS DOIS
ESTADOS ELETRÔNICOS MAIS BAIXOS DAS MOLÉCULAS BeF, MgF E CaF
Ciro Simas Vivacqua1 (IC), Marina Pelegrini1 (PG), Orlando Roberto-Neto2 (PQ), Francisco B.
C. Machado1 (PQ)
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
1
Departamento de Química, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, SP, Brasil.
2
Instituto de Estudos Avançados, Centro Técnico Aeroespacial, São José dos Campos, SP, Brasil.
Este trabalho, consiste em caracterizar os dois estados eletrônicos mais baixos das moléculas
isovalentes BeF, MgF e CaF. Estes estados têm simetrias X2Σ+ e A2Π, que correspondem
respectivamente ao estado fundamental e ao primeiro estado excitado das moléculas analisadas. A
caracterização destes estados eletrônicos foi realizada através da obtenção de curvas de energia
potencial, constantes espectroscópicas, funções momento de dipolo, funções momento de transição,
níveis vibracionais, probabilidades de transições vibrônicas, tempos de vida radiativa e das análises de
suas respectivas funções de onda.
O principal aspecto deste trabalho é fazer uma análise comparativa das propriedades
espectroscópicas das moléculas diatômicas formadas com esses alcalinos terrosos combinados com o
átomo de flúor.
Os cálculos das funções de onda eletrônicas foram realizados utilizando o conjunto base 6311G+(3df,3pd) e o método Interação de Configurações com excitações simples e duplas a partir de um
conjunto de múltiplas referências (MRSDCI), feitos em duas etapas. Na primeira etapa, correlacionou-se
apenas os elétrons de valência. Na segunda etapa de cálculo, correlacionou-se também os elétrons mais
internos dos alcalinos terrosos, ou seja, 3s3p no Ca, 2s2p no Mg, e 1s no Be. Desta forma, foi possível
verificar o efeito da correlação eletrônica dos elétrons mais internos.
Para a molécula CaF, as curvas de energia potencial dos estados eletrônicos X2Σ+ e A2Π
apresentam um “duplo poço” de potencial próximo à distância internuclear de equilíbrio (Re), quando
calculadas utilizando somente a correlação dos elétrons de valência. No entanto, quando houve
correlação dos elétrons 3s3p no cálcio o duplo poço desapareceu das curvas de potencial.
Uma análise das funções de onda eletrônicas e das funções momento de dipolo observa-se que
os estados eletrônicos X2Σ+ e A2Π da molécula CaF são predominantemente iônicos até região próxima
ao limite assintótico, onde estes estados dissociam em espécies atômicas neutras: Ca(1Sg) + F(2Pu). O
caráter iônico, como esperado, cresce de BeF, MgF a CaF.
Os melhores resultados, com maior correlação eletrônica, mostram que Re aumentam na ordem
de BeF, MgF a CaF, Re(BeF) ≅ 2,5 a0, Re(MgF) ≅ 3,3 a0 e Re(CaF) ≅ 3,8 a0. Comportamento análogo
também foi verificado para outros conjuntos de moléculas diatômicas isovalentes, como BeB, MgB e
CaB [1], e para BeC, MgC e CaC [2].
A molécula CaF tem seu estado fundamental bem caracterizado experimentalmente. Nossos
resultados para energia de dissociação revelam que o uso de uma maior correlação eletrônica aproxima o
valor teórico obtido neste trabalho com o experimental. O valor de D0(exp.) = 5,48 eV [3], o resultado de
De obtido apenas com a correlação dos elétrons 4s no Ca é igual a 4,09 eV, enquanto que o valor de De
com correlação 3s3p e 4s no Ca é aproximadamente igual a 5,13 eV.
[1]M. Pelegrini, O. Roberto-Neto, F. B.C. Machado, Int. J. Quantum Chem., 2003, 95, xxx.
[2]M. Pelegrini, Tese de Mestrado, “Caracterização do estado fundamental de moléculas diatômicas”,
Instituto Tecnológico de Aeronáutica, ITA, 2003.
[3]K. P. Huber, G. Herzberg, “Molecular Spectra and Molecular Structure: Constants of Diatomics
Molecules”, van Nostrand Reinhold, Nova York, 1979.(FAPESP, CNPq, CENAPAD-SP).