O uso de cálculos teóricos como ferramenta para a detecção de moléculas no meio interestelar: o caso dos carbenos CnNH (n=1, 3 e 5)

Abstract

n NH (n= 1, 3 and 5) CARBENES. This work reviews some applications of ab initio molecular orbital calculations to the elucidation of structures of interstellar molecules. The case of the C n NH (n=1, 3 and 5 ) carbenes is extensively analyzed and discussed. Theoretical conformational analysis and predicted values for the rotational constants and dipole moments of the singlet state of C 5 NH are reported for the first time and a comparison is performed with results previously obtained for C 3 NH and CNH.Keywords: ab initio calculations; rotational constants; interstellar molecules. DIVULGAÇÃO I. UMA BREVE INTRODUÇÃO À QUÍMICA INTERESTELARAcredita-se que cerca de 90% de toda a matéria do universo é constituída de corpos tais como estrelas e planetas, e apenas algo em torno de 10% representa o chamado meio interestelar (MIE), que é constituído, por sua vez, por aproximadamente 90% de poeira cósmica e 10% de gases 1 . Na nossa galáxia esses gases, que geralmente formam imensas nuvens, encontram-se distribuídos principalmente no centro e na periferia. O interesse natural de conhecer estas nuvens, que são fontes de formação de moléculas no meio interestelar, tem levado os astroquímicos a estudar, entre vários aspectos, a sua composição química.De acordo com a temperatura e a densidade as nuvens se classificam em difusas e densas 1 . Nas primeiras, que têm uma densidade de apenas cerca de 10 moléculas por cm 3 e são facilmente penetradas por parte da radiação externa das estrelas, principalmente radiação ultravioleta (100-200 nm), a temperatura fica em torno de 100 K e constata-se a presença de molé-culas e íons simples, como o H 2 , He ,H 2 + , CO e O 2 . As nuvens densas têm densidade cerca de 100 vezes maior e são mais frias, com temperaturas próximas a 30 K. Estas nuvens, onde se encontram moléculas maiores como NH 3 , H 2 CO e HC 3 N são o principal "laboratório" da maioria das descobertas de moléculas no MIE 1-3 . As primeiras detecções de espécies datam da década de 1940, mas é o ano de 1963 que marca o início da química interestelar, com a observação do radical OH 1,4 . Desde então, um número surpreendente de moléculas tem sido detectado no MIE. Atualmente as espécies detectadas são mais de 100, incluindo variedades isotópicas.Nas últimas décadas, com o avanço ocorrido no campo da radioastronomia e o surgimento de computadores e programas cada vez mais velozes e sofisticados, uma quantidade substancial de trabalhos de química interestelar tem aparecido na literatura, especialmente sobre questões relativas à distribuição da matéria na galáxia e à presença de moléculas funcionando como "traçadores" de gases interestelares, fornecendo informações acerca das condições no interior das nuvens. Além disso, algumas espécies detectadas no MIE são tidas como intermediárias em importantes reações orgânicas, apesar de raramente terem sido isoladas ou observadas em laboratório. Seus espectros de microondas podem fornecer importantes informações acerca de suas estruturas, o que é de natural interesse na elucidação do papel q...

Um estudo teórico relativo à não-linearidade da ligação de hidrogênio em sistemas heterocíclicos C2H4O-C2H2 e C2H4S-C2H2

“…Supondo-se o modelo do rotor rígido, a análise FTMS a baixas pressões em fase gasosa pode ser usada para calcular as constantes rotacionais e extrair informação sobre a geometria de moléculas e complexos de hidrogênio 29,30 . Para os sistemas C 2 H 4 O-C 2 H 2 e C 2 H 4 S-C 2 H 2 , os valores das constantes rotacionais Ao, Bo e Co são apresentados na Tabela 1.…”